第九章 噪声.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第九章 消声器,消声器是,消减气流噪声,的装置，把它接在管道中或进、排气口上，能让气流通过，对噪声具有一定的消减作用。,第一节 消声器的分类、评价和设计程序,对,一个好的消声器要有五个方面的基本要求：,1,）在,消声性能,上的要求。要求具有,较高的消声值,和,较宽的消声频率,，也就是说要在所需要的消声频率范围有足够大的消声量；,2,）,空气动力性能,上的要求。消声器对,气流的阻力,要小，安装消声器后所增加的,阻力损失,要控制在实际容许的范围内；,3,）机械,结构性能,上的要求。消声的,体积,要小，,重量,要轻，,结构,简单，便于,加工,，安装和维修,4,）外形和装饰上的要求。符合实际安装空间的需要，美观大方，表面装饰与设备相协调,5,）价格费用要求。价格便宜，使用寿命长。,二、消声器的声学性能评价量,1,）,插入损失,（,L,IL,）,即,系统中插入消声器前后在系统外,某点,测得的,声功率,之差,。,2,）,传声损失,（,TL,）,即,消声器进出口端,声功率级,之差。,3,）,减噪量,（,L,NR,）,即,消声器进出口端测得的,平均声压级,之差。,4,）,衰减量,（,L,A,）,即消声器,内部两点间,的声压级的差值，通常用消声器的单位长度的衰减量（,dB/m,）,来表征消声器内,声传播特性,。,三 消声器的压力损失,消声器的压力损失由两部分构成：,一是,局部压力损失,；,二是,管壁沿程磨擦阻力损失,。,两者都是由于,流体运动时克服粘性切应力作功,引起的,（,1,）,.,局部压力损失（,H,e,）,局部压力损失,发生在,消声器内,收缩,、,扩张,等截面突变的地方,，由于气流速度发生突变形成漩涡和流体相互碰撞，进一步加剧了流体质点间的相互磨擦。,（,2,）,.,沿程阻力损失（,H,f,）,沿程阻力损失,发生在,消声器管道壁面,，,其大小,取决于管壁粗糙度及气流速度,v,的大小,，,消声器总的压力损失,第二节 阻性消声器,一、,阻性消声器的声衰减量,其中：,L,消声器气流通道断面周长，,m,S,消声器的气流通道截面积，,m,2,l,消声器的有效长度，,m,(a,0,),与材料的吸声系数有关的消声系数,H.J.,赛宾,经验公式,：,降噪量与,材料吸声性能和周长,/,截面比有关。,理论计算公式：,例,1,、选用同一种吸声材料（,平均吸声系数,为,0.46,）衬贴的消声管道，管道有效长度为,2m,，,管道有效截面积,1500cm,2,。,当截面形状分别为圆形、正方形和,1,：,5,矩形时，试问哪种截面形状的声音衰减量最大？哪种最小？,解：,由,公式：,因为管道的,有效直径,为：,则管道,断面有效周长,为：,1,）,当管道为,圆形,时,2,）,当管道截面为,正方形,时,则,管道,断面周长,为,：,所以，,3,）,当管道截面为,1,：,5,矩形,时,则管道,断面长和宽,分别为：,则管道断面周长为：,所以，,因此，有：,L,A3,L,A2,L,A1,即：,管道截面为,矩形,的声音衰减量最大，截面为,圆形,管道声音衰减量最小。,二、高频失效频率,（即消声性能下降的频率）,基于高频率声音的方向性强，与管壁的吸声材料接触减少,。,其中：,D,消声通道,截面平均边长,（当量直径），,m,圆形管道为直径；矩形管道为边长平均值，其他管道取面积的开方值。,当,频率每增加一个倍频带，其,消声量,约下降,1/3,，其经验估算公式为：,其中：,R,高于失效频率的某倍频带的消声量；,R,失效频率处的消声量（作为,参考值,）；,N,高于失效频率的倍频程频带数,。,三、气流对阻性消声器性能的影响,主要表现在两个方面：,1,）气流的存在改变了消声器内,声衰减规律,（特别是高速气流）,2,）气流在消声器内产生一种,附加噪声,，即,气流再生噪声,A,：,顺流,时（气流与声传播方向一致），由于气体流速在管道内不均一，根据,折射原理,，,声波向管壁弯曲,，促进消声降噪；,B,：,逆流,时（气流与声传播方向相反），,声波向管道中心弯曲,，导致声波与吸声材料接触机会减少，不利于消声降噪。,气流经过消声器通道时，因局部阻力或摩擦阻力而产生,湍流,，相应辐射一些噪声；气流激发消声器,构件振动,而辐射噪声。,在直通,管道消声器内气流,再生噪声,的,估算公式,为：,其中：,L,A,气流再生噪声,消声器内气流速度，,m/s,一个消声器具体应用到现场时，气流究竟对它的性能影响有多大，需结合,噪声源强度,、,气流速度大小,以及,消声器结构,等因素进行具体分析；,不同的结构，气流在管道中允许风速不同,。,第三节 抗性消声器,一、,扩张室消声器,（,膨胀式消声器,）,消声原理,：声波在管道截面的突然扩张（或收缩）造成通道内,声阻抗突变,，使,声波传播方向,发生改变，在管道内发生,反射、干涉,等现象，从而达到消声的目的。,单节,扩张室,消声器的消声量计算：,其中：,称为,抗性消声器的扩张比,。,二、共振腔消声器,1,）消声原理：,该系统是共振吸声结构，管壁小孔中的空气类似活塞，具有一定的声质量；密闭空腔类似空气弹簧，具有一定的弹性。,当声波传到腔口时，在声波的作用下，空气柱产生振动，振动时与腔口壁的摩擦使一部分声能转化为热能而耗散；,同时由于声阻抗的突变而使声波发生反射和干涉现象，导致声能衰减；,当体系固有频率与声波频率发生共振时，消耗的声能最多，消失量最大。,第四节 其他类型消声器,1,阻抗复合式消声器,（如：,P.190,，,图,9-12,和,P.191,图,9-13,）,包括的形式,：,阻,-,扩型、阻,-,共型、阻,-,扩,-,共型等。,消声的频率特性,：,具有,低、中、高频,消声性能。,适用范围,：,消除鼓风机、大型风洞、试车台噪声。,消声原理,：,把阻性与抗性两种消声原理通过适当结构复合起来而构成的。可定性地认为阻性和抗性在同一频带的消声值的叠加（并非简单的叠加关系）。,2,微穿孔板消声器,包括的形式,：单层微穿孔板、双层微穿孔板等。,消声的频率特性,：,宽频带,消声性能。,适用范围,：,适于高温、潮湿有水、有油雾及特别清洁卫生的场合。,消声原理,：,利用微穿孔板吸声结构制成的消声器。,3,喷注耗散型消声器（,也称扩散式消声器）,包括的形式,：,小孔喷注型（如,P.194,图,9-15,）、降压扩容型、多孔扩散型（如,P.195,图,9-16,）、引射掺冷型（如,P.198,图,9-19,）,。,消声的频率特性,：,宽频带,消声性能。,适用范围,：,消除压力气体排放噪声，如锅炉排气、高炉放气、化工厂工艺气体放散。,消声原理,：,喷注噪声值频率与喷口直径成反比。如果喷口直径变小，喷口辐射的噪声能量将从低频移向高频，于是低频噪声被降低，而高频噪声反而升高，,如果孔径小到一定值时，喷注噪声将移到,人耳不敏感的频率范围。,4,喷雾消声器,（,如,P.197,图,9-17,）,适用范围,：消除高温蒸汽排放噪声。,消声的频率特性,：宽频带消声性能。,消声原 理,：喷淋水雾改变介质的密度，即增加声阻抗。,5,电子消声器,（,如,P.189,图,9-11,）,原 理,：人为地产生一个,幅值相同而相位相反,的声波，使两列声波在一定的空间区域相互,干涉,而抵消，达到降噪目的。,消声的频率特性,：,低频,消声性能。,适用范围,：用于,低频消声的一种辅助,。,三、消声器的分类与适用范围,1,）阻性消声器,（如,P.177,图,9-1,）,：,包括的形式,：,直管式、片式、折板式、声流式、蜂窝式、弯头式等。,消声的频率特性,：具有,中、高频,消声性能。,适用范围,：消除风机、燃气轮机,进气噪声,（即气体流速不大的情况）。,消声原理,：利用,吸声材料,消声。把吸声材料固定在气流通道内壁或按一定的方式在管道中排列起来，就构成了阻性消声器，与电学类比，吸声材料就相当于电阻，故称阻性消声器。,2,）抗,性,消声器,包括的形式,：,扩张室式,（,如,P.181,图,9-3,）、,共振腔式,（,如,P.184,图,9-7,）、,干涉型,（,如,P.188,图,9-10,）。,消声的频率特性,：具有,低、中频,消声性能。,适用范围,：,消除空压机、内燃机、汽车排气噪声（,较高气速的情况,）。,消声原理,：,通过,控制声抗的大小,来进行消声的。与阻性消声器不同，它,不使用吸声材料,而是在管道上接截面积突变的管段或旁接共振腔，利用声阻抗的改变，使某些频率的声波在声阻抗突变的界面发生,反射、干涉,等现象，从而在消声器的外测，达到了消声的目的。,消声器的设计程序,1,）噪声源的调查和特性分析（声源解析、周围自然环境和声学环境条件等）,2,）噪声标准的确定（根据评价区周围环境要求及国家相关声环境质量标准和噪声排放标准）,3,）消声量的计算（根据管道截面，确定消声器通道结构；根据降噪要求，决定消声器的长度）,4,）选择消声器的类型（根据噪声的频谱，选定消声器的种类）,5,）检验（验算消声频率范围）,