气流对阻性消声器声学性能的影响.doc

8.2.6 气流对阻性消声器声学性能的影响以上介绍的各类阻性消声器的消声量计算公式都未考虑气流影响，即认为管中气流是静态的；实际上消声器是在气流中工作的，因此，消声器的实用消声效果如何，还必须考虑气流对消声性能的影响。 气流对消声器声学性能的影响，主要表现在两个方面：一是气流的存在会引起声传播和声衰减规律的变化；二是气流在消声器内产生一种附加噪声，称为气流再生噪声。下面首先讨论气流对噪声传播的影响。 有气流时的消声系数的近似公式如下， 式中 为没有气流时 ( 静态 ) 的消声系数， 称为马赫数，数值上等于消声器内流速与声速之比。 由上式看出，气流速度大小与方向不同，导致气流对消声器性能的影响程度也不同。当流速高时，马赫数 值大，气流对消声器的消声性能的影响就越厉害；当气流方向与声传播方向一致时，马赫数 值为正，上式中的消声系数将变小；当气流方向与声传播方向相反时，马赫数 值为负，消声系数会变大。也就是说，顺流与逆流相比，逆流有利于消声。 气流在管道中的流动速度并不均匀，就同一截面而言，管道中央流速最高；离开中心位置越远，速度越低；到接近管壁处，流速就近似为零了。如图 8.13 所示，顺流时管道中央声速高，周壁声速低；逆流时正好相反。 根据声折射原理，声波要向管壁弯曲，对阻性消声器来说，由于周壁衬贴有吸声材料，所以顺流时恰好声能被吸收；而在逆流时，声波要向管道中心弯曲，因此对阻性消声器的消声是不利的。 综合上述两方面的分析，消声器用在顺流与逆流各有利弊。由于工厂输气管道中的气流速度与声速比较起来都很小，因此气流对声传播与衰减规律的影响一般不很明显。一般来讲，在低频范围逆向比顺向消声效果好；而在高频范围情况恰好相反，顺向比逆向消声效果好。但综合起来看，顺向与逆向的消声性能并没有很大差别。 图 8.13 气流对声折射的影响8.2.7 气流再生噪声对消声器声学性能的影响气流通过消声器时，由于气流与消声器结构的相互作用，还会产生气流再生噪声。气流再生噪声叠加在原有噪声上，会影响消声器实际使用效果。 气流再生噪声的产生机理，大致有二：一是气流经过消声器时，由于局部阻力和摩擦阻力而形成一系列湍流，相应地辐射噪声；二是气流激发消声器构件振动而辐射噪声。气流再生噪声的大小主要取决于气流速度和消声器的结构。一般来说，气流速度越大，或消声器内部结构越复杂，则产生的气流噪声也就越大。与之相适应，降低消声器内气流再生噪声的途径是：尽量减低流速； 尽量改善气体的流动状况，使气流平稳，避免产生湍流。 图 8.14 消声器试验台示意图消声器的气流再生噪声大小，可用试验方法求得。图 8.14 是测量消声器性能的试验台示意图。 在试验台上，对阻性消声元件在不同气流速度下进行试验，得出气流再生噪声与流速的关系。结果表明：当流速增加一倍，相应的噪声级增加 18dB ，这说明气流再生噪声随流速的六次方规律变化，属于偶极子辐射的噪声源。根据试验结果可得出估算气流再生噪声的半经验公式，式中 为消声器通道内的流速，单位：米 / 秒。 气流再生噪声通常是低频噪声。试验结果同时表明：随着频率的增高，声级逐渐下降。其基本规律是：每增加一个倍频程，声功率下降 。考虑频率的影响，得出再生噪声倍频程的声压级计算公式如下， 设消声器入口噪声级为 ，出口噪声级为 ，再生噪声级为 ，出口处环境噪声级为 。则现场使用消声器的影响情况如下:(1) （相差超过 以上）时，则再生噪声对消声器的消声性能无影响，此时消声量为 ，是该消声器的实际消声量。 (2) 时，再生噪声对消声器的消声性能有一定程度的影响，按如下方法修正后得到实际消声量的近似值： 时， ； 时， 。其中 按背景噪声值修正方法算出。 (3) （相差超过 以上）时，气流再生噪声对消声器性能影响较大，此时消声值为 。如果气流速度很高，产生的再生噪声级大于入口噪声，这个消声器的消声量就变成负值。 (4) 无论何种情况，出口端噪声值均应大于环境噪声 以上，则消声效果才不会受环境噪声的干扰。 设计消声器时，应注意流速不能选得过高，对空调消声器的流速不应超过 5 米 / 秒；对压缩机和鼓风机消声器，流速不应超过 2030 米 / 秒；对内燃机、凿岩机消声器，流速应选在 3050 米 / 秒；对于大流量排气放空消声器，流速可选为 5080 米 / 秒。 真题：（1）某通风机进风口安装1台静态消声量为25分贝的片式消声器，通风机进风口端的声级为100db；当消声器内气流速度为17m/s时，试估计该消声器的实际消声量为多少分贝？（气流再生噪声按80分贝考虑，声速取340m/s）。A 25dBB 23 dB C20 dB D19 dB M a=17/340=0.05 =25* 0.95=23.8 dB100-23.8=76.2 dB 80-76.2=3.8 小于10出口LP=10lg107.62+10lg108.0=81.5 100-81.5=18.5 dB（2）在某通风管道系统中，安装一台静态消声量为30DB的片石消声器，设消声器进口声压级为105DB，当消声器内气流速度为17m/s时，试估算该消声器的实际消声量？（气流再生噪声按80分贝考虑，声速取340m/s）A 30dB B 27 dB C23 dB D25 dB解答思路：先用马赫数求出消声器的动态消声量，算出理论出口声压级，和气流再生噪声比较，作相应计算。高效能学习的八大学习方法方法一：目 标 激 励法 成就天才的必备素质就是远大志向，明确目标，勤奋刻苦，持之以恒，百折不挠。作为一名学生，要想在学习的道路上一路高歌，战胜各科学习困难，在考试中脱颖而出，就必须树立远大的理想，制定明确的学习目标和切实可行的计划，在日常学习中勤奋苦学，孜孜不倦，持之以恒，面对学习中上的挫折，百折不挠，勇往直前，并掌握一套正确的学习方法，科学合理地安排好自己的时间，只有这样，才能到达成功的理想彼岸。 方法二：统筹计划学习法正像建造楼房先要有图纸，打仗先要有部署一样，成功有效的学习也必须制定好一套切实可行的计划。所谓统筹计划学习法，就是学习者为达到一定的学习目标，根据主客观条件而制订学习步骤的一种学习方法。统筹计划学习法包括四个方面：一是学习目标，二是学习内容，三是时间安排，四是保证落实的措施。只有综合考虑这四个方面，才能订出切实可行的规划。同时计划要因人而异，因事而异，并根据执行情况，适当及时调整。方法三：兴趣引导法使学习兴趣化，是获取成功的特别重要的法则。有的同学虽然很努力地学习，但是却对学习没有兴趣。凡是这种情况，学习效率都差得很，往往是事倍功半，效率不高。所以，千万不要只知道积极地去学，光顾着学，傻学，而要想办法培养自己的兴趣。只有将学习积极性转化为学习兴趣之后，你才有可能实现学习效率的飞跃。方法四：高效率学习法 作为学生，谁能够高效地管理时间，科学地利用时间，抓住时间的脉搏，谁就能创造学业的成功，成就人生的辉煌。爱时间就是爱生命，爱生命的每一部分。谁把握住时间，谁就拥有一切。时间就是生命。“一个人一生只有三天：昨天、今天和明天。昨天已经过去，永不复返；今天已经和你在一起，但很快就会过去；明天就要到来，但也会消失。抓紧时间吧，一生只有三天！”现在是你们人生的黄金时期，也是学习知识、吸取知识最有效率的时期，你们应善于管理时间珍惜时间，不虚度年华，使生命失去原本的灿烂光彩。方法五：刨根质疑学习法 学习的过程是由一个“无疑有疑解疑无疑”不断循环往复的过程。学须善思，思后存疑，疑后问，问后知。所以，我们在日常生活和学习过程中，要善于思考，培养“凡事问一个为什么”的习惯。作为一个学生，我们要善于发现问题，敢于向权威挑战，同时又要虚心求教，不耻下问，不懂的问题多问老师，向同学请教。积极参加各种有关学习的交谈、讨论、学习兴趣小组，创设一个与别人交流的良好平台，合作解决问题。方法六：笔 记 学 习法笔墨学习法又称笔记法，是利用记笔记学习的一种方法。在日常的读书、听课、复习的时候，对有一定价值和意义的材料、知识点、问题迅速及时地标记出来，记下来，然后整理成笔记，这对于巩固知识，积累材料，提高学习成绩都具有十分重要的意义。方法七：全 面 预 习法打无准备的仗必输，没有预习的功课一定不会好。要想有一个高效的课堂学习，必须牢牢抓住课前预习这个关键环节。常言道：“凡事预则立，不预则废。”“预”，即准备。预习就是在教师讲课之前，学生阅读教材及相关的内容，为新课学习做好必要的知识准备。我们在预习的时候，要大体了解书本内容，思考重点，发现难点，注意方法，增强预习的主动性、针对性，培养良好的预习习惯。方法八：高 效 听 课法 一个人的学生时代，大部分的学习时间是在课堂中度过的。在短短的十几年时间里每个学生几乎接受和继承了人类几千年所积累的知识中最基本、最精华的部分，由此可见课堂学习的重要性。一个学生学习的