4消声技术.pptx

第一节第一节 概述概述第二节第二节 消声器分类及消声机理消声器分类及消声机理第四章第四章 噪声控制技术消声噪声控制技术消声Chapter 4 Technology of noise reductionsound attenuation第一节第一节 概述概述v一、消声器一、消声器v一种让气流通过又能有效的降低噪声的设备或一种让气流通过又能有效的降低噪声的设备或装置。装置。v消声器是消减气流噪声的装置，把它接在管道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。有一定的消减作用。汽汽轮轮机机排排汽汽消消声声器器风机消声器风机消声器 锅锅炉炉排排汽汽消消声声器器 v二、消声器性能评价二、消声器性能评价v主要从三方面：主要从三方面：v（1）消声性能）消声性能v包括消声量的大小和频谱特性（消声频率范围的包括消声量的大小和频谱特性（消声频率范围的宽窄）两个方面。宽窄）两个方面。v消声量一般用消声量一般用传声损失传声损失和和插入损失插入损失来表示，也可来表示，也可用排气口或进气口处两端声级表示。用排气口或进气口处两端声级表示。v消声器的频谱特性一般以倍频程、消声器的频谱特性一般以倍频程、1/3倍频程等倍频程等的消声量来表示。的消声量来表示。v（2）空气动力性能）空气动力性能v阻力损失：通常是用消声器入口和出口的全阻力损失：通常是用消声器入口和出口的全压差来表示。压差来表示。v在气流通道上安装消声器，必然会影响空气在气流通道上安装消声器，必然会影响空气动力设备的空气动力性能。如果只考虑消声动力设备的空气动力性能。如果只考虑消声器的消声性能而忽略空气的动力性能，则在器的消声性能而忽略空气的动力性能，则在某种情况下，消声器可能会使设备的效能大某种情况下，消声器可能会使设备的效能大大降低，甚至无法正常使用。大降低，甚至无法正常使用。v（3 3）结构性能）结构性能v结构性能对于具有同样的消声性能和空气动力结构性能对于具有同样的消声性能和空气动力性能的消声器的使用具有十分重要的现实意义。性能的消声器的使用具有十分重要的现实意义。一般的，几何尺寸越小，使用寿命越长，则结一般的，几何尺寸越小，使用寿命越长，则结构性能越好。构性能越好。对一个好的消声器要有对一个好的消声器要有五五个方面的基本要求：个方面的基本要求：v1 1）在消声性能上的要求。要求具有较高的消声）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；声频率范围有足够大的消声量；v2 2）空气动力性能上的要求。消声器对气流的阻）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；在实际容许的范围内；v3 3）机械结构性能上的要求。消声的体积要小，）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，安装和维修重量要轻，结构简单，便于加工，安装和维修;v4 4）外形和装饰上的要求。符合实际安装空间的）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需要，美观大方，表面装饰与设备相协调;v5 5）价格费用要求。价格便宜，使用寿命长。）价格费用要求。价格便宜，使用寿命长。v三、消声器的声学性能评价量三、消声器的声学性能评价量v消声器的消声器的消声量消声量是评价其声学性能好坏的重要指是评价其声学性能好坏的重要指标，但测量方法不同，所得消声量也不同。标，但测量方法不同，所得消声量也不同。v静态消声量静态消声量：当消声器内仅有声音（没有气流）：当消声器内仅有声音（没有气流）通过时，所测量消声量。通过时，所测量消声量。v动态消声量动态消声量：当消声器内有声音和气流同时通过：当消声器内有声音和气流同时通过消声器时，测得的消声量。消声器时，测得的消声量。v具体的测量方法见具体的测量方法见GB/T4760-1995GB/T4760-1995，有两种测量，有两种测量方法：方法：v实验室测量法：实验室测量法：在可控条件下，较深入细致地在可控条件下，较深入细致地测试消声器的性能。主要适用于以阻性为主的测试消声器的性能。主要适用于以阻性为主的管道消声器。管道消声器。v现场测量法：现场测量法：是在实际使用条件下，直接测试是在实际使用条件下，直接测试消声器的消声效果，消声器的消声效果，适用于一端连通大气的一适用于一端连通大气的一般消声器般消声器的测量。的测量。v评价消声器声学性能好坏的量有下列评价消声器声学性能好坏的量有下列4 4种种：v1、插入损失（、插入损失（LIL）v指系统中指系统中安装消声器前后安装消声器前后在系统外某点（包括在系统外某点（包括管道内和管道外）测得的管道内和管道外）测得的声声功率功率级级之差。之差。v在通常情况下，管口大小形状和声场分布基本在通常情况下，管口大小形状和声场分布基本保持不变，这时插入损失等于在给定测点处装保持不变，这时插入损失等于在给定测点处装置消声器以前与以后的声压级之差。简而言，置消声器以前与以后的声压级之差。简而言，插入损失就是指系统中插入消声器前后在系统插入损失就是指系统中插入消声器前后在系统外某定点测得的外某定点测得的声压级差声压级差。v可以在实验室内典型试验装置测量消声器的插可以在实验室内典型试验装置测量消声器的插入损失，也可以在现场测量消声器的插入损失。入损失，也可以在现场测量消声器的插入损失。v现场测量消声器插入损失符合实际使用条件，现场测量消声器插入损失符合实际使用条件，但受环境、气象、测距等影响、测量结果应进但受环境、气象、测距等影响、测量结果应进行修正。行修正。v在实验室内测量插入损失一般应采用在实验室内测量插入损失一般应采用混响室法混响室法或或半消声室半消声室或或管道法管道法。v这几种方法都应进行装置消声器以前和以后两这几种方法都应进行装置消声器以前和以后两次测量，通过管口辐射噪声的各倍频带或次测量，通过管口辐射噪声的各倍频带或1/31/3倍频带声能各频带的插入损失等于前后两次测倍频带声能各频带的插入损失等于前后两次测量所得量所得声功率级之差声功率级之差，当测试条件不变时，声，当测试条件不变时，声功率级之差就等于给定测点处功率级之差就等于给定测点处声压级之差声压级之差。其中其中A计权插入损失计权插入损失(LIL)A的计算式为：的计算式为：(LIL)A LpA1LpA2 LpA1，LpA2：分别为装置消声器前、后的声级，：分别为装置消声器前、后的声级，dB 式中：式中：i为频带的序号；为频带的序号；Lpi 为第为第i个频带声压级；个频带声压级；i为第为第i个频带的修正值，个频带的修正值，dB；Di为第为第i个频带的插入损失，个频带的插入损失，dB。v2、传声损失（、传声损失（LTL）v又称透射损失，其定义为消声器进口端入射声又称透射损失，其定义为消声器进口端入射声功率级与出口端的声功率级之差。功率级与出口端的声功率级之差。v通常情况下进口端与出口端的通道截面相同，通常情况下进口端与出口端的通道截面相同，升压沿截面近似均匀分布，这时传声损失等于升压沿截面近似均匀分布，这时传声损失等于进口端与出口端声压级之差。各频带传声损失进口端与出口端声压级之差。各频带传声损失由下式决定：由下式决定：式中：式中：为入射声压级；为入射声压级；为透射声压级；为透射声压级；分别为入射声和透射声的背景噪分别为入射声和透射声的背景噪声修正值；声修正值；分别为消声器上游、下游管道通分别为消声器上游、下游管道通道截面面积。道截面面积。v3 3、减噪量（、减噪量（L LNRNR）v在消声器进口端面测得的平均声压级与出口端在消声器进口端面测得的平均声压级与出口端面测得的平均声压级之差称为减噪量。面测得的平均声压级之差称为减噪量。v实际中，这种测量方法易受气象条件，背景噪实际中，这种测量方法易受气象条件，背景噪声，环境反射等影响，引起较大误差，故该法声，环境反射等影响，引起较大误差，故该法应用场合不多，在消声器消声水平相比较时有应用场合不多，在消声器消声水平相比较时有时用到。时用到。L LNRNR L Lp1p1L Lp2p2式中：式中：L Lp1p1为消声进口端面平均声压级，为消声进口端面平均声压级，dBdB；L Lp2p2为消声出口端面平均声压级，为消声出口端面平均声压级，dBdB。v4 4、衰减量（、衰减量（L LA A）v消声器内部两点间的声压级的差值称为衰减量，消声器内部两点间的声压级的差值称为衰减量，主要用来描述消声器内声传播的特性，通常以消主要用来描述消声器内声传播的特性，通常以消声器单位长度的衰减量（声器单位长度的衰减量（dB/mdB/m）来表示。）来表示。v除了上述除了上述4种方法之外，有时为了定量地分析比种方法之外，有时为了定量地分析比较某些消声器的性能，也给出一些其他的评价指较某些消声器的性能，也给出一些其他的评价指标。例如标。例如消声器指数消声器指数，它是单位当量长度，单位，它是单位当量长度，单位当量横断面面积的消声量，即参考体积的消声量。当量横断面面积的消声量，即参考体积的消声量。v以上几种评价消声器性能的方法中，以上几种评价消声器性能的方法中，传声损失传声损失和和衰减量衰减量是属于消声器本身的特性，它受声源是属于消声器本身的特性，它受声源与环境影响较小（不包括气流速度的影响），与环境影响较小（不包括气流速度的影响），而而插入损失插入损失、减噪量减噪量不单是消声器本身的特性，不单是消声器本身的特性，它还受到声源端点反射以及测量环境的影响，它还受到声源端点反射以及测量环境的影响，因此，在给出消声器消声效果（消声量）的同因此，在给出消声器消声效果（消声量）的同时，定要注明是采用何种方法，在何种环境下时，定要注明是采用何种方法，在何种环境下测得的。测得的。v目前，一般采用目前，一般采用静态消声量静态消声量来表示消声器的消来表示消声器的消声效果，因为静态消声量是一个定值，而动态声效果，因为静态消声量是一个定值，而动态消声量则受气流速度的影响，是一个不定值，消声量则受气流速度的影响，是一个不定值，故评价指标以用静态消声量为宜。故评价指标以用静态消声量为宜。v当声源经静态消声后的剩余声级（简称静态出口当声源经静态消声后的剩余声级（简称静态出口声级）大于消声器气流噪声级时，消声器的动态、声级）大于消声器气流噪声级时，消声器的动态、静态消声量基本一致，不受气流的影响；静态消声量基本一致，不受气流的影响；v当消声器静态出口声级低于消声器气流噪声级时，当消声器静态出口声级低于消声器气流噪声级时，则消声器的动态消声量低于静态消声量，其差值则消声器的动态消声量低于静态消声量，其差值随流速的增加而增大；随流速的增加而增大；v当气流噪声级大于消声器入口声级时，此时消声当气流噪声级大于消声器入口声级时，此时消声器不仅不能消声，反而变成了一个噪声放大器。器不仅不能消声，反而变成了一个噪声放大器。v为解决静态和动态消声量可能不一致的问题，有为解决静态和动态消声量可能不一致的问题，有些消声器产品已采用静态消声量和气流噪声级两些消声器产品已采用静态消声量和气流噪声级两个指标来表示产品的声学性能。个指标来表示产品的声学性能。第二节第二节 消声器分类及消声机理消声器分类及消声机理v 消声器的种类很多，但究其消声消声器的种类很多，但究其消声机理，可以把它们分为机理，可以把它们分为6种种主要类型，主要类型，即即阻性消声器阻性消声器、抗性消声器抗性消声器、阻抗复阻抗复合式消声器合式消声器、微穿孔板消声器微穿孔板消声器、小孔小孔消声器消声器和和有源消声器有源消声器。v一、阻性消声器一、阻性消声器v该消声器是一种吸收型消声器，它是利用声波该消声器是一种吸收型消声器，它是利用声波在多孔吸声材料中传播时，因摩擦将声能转化在多孔吸声材料中传播时，因摩擦将声能转化为热能而消声。为热能而消声。v把吸声材料固定在气流通道内壁或中部并按一把吸声材料固定在气流通道内壁或中部并按一定的方式在管道中排列起来，就构成了阻性消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，声器，与电学类比，吸声材料就相当于电阻，故称阻性消声器。故称阻性消声器。v阻性消声器具有能在较宽的阻性消声器具有能在较宽的中高频中高频范围内消声，范围内消声，特别是对于刺耳的高频声效果等优点。它的缺特别是对于刺耳的高频声效果等优点。它的缺点是在高温、高速、水蒸气、含尘、油雾以及点是在高温、高速、水蒸气、含尘、油雾以及对吸声材料有腐蚀性的气体中，使用寿命短，对吸声材料有腐蚀性的气体中，使用寿命短，消声效果差。另外，对于低频噪声，它的消声消声效果差。另外，对于低频噪声，它的消声效果也不够理想。效果也不够理想。v阻性消声器的消声量与消声器的阻性消声器的消声量与消声器的形式形式、长度长度、通道截面积通道截面积有关，同时与有关，同时与吸声材料吸声材料的种类、密的种类、密度和厚度等因素也有关。度和厚度等因素也有关。v阻性消声器一般有管式、片式、蜂窝式、折板阻性消声器一般有管式、片式、蜂窝式、折板式和声流式等几种。式和声流式等几种。几种消声器及其频谱特性图几种消声器及其频谱特性图a）直管式；）直管式；b）片式；）片式；c）蜂窝式；）蜂窝式；d）折板式；）折板式；e）声流式；）声流式；f）弯头；）弯头；g）室式；）室式；h）消声箱；）消声箱；i）干涉型；）干涉型；j）共振式；）共振式；k）扩张室式；）扩张室式；l）阻抗复合式）阻抗复合式v1 1、管式消声器、管式消声器v管式消声器是将吸声材料固定在管道内壁上形成管式消声器是将吸声材料固定在管道内壁上形成的，有直管式和弯管式，其通道可以圆形的，也的，有直管式和弯管式，其通道可以圆形的，也可以是矩形的。管式消声器，加工简易，空气动可以是矩形的。管式消声器，加工简易，空气动力性能好，适用于气体流量较小的情况。力性能好，适用于气体流量较小的情况。v直管式消声器的消声量计算较为简单，弯管式消直管式消声器的消声量计算较为简单，弯管式消声器的消声量可按表声器的消声量可按表4-14-1的估计值考虑，表中的估计值考虑，表中d d是是管径，管径，是波长。是波长。v若声波频率与管子载面几何尺寸满足下列关系若声波频率与管子载面几何尺寸满足下列关系式：式：f1.84c/d 式中：式中：c是声速；是声速；d是圆管直径；是圆管直径；v f c/d 式中：式中：d是方管边长是方管边长v则此时声波在管中以平面波形式传播，相对于则此时声波在管中以平面波形式传播，相对于管中任意断面，声波是垂直入射的；否则，管管中任意断面，声波是垂直入射的；否则，管中出现其他形式的波，应按无规入射考虑。中出现其他形式的波，应按无规入射考虑。v当气体流量较大时，为了保持较小的流速，管当气体流量较大时，为了保持较小的流速，管道的断面就会增大，沿通道传播的声波（特别道的断面就会增大，沿通道传播的声波（特别是波长很短的高频声波）与管壁上的附着的吸是波长很短的高频声波）与管壁上的附着的吸声材料的接触机会就会减少，由此导致消声器声材料的接触机会就会减少，由此导致消声器的消声量降低。我们把反映消声量明显下降时的消声量降低。我们把反映消声量明显下降时的频率定义为上限失效频率，用的频率定义为上限失效频率，用f上上 f上上1.8c/d d：通道截面边长的平均值，若通道是圆形断：通道截面边长的平均值，若通道是圆形断面，则取直径。面，则取直径。v在高于在高于f上上的频率范围，消声器的消声量就会减的频率范围，消声器的消声量就会减小，因此，为了避免上限失效频率的影响，当小，因此，为了避免上限失效频率的影响，当气体流量较大时，可以把消声器的通道分成若气体流量较大时，可以把消声器的通道分成若干个小通道，做成片式或蜂窝式消声器。这时干个小通道，做成片式或蜂窝式消声器。这时每个通道的断面小了，消声器的上限失频率也每个通道的断面小了，消声器的上限失频率也就提高了。同时，消声器由一个通道增至若干就提高了。同时，消声器由一个通道增至若干个，使吸声材料的饰面表面积增加，因而消声个，使吸声材料的饰面表面积增加，因而消声器的消声量也增加，也就是说，消声器的消声器的消声量也增加，也就是说，消声器的消声性能得到了改善。性能得到了改善。vA.N.别洛夫由一维理论推导出长度为别洛夫由一维理论推导出长度为L的消声的消声器的声衰减量器的声衰减量LA为：为：v式中，式中，(0）称为消声系数，它表示传播距离等于）称为消声系数，它表示传播距离等于管道半宽度时的衰减量，主要取决于壁面的声学管道半宽度时的衰减量，主要取决于壁面的声学特性；特性；L为消声器的通道横断面周长为消声器的通道横断面周长(m)；S为消声为消声器的通道有效横截面积器的通道有效横截面积(m2)；l为消声器的有效部为消声器的有效部分长度分长度(m)。2、声波在阻性管道中的衰减、声波在阻性管道中的衰减v消声系数与材料的吸声系数的换算关系，见下消声系数与材料的吸声系数的换算关系，见下表：表：v可见，消声器的传声损失与吸声材料的声学性可见，消声器的传声损失与吸声材料的声学性能、气流通道周长、截面面积以及管道长度等能、气流通道周长、截面面积以及管道长度等因素有关。材料的吸声系数和气流通道周长与因素有关。材料的吸声系数和气流通道周长与通道截面积之比越大，管道越长，则传声损失通道截面积之比越大，管道越长，则传声损失越大。对同样大小截面的管道，越大。对同样大小截面的管道，L LS S比值以长比值以长方形为最大，方形次之，圆形最小方形为最大，方形次之，圆形最小。为此，对。为此，对截面较大的管道常在管道纵向插入几片消声片截面较大的管道常在管道纵向插入几片消声片(片长沿管轴片长沿管轴)，将它分隔成多个通道以增加周，将它分隔成多个通道以增加周长和减小截面积，消声量可明显增加。长和减小截面积，消声量可明显增加。v另外还有另外还有H.J.赛宾计算消声器的声衰减量的经赛宾计算消声器的声衰减量的经验公式：验公式：v式中：式中：(a)吸声材料无规则入射时的平均吸声系数，吸声材料无规则入射时的平均吸声系数，为便于计算，下表列出了为便于计算，下表列出了(a)与与(a)1.4的关系：的关系：(a)0.050.100.200.250.300.350.40(a)1.40.0150.0400.1050.1440.1850.2300.277(a)0.450.500.600.700.800.901.00(a)1.40.3270.3290.4890.6070.7320.8631.00v3、适用范围：适用范围：v常用于消除风机、燃气轮机等进气噪声（即常用于消除风机、燃气轮机等进气噪声（即气气体流速不大体流速不大的情况）。的情况）。v高温、高速、水蒸气、油雾以及对吸声材料腐高温、高速、水蒸气、油雾以及对吸声材料腐蚀性的气体中，使用寿命短，消声效果差。蚀性的气体中，使用寿命短，消声效果差。v4 4、片式消声器、片式消声器 对于流量较大需要足够大通对于流量较大需要足够大通风面积的通道时，为是消声器周长与截面比增风面积的通道时，为是消声器周长与截面比增加，可在直管内插入板状吸声片把大通道分隔加，可在直管内插入板状吸声片把大通道分隔成几个小通道。成几个小通道。当片式消声器每个通道的构造当片式消声器每个通道的构造尺寸相同时，只要计算单个通道的消声量，即尺寸相同时，只要计算单个通道的消声量，即为该消声器的消声量。为该消声器的消声量。v5、蜂窝式消声器、蜂窝式消声器 是由若干个小型直管消声器是由若干个小型直管消声器并联而成的，形似蜂窝，故得其名。因管道的并联而成的，形似蜂窝，故得其名。因管道的周长和面积之比值比直管和片式大，故消声量周长和面积之比值比直管和片式大，故消声量较高，且由于小管的尺寸很小，使消声失效频较高，且由于小管的尺寸很小，使消声失效频率大大提高，从而改善了高频消声特性。但由率大大提高，从而改善了高频消声特性。但由于构造复杂，且阻损也较大，通常使用于流速于构造复杂，且阻损也较大，通常使用于流速低、风量较大的情况下。低、风量较大的情况下。v6 6、折板式消声器、折板式消声器 由片式消声器演变而来，由片式消声器演变而来，把消声片做成弯折状，消声效果提高的机理为把消声片做成弯折状，消声效果提高的机理为增加噪声与吸声材料的接触机会，特别是对中增加噪声与吸声材料的接触机会，特别是对中高频声波，能增加传播途径中的反射次数，从高频声波，能增加传播途径中的反射次数，从而使中高频的消声特性有明显的改善。由于折而使中高频的消声特性有明显的改善。由于折片后阻损较大，为了不过大的增加阻力损失，片后阻损较大，为了不过大的增加阻力损失，曲折度以不透光为佳。对风速过高管道不宜使曲折度以不透光为佳。对风速过高管道不宜使用该种消声器。用该种消声器。v7 7、声流式消声器、声流式消声器 由折板式消声器改进所得，由折板式消声器改进所得，通过把吸声材料做成流线、菱形，正弦波形，通过把吸声材料做成流线、菱形，正弦波形，不但使声波由于反射次数增加改善吸声性能，不但使声波由于反射次数增加改善吸声性能，而且使气流能较为通畅的通过，相比于折板式而且使气流能较为通畅的通过，相比于折板式消声器，其具有消声量较高、消声频带较宽和消声器，其具有消声量较高、消声频带较宽和气流阻力小的优点，但是该消声器结构复杂，气流阻力小的优点，但是该消声器结构复杂，制作造价较高。制作造价较高。v8 8、消声弯头、消声弯头 当弯管内气流需要改变方向时，当弯管内气流需要改变方向时，必须使用消声弯头，在弯道的壁面上衬贴必须使用消声弯头，在弯道的壁面上衬贴2 24 4倍截面线度尺寸的吸声材料时，就成为一个有倍截面线度尺寸的吸声材料时，就成为一个有明显消声效果的消声弯头。弯头的消声量大致明显消声效果的消声弯头。弯头的消声量大致与弯折角度成正比，如与弯折角度成正比，如3030的弯头，其声衰减的弯头，其声衰减量大约时量大约时9090的的1/31/3，而，而9090的弯头又是的弯头又是180180的的1/21/2，连续两个，连续两个9090弯头（成弯头（成180180的折回管的折回管道），其声衰减量约为单个直角弯头的道），其声衰减量约为单个直角弯头的1.51.5倍。倍。v9 9、室式消声器、室式消声器 在壁面上均衬贴有吸声材料，在壁面上均衬贴有吸声材料，形成小吸声室，在室的两对角插上进出风管，当形成小吸声室，在室的两对角插上进出风管，当声波进入消声室后，就在小室内经多次反射而被声波进入消声室后，就在小室内经多次反射而被材料吸收，同时，由于从进风口至室内，又从室材料吸收，同时，由于从进风口至室内，又从室内至出风口，截面发生两次突变，故还起到抗性内至出风口，截面发生两次突变，故还起到抗性消声器的作用。所以，室式消声器的消声频带较消声器的作用。所以，室式消声器的消声频带较宽，消声量也较大；缺点室阻损较大，占有空间宽，消声量也较大；缺点室阻损较大，占有空间也大，一般适用于低速进排风消声。也大，一般适用于低速进排风消声。v1010、迷宫式消声器、迷宫式消声器 是若干个单室串联起来而是若干个单室串联起来而成，消声原理类似于单室，其特点是消声频带成，消声原理类似于单室，其特点是消声频带宽，消声量高，但阻损较大，适用于低风速条宽，消声量高，但阻损较大，适用于低风速条件。件。v1111、盘式消声器、盘式消声器 是在消声器的纵向尺寸受到是在消声器的纵向尺寸受到限制的条件下使用的。其外形呈一盘形，使消声限制的条件下使用的。其外形呈一盘形，使消声器的轴向长度和体积比大为缩减。因其消声截面器的轴向长度和体积比大为缩减。因其消声截面是渐变的，气流流速也随之变化，阻损比较小。是渐变的，气流流速也随之变化，阻损比较小。另外，因进气和出气方向互相垂直，是声波发生另外，因进气和出气方向互相垂直，是声波发生弯折，故提高了中高频的消声效果。一般轴向长弯折，故提高了中高频的消声效果。一般轴向长度不到度不到50cm50cm，插入损失约为，插入损失约为101015dB15dB，适用于风，适用于风速不大于速不大于16m/s16m/s。v1212、百叶式消声器、百叶式消声器 实际上是一种长度很实际上是一种长度很短（一般约为短（一般约为0.20.20.7m0.7m）的片式或折板式）的片式或折板式消声器的改进，百叶安装角度及间距应保消声器的改进，百叶安装角度及间距应保证至少能遮挡水平视线的要求。由于长度证至少能遮挡水平视线的要求。由于长度很小，有一定消声效果而且气流阻力又小，很小，有一定消声效果而且气流阻力又小，因此在工程中常用于车间、各类设备机房因此在工程中常用于车间、各类设备机房的进排风口、隔声屏障的局部通风口等。的进排风口、隔声屏障的局部通风口等。v1313、气流对阻性消声器性能的影响、气流对阻性消声器性能的影响v主要表现在两个方面：主要表现在两个方面：1.气流的存在会引气流的存在会引起声传播规律的变化；起声传播规律的变化；2.气流在消声器内气流在消声器内产生一种附加噪声再生噪声。这两方产生一种附加噪声再生噪声。这两方面的影响是同时产生的，但本质不同。面的影响是同时产生的，但本质不同。v（1 1）气流对声传播规律的影响）气流对声传播规律的影响 声波在阻性声波在阻性管道内传播，伴随气流，而气流方向与声波方管道内传播，伴随气流，而气流方向与声波方向一致，则使声波衰减系数变小，反之，声波向一致，则使声波衰减系数变小，反之，声波衰减系数变大。影响衰减系数的衰减系数变大。影响衰减系数的最主要因素最主要因素是是马赫数马赫数，即气流流速与声速的比值。，即气流流速与声速的比值。顺流和逆流相比，逆流对消声有利。顺流和逆流相比，逆流对消声有利。但是实际中气流流速都不会太高，即使气但是实际中气流流速都不会太高，即使气流流速为流流速为30304040米米/秒时，秒时，0.10.1，对整个消，对整个消声器的消声性能影响并不大，因此，一般可忽声器的消声性能影响并不大，因此，一般可忽略不计。略不计。v另外，从气流速度引起声波传播折射的现象来另外，从气流速度引起声波传播折射的现象来看，消声器在排气管道和进气管道也表现不同。看，消声器在排气管道和进气管道也表现不同。气流与声波方向一致时，能有效的吸声，相反气流与声波方向一致时，能有效的吸声，相反时，对消声作用不利。但实际当中气流不是很时，对消声作用不利。但实际当中气流不是很大，所以，无论从哪一个角度来看，气流对声大，所以，无论从哪一个角度来看，气流对声传播规律的影响都不是很明显的。传播规律的影响都不是很明显的。v（2 2）气流再生噪声的影响）气流再生噪声的影响 气流经过消声器气流经过消声器通道时，会产生再生噪声，主要来自两个方面：通道时，会产生再生噪声，主要来自两个方面：一是一是消声器结构部件在气流冲击下产生振动而消声器结构部件在气流冲击下产生振动而辐射噪声，克服方法主要是增加消声器的结构辐射噪声，克服方法主要是增加消声器的结构强度，特别是要防止管道结构或消声元件产生强度，特别是要防止管道结构或消声元件产生低频共振；低频共振；二是二是当气流速度较大时（当气流速度较大时（20m/s20m/s），），无论是管壁的粗糙、消声器结构的边缘、截面无论是管壁的粗糙、消声器结构的边缘、截面积的变化等各种情况，都会引起湍流噪声，湍积的变化等各种情况，都会引起湍流噪声，湍流噪声与流速的六次方成正比，并且以中高频流噪声与流速的六次方成正比，并且以中高频为主，所以小流速是再生噪声以低频为主，流为主，所以小流速是再生噪声以低频为主，流速逐渐增大时，中高频噪声增加得快。速逐渐增大时，中高频噪声增加得快。v消声器中总有气流的影响存在，其噪声应为声消声器中总有气流的影响存在，其噪声应为声源噪声和气流再生噪声的叠加，因此，消声器源噪声和气流再生噪声的叠加，因此，消声器的效果受到气流再生噪声的影响。消声效果最的效果受到气流再生噪声的影响。消声效果最好的消声器，其出口端噪声级也不可能低于再好的消声器，其出口端噪声级也不可能低于再生噪声。当出口端的噪声级大于再生噪声生噪声。当出口端的噪声级大于再生噪声10dB10dB以上时，气流对消声器消声效果没有影响；如以上时，气流对消声器消声效果没有影响；如果不到果不到10dB10dB，则消声器的实际效果应按声压级，则消声器的实际效果应按声压级相减的计算得出。相减的计算得出。v所以消声器的设计应使气流的流速不要过高，所以消声器的设计应使气流的流速不要过高，流速过高，不仅消声器的声学性能受到影响，流速过高，不仅消声器的声学性能受到影响，而且空气动力性能也会变差。一般，对于空调而且空气动力性能也会变差。一般，对于空调消声器，流速不超过消声器，流速不超过10m/s10m/s；对于压缩机和鼓风；对于压缩机和鼓风机消声器，流速不超过机消声器，流速不超过202030m/s30m/s；对内燃机、；对内燃机、凿岩机消声器，流速应选在凿岩机消声器，流速应选在303050m/s50m/s；对于大；对于大流量排气放空消声器，流速可选流量排气放空消声器，流速可选505080m/s80m/s左右。左右。v1414、阻性消声器的设计、阻性消声器的设计v（1 1）确定消声量）确定消声量 应根据有关的环境保护和劳应根据有关的环境保护和劳动保护标准，适当考虑设备的具体条件，合理动保护标准，适当考虑设备的具体条件，合理确定实际所需的消声量。对于各频带所需的消确定实际所需的消声量。对于各频带所需的消声量，可参考相应的噪声评价曲线声量，可参考相应的噪声评价曲线NRNR来确定。来确定。v（2 2）选定消声器的结构形式）选定消声器的结构形式 首先要根据气流首先要根据气流流量和消声器所控制的流速（平均流速）计算流量和消声器所控制的流速（平均流速）计算所需的通流截面，并由此来选定消声器的形式。所需的通流截面，并由此来选定消声器的形式。一般认为，当气流通道截面的当量直径小于一般认为，当气流通道截面的当量直径小于300mm300mm，可选用单通道直管式；当直径为，可选用单通道直管式；当直径为300300500mm500mm时可在通道中加设一片吸声片或吸声芯。时可在通道中加设一片吸声片或吸声芯。当通道直径大于当通道直径大于500mm500mm时，则应考虑把消声器设时，则应考虑把消声器设计成片式、蜂窝式或其他形式。计成片式、蜂窝式或其他形式。v（3 3）正确选用吸声材料）正确选用吸声材料 这是决定阻性消声器这是决定阻性消声器性能的重要因素。除首先要考虑材料的声学性性能的重要因素。除首先要考虑材料的声学性能外，同时还要考虑消声器的实际使用条件，能外，同时还要考虑消声器的实际使用条件，在高温、潮湿、有腐蚀性气体等特殊环境中，在高温、潮湿、有腐蚀性气体等特殊环境中，应考虑吸声材料的耐热、防潮、抗腐蚀性能。应考虑吸声材料的耐热、防潮、抗腐蚀性能。v（4 4）确定消声器的长度）确定消声器的长度 应根据声源的强度和应根据声源的强度和降噪现场要求来决定。增加长度可以提高吸声降噪现场要求来决定。增加长度可以提高吸声量，但还应注意现场有限空间所允许的安装尺量，但还应注意现场有限空间所允许的安装尺寸。消声器的长度一般为寸。消声器的长度一般为1 13m3m。v（5 5）选择吸声材料的护面结构）选择吸声材料的护面结构 阻性消声器中阻性消声器中的吸声材料是在气流中工作的，必须用护面结的吸声材料是在气流中工作的，必须用护面结构固定起来。常用的护面结构有玻璃布、穿孔构固定起来。常用的护面结构有玻璃布、穿孔板或铁丝网等。如果选取护面不合理、吸声材板或铁丝网等。如果选取护面不合理、吸声材料会被气流吹跑或使护面结构激起振动，导致料会被气流吹跑或使护面结构激起振动，导致消声性能下降。护面结构形式主要由消声器通消声性能下降。护面结构形式主要由消声器通道内的流速决定。道内的流速决定。v（6 6）验算消声效果）验算消声效果 根据根据“高频失效高频失效”和气流和气流再生噪声的影响验算消声效果。若设备对消声再生噪声的影响验算消声效果。若设备对消声器的压力损失有一定要求，应计算器的压力损失有一定要求，应计算压力损失压力损失是是否在允许的范围之内。否在允许的范围之内。例：选用同一种吸声材料（例：选用同一种吸声材料（平均吸声系数平均吸声系数为为0.460.46）衬）衬贴的消声管道，管道有效长度为贴的消声管道，管道有效长度为2m2m，管道有效截面积，管道有效截面积1500cm1500cm2 2。当截面形状分别为圆形、正方形和。当截面形状分别为圆形、正方形和1 1：5 5矩形矩形时，试问哪种截面形状的声音衰减量最大？哪种最小时，试问哪种截面形状的声音衰减量最大？哪种最小？解：解：则管道断面有效周长为：则管道断面有效周长为：1 1）当管道为圆形时，因为管道的有效直径为：）当管道为圆形时，因为管道的有效直径为：由由H.J.H.J.赛宾公式：赛宾公式：2 2）当管道截面为正方形时）当管道截面为正方形时,则管道断面周长为则管道断面周长为：所以，所以，3 3）当管道截面为）当管道截面为1 1：5 5矩形时，则管道断面长和宽矩形时，则管道断面长和宽分别为：分别为：则管道断面周长为：则管道断面周长为：所以，所以，因此，有：因此，有：LA3LA2 LA1即：即：管道截面为矩形的声音衰减量最大，截面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。为圆形管道声音衰减量最小。v二、抗性消声器二、抗性消声器v与阻性消声器的消声机理完全不同。与阻性消声器的消声机理完全不同。消声原理：消声原理：它不使用吸声材料，而是依靠管道它不使用吸声材料，而是依靠管道截面的突变截面的突变或或旁接共振腔旁接共振腔等在声传播过程中引等在声传播过程中引起阻抗改变而产生声能的反射、干涉及共振吸起阻抗改变而产生声能的反射、干涉及共振吸声来降低消声器向外辐射的声能，达到消声的声来降低消声器向外辐射的声能，达到消声的目的。目的。阻性消声器是利用阻性消声器是利用能量转换能量转换，而抗性是利用，而抗性是利用声声能转移能转移来降低消声器出口处的声能。来降低消声器出口处的声能。v特点：具有良好的消除低频噪声的性能，而且特点：具有良好的消除低频噪声的性能，而且能在高温、高速、脉动气流下工作。能在高温、高速、脉动气流下工作。v消声的频率特性：消声频带窄，具有低、中频消声的频率特性：消声频带窄，具有低、中频消声性能，对高频声效果较差。消声性能，对高频声效果较差。v型式：扩张室式、共振腔式、微穿孔板式。除型式：扩张室式、共振腔式、微穿孔板式。除微穿孔板式具有宽频带消声特性，其余频率选微穿孔板式具有宽频带消声特性，其余频率选择性较强，适用于窄带和中低频噪声的控制。择性较强，适用于窄带和中低频噪声的控制。v1.1.扩张室式消声器扩张室式消声器v也称也称“膨胀室消声器膨胀室消声器”，它是由突变界面的管，它是由突变界面的管和室组成，它是利用通道截面的突然扩张（或和室组成，它是利用通道截面的突然扩张（或收缩）造成管道内声阻抗突变，使沿管道传播收缩）造成管道内声阻抗突变，使沿管道传播的某些频率的声波通不过消声器而反射回声源的某些频率的声波通不过消声器而反射回声源去，由于声波通不过消声器也就传不出来，从去，由于声波通不过消声器也就传不出来，从而达到消声的目的。而达到消声的目的。v该种消声器是由管和室两种基本元件组成的，该种消声器是由管和室两种基本元件组成的，最基本的形式是单节扩张室式消声器，但工程最基本的形式是单节扩张室式消声器，但工程中常采用多室。中常采用多室。s1s2lv声波在管道中传播时，截面积的突变会引起声声波在管道中传播时，截面积的突变会引起声波的反射，使透射声能降低。如下图：当声波波的反射，使透射声能降低。如下图：当声波沿截面积为沿截面积为S1和和S2相接的管道传播时，相接的管道传播时，S2管对管对S1管来说是附加了一个声负载，在接口平面上管来说是附加了一个声负载，在接口平面上将产生声波的反射和透射。将产生声波的反射和透射。S1S2vs2/s1m，抗性消声器的扩张比；，抗性消声器的扩张比；管道扩张管