物理性污染控制消声课件

1、第二章 噪声污染及其控制第一节 概述第二节 声学基础第三节 噪声的评价和标准第四节 噪声控制技术吸声第五节 噪声控制技术隔声第六节 噪声控制技术消声 第七节 有源噪声控制简介 第二章第二章 噪声污染及其控制噪声污染及其控制第六节 噪声控制技术消声 概 述一一阻性消声器 二二抗性消声器 三三阻抗复合式消声器 四四五五六六微穿孔板消声器 消声器的设计 ( (一一) )消声原理消声原理 ( (二二) )消声器的性能评价消声器的性能评价 概 述一一 消声器：消声器：允许气流通过，又能有效阻止或减弱噪声允许气流通过，又能有效阻止或减弱噪声向外传播的装置。向外传播的装置。性能：性能：优良的消声器可使气流噪

2、声降低优良的消声器可使气流噪声降低202040dB(A) 40dB(A) 种类：种类：按其消声机理和结构大致可分为按其消声机理和结构大致可分为 阻性阻性消声器消声器 抗性抗性消声器消声器 阻抗复合式阻抗复合式消声器消声器 微穿孔板微穿孔板消声器消声器 扩散扩散消声器消声器 ( (一一) )消声原理消声原理 各自具有不同的消声频各自具有不同的消声频谱特性，可根据设备的谱特性，可根据设备的空气动力性空气动力性及及噪声频谱噪声频谱选用适当的消声器。选用适当的消声器。 ( (一一) )消声原理消声原理 ( (二二) )消声器的性能评价消声器的性能评价 概 述一一 （1 1）消声量大）消声量大（2 2）

3、压力损失小）压力损失小（3 3）适应性广）适应性广（4 4）外形美观）外形美观 正常工况下，在所要求的频带范正常工况下，在所要求的频带范围内应有足够大的消声量围内应有足够大的消声量 对气流阻力小，压力损失要对气流阻力小，压力损失要 控制在允许的范围内，不影控制在允许的范围内，不影 响设备的正常工作。响设备的正常工作。 材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐 潮湿、耐粉尘，结构简单、体积小、潮湿、耐粉尘，结构简单、体积小、重量轻，便于制作安装和维修。重量轻，便于制作安装和维修。 外形美观大方，表面装饰应与设外形美观大方，表面装饰应与设备总体相协调备总体相协调 。 衡量消声器性能

4、优衡量消声器性能优劣的主要评价量劣的主要评价量ILLRLNRL系统中插入消声器前、后在系统外某定点系统中插入消声器前、后在系统外某定点分别测得的声压级分别测得的声压级L Lp1p1与与L Lp2p2之差。之差。12ILppLLLILLn优点优点：直观实用，测量简单；直观实用，测量简单；n适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合效果。效果。消声器进口端入射声的声功率级 与出口端透射声的声功率级 之差。 (2-167) n传递损失反映消声器自身的特性，与声源、末端传递损失反映消声器自身的特性，与声源、末端负载等因素无关；负载等因素无关；n适用于理论计

5、算和在实验室检验消声器自身的消适用于理论计算和在实验室检验消声器自身的消声特性。声特性。RL112210lgRWWWLLLW1WL2WL消声器进口端平均声压级（ ）与出口端平均声压级（ ）之差。(2-168) n这种测量方法易受气象条件、背景噪声等这种测量方法易受气象条件、背景噪声等影响，误差较大，较少采用。影响，误差较大，较少采用。NRL12NRppLLL1pL2pL第二章第二章 噪声污染及其控制噪声污染及其控制第六节 噪声控制技术消声 概 述一一阻性消声器 二二抗性消声器 三三阻抗复合式消声器 四四五五六六微穿孔板消声器 消声器的设计 ( (一一) )阻性消声原理阻性消声原理 ( (二二)

6、 )阻性阻性消声器的结构形式消声器的结构形式 阻性消声器 二二 ( (三三) )阻性阻性消声器性能的影响因素消声器性能的影响因素 阻性消声器：利用吸声材料消声的吸收型消声器。吸声材料相当于电阻，故称阻性消声器。 ( (一一) )阻性消声原理阻性消声原理 n原理：将吸声材料固定在气流通道内，利用声波在多孔吸声材料中传播时，因摩擦阻力和粘滞阻力将声能转化为热能，达到消声的目的。 ( (一一) )阻性消声原理阻性消声原理 ( (二二) )阻性阻性消声器的结构形式消声器的结构形式 阻性消声器 二二 ( (三三) )阻性阻性消声器性能的影响因素消声器性能的影响因素 图图2- 38 阻性消声器结构示意图阻

7、性消声器结构示意图 ( (二二) )阻性阻性消声器的结构形式消声器的结构形式 e.蜂窝式蜂窝式 a.直管式直管式 b.片式片式 f.消声弯头消声弯头 c.折板式折板式 d.声流式声流式 结构形式：如图2-38(a)所示。1.单通道直管式消声器单通道直管式消声器 AL式中，式中， 消声量，消声量，dBdB； 消声器通道断面的有效周长，消声器通道断面的有效周长，m m； 消声器通道的有效截面积，消声器通道的有效截面积，m m2 2； 消声器有效长度，消声器有效长度，m m； 垂直入射吸声系数；垂直入射吸声系数； 消声系数，与材料的垂直入射吸声系数有关消声系数，与材料的垂直入射吸声系数有关, ,由表

8、由表2-192-19查查得得PSl00 0APLlS AL(2-169) n消声衰减量 计算 （1）AN别洛夫公式：低、中频n特点：结构简单、气流直通、阻力损失小。n适用：小流量管道消声。式(2-169)中 的确定（表2-19）1.单通道直管式消声器单通道直管式消声器 n由表由表2-19 2-19 确定确定 ，即可用式（，即可用式（2-1692-169）计算消声量。）计算消声量。n式式(2-169)(2-169)未考虑气流条件，在低、中频时，计算值与实测值基未考虑气流条件，在低、中频时，计算值与实测值基本相等，但在高频时，计算值往往高于实测值。本相等，但在高频时，计算值往往高于实测值。n设计阻

9、性消声器时，尽可能选用吸声性能好的多孔材料，并详设计阻性消声器时，尽可能选用吸声性能好的多孔材料，并详细计算通道的几何尺寸，对于相同截面积的通道，细计算通道的几何尺寸，对于相同截面积的通道，P/SP/S值以矩形值以矩形最大，圆形最小。最大，圆形最小。0 表表2-19 与与 的关系的关系 )(000)(0 11.50.860.750.640.550.470.390.310.050.6010.550.500.450.400.350.3050.100.050() 00 （2 2）H HJ J赛宾经验计算式：赛宾经验计算式：高频高频(2-170)(2-17

10、0) 式中，式中， 吸声材料无规则入射平均吸声系数，表吸声材料无规则入射平均吸声系数，表2-202-20列出列出 了了 与与 间的关系。间的关系。1.41.03( )APLlS式（式（2-1692-169）和式（）和式（2-1702-170）大致相同，仅仅是对吸声系数的修正不同。）大致相同，仅仅是对吸声系数的修正不同。1.单通道直管式消声器单通道直管式消声器 1.4( )表表2-20 与与 的换算关系的换算关系 4 . 1)(1.4( )1.4( )消声衰减量消声衰减量 n与单通道直管式消声器与单通道直管式消声器计算公式计算公式相似。相似。n结构：结构：相当于多个单通道直管式消声器组成。相当于

11、多个单通道直管式消声器组成。n当片式消声器每个通道的构造尺寸相同时，只要计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。算单个通道的消声量。n通常取吸声片厚度为通常取吸声片厚度为5050100mm100mm，片间距离，片间距离( (通道宽通道宽度度) )取取100100250mm250mm。2.片式消声器片式消声器 AL结构：结构：将片式消声器中的直板改为折板，将片式消声器中的直板改为折板，是是片式消声器的变型。片式消声器的变型。原理原理：将直通道改为曲折通道，：将直通道改为曲折通道，给定直线长给定直线长度情形下，可增加声波在管道内的传播路程度情形下，可增加声波在管道内的传播

12、路程，增加反射次数，增加反射次数，提高高频消声量提高高频消声量。为了减小阻力损失，折角一般为了减小阻力损失，折角一般小于小于2020。3.折板式消声器折板式消声器 结构结构：将折板式的折角变为平滑弧形板。：将折板式的折角变为平滑弧形板。原理原理：当声波通过时，增加反射次数，并对：当声波通过时，增加反射次数，并对某些频率的声波产生吻合振动，从而改善吸某些频率的声波产生吻合振动，从而改善吸声性能。声性能。特点特点：可使气流较为通畅地通过，达到高消：可使气流较为通畅地通过，达到高消声、低阻损的要求。声、低阻损的要求。 4.声流式消声器声流式消声器 结构：结构：若干个小型直管消声器并联而成，形似蜂窝。

13、若干个小型直管消声器并联而成，形似蜂窝。原理：原理：小型管道的周长与截面积之比值小型管道的周长与截面积之比值P/S比直管式比直管式和片式大，所以消声量较高。和片式大，所以消声量较高。特点特点：小管的尺寸很小，使上限失效频率大大提高：小管的尺寸很小，使上限失效频率大大提高，改善了高频消声特性。改善了高频消声特性。计算：计算：一个小型直管消声器的消声量就可以表示整一个小型直管消声器的消声量就可以表示整个消声器的消声量。个消声器的消声量。5.蜂窝式消声器蜂窝式消声器 结构结构：在弯管壁面衬贴吸声材料。：在弯管壁面衬贴吸声材料。其形式有圆管弯头、其形式有圆管弯头、矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等。

14、矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等。 原理原理：消声弯头能改变管道内气流的方向。：消声弯头能改变管道内气流的方向。特征参数特征参数：n弯头上衬贴弯头上衬贴吸声材料的长度吸声材料的长度, ,一般相当于管道截面尺寸的一般相当于管道截面尺寸的2 24 4倍倍。n弯头的弯头的插入损失大致与弯折角度成正比插入损失大致与弯折角度成正比，如，如30弯头的插弯头的插入损失仅为入损失仅为90弯头的弯头的1/3。n对于无规则入射，对于无规则入射，180弯头的减噪量约为弯头的减噪量约为90弯头的弯头的1.5倍。倍。 6. 消声弯头消声弯头 l盘式消声器在空间尺寸受限制条件下使用，其外盘式消声器在空间尺寸受限制条件

15、下使用，其外形呈盘形，使消声器的轴向长度和体积缩减。因形呈盘形，使消声器的轴向长度和体积缩减。因消声通道截面是渐变的，气流速度随之变化，阻消声通道截面是渐变的，气流速度随之变化，阻损较小，还因进气和出气方向互相垂直，使声波损较小，还因进气和出气方向互相垂直，使声波发生弯发生弯折，故提高了中、高频的消声效果。折，故提高了中、高频的消声效果。l一般轴向长度一般轴向长度50cm，TL=1015dB，风速，风速16m/s16m/s比较比较适宜。适宜。7.盘式消声器盘式消声器 ( (一一) )阻性消声原理阻性消声原理 ( (二二) )阻性阻性消声器的结构形式消声器的结构形式 阻性消声器 二二 ( (三三

16、) )阻性阻性消声器性能的影响因素消声器性能的影响因素 ( (三三) )阻性阻性消声器性能的影响因素消声器性能的影响因素 1. 频率的影响频率的影响 n高频失效：在一定截面积的气流通道中，当入射声波的频率高至一定限度时，由于方向性很强而形成“光束状”传播，很少接触贴附的吸声材料，消声量明显下降的现象。n上限失效频率 ：产生高频失效所对应的频率。f上n上限失效频率上限失效频率 计算公式：计算公式：直管式消声器直管式消声器f上1.85cfD上(2-171)(2-171) 式中，式中， 声速，声速，m/sm/s； 消声器通道的当量直径，消声器通道的当量直径，m m；对矩形管道取边长；对矩形管道取边长

17、平均值，圆形管道取直径，其它可取面积的开方值。平均值，圆形管道取直径，其它可取面积的开方值。cDn当 时，每增高一个倍频带，消声量下降1/3 其值按下式估算：式中，式中， 处的消声量，处的消声量，dBdB； 高于高于 的倍频程频带数。的倍频程频带数。f上(2-172)(2-172) f33nLLf上f上nL2. 结构的影响结构的影响 n阻性消声器阻性消声器结构设计结构设计时，在高频失效频率附近采取时，在高频失效频率附近采取下述办法可显著提高高频消声效果。下述办法可显著提高高频消声效果。n小风量细管道可选用直管式；较大风量粗管道须采用多通小风量细管道可选用直管式；较大风量粗管道须采用多通道形式。

18、道形式。n消声器通道中加装消声片或将消声器设计成片式、折板式、消声器通道中加装消声片或将消声器设计成片式、折板式、蜂窝式或弯头式等，可提高中、高频消声效果。蜂窝式或弯头式等，可提高中、高频消声效果。n实践问题？实践问题？n对低频效果不明显；对低频效果不明显；n通道过多或出现弯曲，会显著增加阻力损失，使消声器的通道过多或出现弯曲，会显著增加阻力损失，使消声器的空气动力性能下降。空气动力性能下降。3. 气流的影响气流的影响 n气流再生噪声：高速气流经过消声器时因局部阻力和摩擦阻力形成湍流产生的噪声。n辐射噪声：高速气流激发消声器构件振动n倍频带的气流再生噪声的声功率7260lg20lgWLvf (

19、 (2-173) )倍频带的中心频率，倍频带的中心频率，Hz气流速度，气流速度，m/sn气流再生噪声的大小主要取决于气流的速度和消声器的结构。气流速度气流再生噪声的大小主要取决于气流的速度和消声器的结构。气流速度增加，声功率提高，使消声量减少，当气流速度高到一定程度时，消声增加，声功率提高，使消声量减少，当气流速度高到一定程度时，消声量变为负值，此时消声器失去消声作用。量变为负值，此时消声器失去消声作用。n所以消声器的设计不应使气流的流速过高，否则不仅消声器的性能受到所以消声器的设计不应使气流的流速过高，否则不仅消声器的性能受到影响，而且空气动力性能也会变差。影响，而且空气动力性能也会变差。第

20、二章第二章 噪声污染及其控制噪声污染及其控制第六节 噪声控制技术消声 概 述一一阻性消声器 二二抗性消声器 三三阻抗复合式消声器 四四五五六六微穿孔板消声器 消声器的设计 ( (一一) )扩张室消声器扩张室消声器 ( (二二) )共振共振消声器消声器 抗性消声器 三三n原理原理：利用声抗大小来消声。n基本类型基本类型: :与阻性消声器不同，抗性消声器不使用吸声材料，主要是与阻性消声器不同，抗性消声器不使用吸声材料，主要是利用声抗的大小来消声利用声抗的大小来消声, , 依靠管道截面的突变或旁接共振依靠管道截面的突变或旁接共振腔等在声传播过程中引起阻抗的改变，而产生声波的反射、腔等在声传播过程中引

21、起阻抗的改变，而产生声波的反射、干涉现象干涉现象, ,从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声的目的。的目的。n特点特点：选择性强，适于窄带噪声和低、中频 噪声。扩张室消声器：抗性消声器最常用的结构形式。单节扩张室消声器：由扩张室和连接管组成，是最基本形式。图图2-39 单节扩张室消声器单节扩张室消声器 ( (一一) )扩张室消声器扩张室消声器 1. 结构形式结构形式 连接管连接管 连接管连接管 扩张室扩张室 根据管道传播理论，声波通过扩张室时，单节扩张室消声器声强透射系根据管道传播理论，声波通过扩张室时，单节扩张室消声器声强透射系数为数为 2. 消声量

22、的计算消声量的计算 扩张比扩张比,m= S2 /S1扩张室长扩张室长,m,m n若管道截面收缩若管道截面收缩m倍或是扩张倍或是扩张m倍倍，消声作用相同，消声作用相同， 工程中为了减少对气流的阻力，常用工程中为了减少对气流的阻力，常用 ？管。管。n消声量与消声量与 有关，即随频率作周期性变化。有关，即随频率作周期性变化。sinkl222122111cossin4ISSklklSS(2-174)(2-174)k k角波数角波数,2/,m,2/,m-1-1 S S1 1、S S2 2分别为连接管和分别为连接管和扩张室面积扩张室面积,m,m2 2 (2-175)(2-175)n若只考虑扩张室本身特性，

23、由上式可得单节扩张室消声器的消声量计算式为2211110lg10lg 1sin4RILmklmn当当 (n=0,1,2,3(n=0,1,2,3，) )时，时， ，扩张室消，扩张室消声量达最大值，式声量达最大值，式(2-175)(2-175)可写成可写成(21)2kln2sin1kl 21110lg 14RLmm(2-176)(2-176)n由式（由式（2-176）可以更清楚地看出，增大扩张比）可以更清楚地看出，增大扩张比m，可增大消声量。，可增大消声量。(2-178)(2-178)n接着推导出消声量达最大值时的相应频率接着推导出消声量达最大值时的相应频率max214cfnl20lg20lg62

24、RmLm(2-177)(2-177)n通常通常m1，当，当m5时时,可近似地取可近似地取讨讨 论论单节扩张室消声器的单节扩张室消声器的主要缺点主要缺点kln2sin0kl (2-179)(2-179)n当当 (n=0,1,2,3(n=0,1,2,3，) )时，时， ，消声，消声量达量达 ，表明声波无衰减地通过消声器，此时，表明声波无衰减地通过消声器，此时，对应的频率称为消声器的对应的频率称为消声器的通过频率通过频率。0RL min2nfcln为了消除某一频率的噪声可适当选择扩张室的长度，为了消除某一频率的噪声可适当选择扩张室的长度，以使消声器在该频率上有最大消声量。以使消声器在该频率上有最大消

25、声量。消声量计算图消声量计算图图图2-40 2-40 单节扩张室消声器的消声量单节扩张室消声器的消声量 n为设计方便，将式为设计方便，将式(2-175)(2-175)绘成图绘成图2-402-40。0 kl扩张室消声器的扩张室消声器的L LR R随着随着m m的增大而增大，但当的增大而增大，但当m m增大增大到一定值后，波长很短的高频声以到一定值后，波长很短的高频声以窄束窄束形式从扩张形式从扩张室中央穿过，使得消声量下降。其有个室中央穿过，使得消声量下降。其有个上限截止频上限截止频率：率：1.22cfD上(2-180)(2-180) 3. 扩张室消声器的截止频率扩张室消声器的截止频率 扩张室截面

26、当量直径，扩张室截面当量直径，m m 声速声速,m/s,m/s n扩张室截面积越大，扩张室截面积越大， 的值越低，其消声频率范围越窄。因的值越低，其消声频率范围越窄。因此，选择扩张比要兼顾消声量和消声频率两个方面。此，选择扩张比要兼顾消声量和消声频率两个方面。f上扩张室有效消声的扩张室有效消声的下限截止频率：下限截止频率：n当入射声波频率和系统的固有频率当入射声波频率和系统的固有频率（较低）（较低）相相等时，会发生共振，消声器不能消声，反将声等时，会发生共振，消声器不能消声，反将声音放大，该频率称为音放大，该频率称为下限频率下限频率. . (2-181) (2-181)扩张室体积，扩张室体积，

27、m m3 3 连接管的截面积，连接管的截面积，m m2 2112ScfVl下连接管的长度，连接管的长度，m mn只有在大于只有在大于 的频率范围，消声器才有消声作用。的频率范围，消声器才有消声作用。f下单节扩张室消声器的主要缺点是存在许多通过频率，在通过频率处的消声量为零。解决的方法通常有两种：n一是在扩张室内插入内接管；n二是将多节扩张室串联。 4. 改善消声频率特性的方法改善消声频率特性的方法 在扩张室内插入内接管在扩张室内插入内接管min2nfcln当插入管长度为当插入管长度为 时，可消除式时，可消除式 中中 为奇数的为奇数的通过频率。通过频率。n当插入管长度为当插入管长度为 时，可消除

28、式时，可消除式 中中 为偶数的为偶数的通过频率。通过频率。n将二者结合，则可得到较为理想的消声效果（将二者结合，则可得到较为理想的消声效果（虚线虚线）。）。2lmin2nfclnn4l（a）带插入管的扩张室消声器）带插入管的扩张室消声器（b）插入管消声的作用）插入管消声的作用 图图 2-41 带插入管的扩张室消声器及消声频率特性带插入管的扩张室消声器及消声频率特性多节扩张室串联多节扩张室串联 n将多节扩张室消声器串联，各室长度设计为不同数值将多节扩张室消声器串联，各室长度设计为不同数值, ,使各自使各自的通过频率互相错开（如使后一节的通过频率恰好是前一节的通过频率互相错开（如使后一节的通过频率

29、恰好是前一节的最大消声频率），可改善整个消声频率特性，提高消声量的最大消声频率），可改善整个消声频率特性，提高消声量n由于各节间的耦合现象，总消声量由于各节间的耦合现象，总消声量各节扩张室消声量的算各节扩张室消声量的算术和。术和。n在实践中，通常将上述两种方法结合使用。考虑到消声器的在实践中，通常将上述两种方法结合使用。考虑到消声器的空气动力性，串联的腔室一般以空气动力性，串联的腔室一般以2 24 4腔腔为宜。为宜。图图2-42 多节扩张室串联消声器多节扩张室串联消声器 ( (一一) )扩张室消声器扩张室消声器 ( (二二) )共振共振消声器消声器 抗性消声器 三三n原理：利用声抗大小来消声。

30、n特点：选择性强，适于窄带噪声和低、中频噪声。 ( (二二) )共振共振消声器消声器 图图2-44 单腔共振消声器单腔共振消声器特别适合于低、中频突出的噪声，且消声量比较大特别适合于低、中频突出的噪声，且消声量比较大 图图2-43 共振消声器共振消声器 共振消声器实质上是共振吸声结构的一种应用，其基本原理基于亥姆霍共振消声器实质上是共振吸声结构的一种应用，其基本原理基于亥姆霍兹共振器。兹共振器。管壁小孔中的空气柱类似活塞，具有一定的声质量，密闭空腔类似于空管壁小孔中的空气柱类似活塞，具有一定的声质量，密闭空腔类似于空气弹簧，具有一定的声质量，二者组成一个共振系统。气弹簧，具有一定的声质量，二者

31、组成一个共振系统。当声波传至颈口时，在声压作用下空气柱产生振动，振动时的摩擦阻尼当声波传至颈口时，在声压作用下空气柱产生振动，振动时的摩擦阻尼使一部分声能转换为热能耗散掉。同时，由于声阻抗的突然变化，一部使一部分声能转换为热能耗散掉。同时，由于声阻抗的突然变化，一部分声能将反射回声源。分声能将反射回声源。当声波频率与共振腔固有频率相同时，便产生共振，空气柱振动速度达当声波频率与共振腔固有频率相同时，便产生共振，空气柱振动速度达到最大值，此时消耗的声能最多，消声量也就最大。到最大值，此时消耗的声能最多，消声量也就最大。 1.消声原理与消声量的计算消声原理与消声量的计算 n消声原理：消声原理：亥姆

32、霍兹共振原理。当声波波长大于共振腔消声器的最大尺寸的3倍时，其共振吸收频率共振吸收频率为2rcGfV200.840.8SdGtdtd 1.消声原理与消声量的计算消声原理与消声量的计算 (2-182) 声速，声速，m/s空腔体积，空腔体积，m3传导率传导率，有长度的量纲，有长度的量纲孔直径，孔直径，m孔颈长，孔颈长，mn工程上应用的共振消声器很少是开一个孔的，而是由多个孔组成。工程上应用的共振消声器很少是开一个孔的，而是由多个孔组成。n注意各孔间要有足够的距离，当孔心距为小孔孔径的注意各孔间要有足够的距离，当孔心距为小孔孔径的5 5倍以上时，各孔间倍以上时，各孔间的声辐射互不干涉，此时总的传导率

33、等于各个孔的传导率之和，即的声辐射互不干涉，此时总的传导率等于各个孔的传导率之和，即 (n(n为孔数为孔数) )。GnG总孔颈截面积，孔颈截面积，m2忽略共振腔声阻的影响，单腔共振消声器对频率 的声波的消声量(2-183) 1.消声原理与消声量的计算消声原理与消声量的计算 f2210lg 1/RrrKLffff传导率传导率空腔体积，空腔体积，m3气流通道的截面积，气流通道的截面积，m m2 2 2GVKS其中 (2-184) n 值是共振消声器设计中的重要参量。值是共振消声器设计中的重要参量。n式（式（2-1832-183）计算的是单一频率的消声量。）计算的是单一频率的消声量。 K上式是对单一

34、频率的计算，实际工程中的噪声源多是连续的宽带噪声，某一频带内的消声量为： 1.消声原理与消声量的计算消声原理与消声量的计算 (2-185a) 对倍频带 对1/3倍频带 210lg(12)RLK210lg(1 19)RLK(2-185b) n图图2-452-45给出不同情况下共振腔消声器的消声特性曲线给出不同情况下共振腔消声器的消声特性曲线图图2-45 共振腔消声器的消声特性共振腔消声器的消声特性rff RLrfRL2GVKS 2.改善改善消声性能的方法消声性能的方法 消声频带范围窄消声频带范围窄的改善方法的改善方法(1)(1)选定较大的选定较大的 值值(2)(2)增加声阻增加声阻 (3)(3)

35、多节共振腔串联多节共振腔串联K 2.改善改善消声性能的方法消声性能的方法 消声频带范围窄消声频带范围窄的改善方法的改善方法(1)(1)选定较大的选定较大的 值值(2)(2)增加声阻增加声阻(3)(3)多节共振腔串联多节共振腔串联KK 2.改善改善消声性能的方法消声性能的方法 消声频带范围窄消声频带范围窄的改善方法的改善方法(2)(2)增加声阻增加声阻(3)(3)多节共振腔串联多节共振腔串联KK 2.改善改善消声性能的方法消声性能的方法 消声频带范围窄消声频带范围窄的改善方法的改善方法(1)(1)选定较大的选定较大的 值值(2)(2)增加声阻增加声阻(3)(3)多节共振腔串联多节共振腔串联KK图

36、图2-46 多节共振消声器多节共振消声器 第二章第二章 噪声污染及其控制噪声污染及其控制第六节 噪声控制技术消声 概 述一一阻性消声器 二二抗性消声器 三三阻抗复合式消声器 四四五五六六微穿孔板消声器 消声器的设计 阻抗复合式消声器 四四五五 阻性消声器阻性消声器 抗性消声器抗性消声器 阻抗复合式消声器阻抗复合式消声器 阻性阻性扩张室复合式扩张室复合式 阻性阻性共振腔复合式共振腔复合式 阻性阻性扩张室扩张室共振腔复合式共振腔复合式 1-阻性阻性 1-阻性阻性 1-阻性阻性 1-阻性阻性 2-扩张室扩张室2-扩张室扩张室2-扩张室扩张室3-共振腔共振腔 3-共振腔共振腔 3-共振腔共振腔 (c)

37、 阻阻-共复合式共复合式 (d) 阻阻-共共-扩复合式扩复合式 (a)、(b) 阻阻-扩复合式扩复合式 图图2-47 2-47 几个阻抗复合式消声器示意图几个阻抗复合式消声器示意图阻抗复合式消声器 四四五五n消声原理消声原理：阻性和抗性原理的结合。：阻性和抗性原理的结合。n当声波波长较长时，阻抗复合后因耦合当声波波长较长时，阻抗复合后因耦合 作用而相互干涉，声波的衰减机理极为作用而相互干涉，声波的衰减机理极为 复杂，难以确定简单的定量关系。复杂，难以确定简单的定量关系。n消声量：应用中，由消声量：应用中，由试验试验或或实测实测确定。确定。 2-扩张室扩张室 1-阻性阻性 图图2-47 (a)

38、阻性阻性-扩张室复合式扩张室复合式 n阻性阻性- -扩张室复合消声器扩张室复合消声器n可在可在低中高频低中高频范围内获得范围内获得良好的消声效果良好的消声效果n消声值消声值20dBA20dBAn用在用在风机进出口风机进出口上上 图图2-47 (c) 阻性阻性-共振室复合式共振室复合式 3-共振腔共振腔 3-共振腔共振腔 1-阻性阻性 n阻性阻性- -共振腔复合消声器共振腔复合消声器n在在低中高频低中高频的宽广范围有的宽广范围有较好的消声性能较好的消声性能n消声值消声值202030dBA30dBAn消除消除压缩机噪声压缩机噪声 第二章第二章 噪声污染及其控制噪声污染及其控制第六节 噪声控制技术消

39、声 概 述一一阻性消声器 二二抗性消声器 三三阻抗复合式消声器 四四六六五五微穿孔板消声器 消声器的设计 五五微穿孔板消声器 （一）消声原理（一）消声原理 （二）消声量计算（二）消声量计算 原理：利用微穿孔板吸声结构制成的一种高声阻、 低声质量新型消声器，是阻抗复合式消声器 的一种特殊形式。n由理论分析可知由理论分析可知n声阻与穿孔板上的孔径成反比。与一般穿孔板相比，微穿孔板吸声声阻与穿孔板上的孔径成反比。与一般穿孔板相比，微穿孔板吸声结构由于孔很小结构由于孔很小, ,所以声阻就大得多，从而提高了结构的吸声系数所以声阻就大得多，从而提高了结构的吸声系数n低穿孔率降低了其声质量，使吸声频带宽度得

40、到展宽，同时微穿孔低穿孔率降低了其声质量，使吸声频带宽度得到展宽，同时微穿孔板后面的空腔能够有效地控制共振吸收峰的位置。板后面的空腔能够有效地控制共振吸收峰的位置。（一）消声原理（一）消声原理 n结构：在厚度小于1mm的金属板上钻许多孔径为 0.51mm的微孔，穿孔率一般为1%3%， 孔板后留有一定的空腔，构成微穿孔板吸声 结构。五五微穿孔板消声器 （一）消声原理（一）消声原理 （二）消声量计算（二）消声量计算 单层管式消声器，单层管式消声器，低频低频消声，声波波长大于空腔尺消声，声波波长大于空腔尺寸时，消声量按共振消声器公式计算。寸时，消声量按共振消声器公式计算。 (2-186)(2-186

41、)中频中频，按阻性消声器别洛夫公式计算。，按阻性消声器别洛夫公式计算。 （2-1882-188）高频高频，气流速度为，气流速度为20m/s20m/sv v120m/s120m/s，按经验公式，按经验公式计算。计算。 (2-189)(2-189) 2220.2510lg 1/RrraLabffff0APLlS 7534lgRLv（二）消声量计算（二）消声量计算 第二章第二章 噪声污染及其控制噪声污染及其控制第六节 噪声控制技术消声 概 述一一阻性消声器 二二抗性消声器 三三阻抗复合式消声器 四四五五微穿孔板消声器 六六消声器的设计 六六消声器的设计 ( (一一) )消声器设计程序和要求消声器设计

42、程序和要求 ( (二二) )消声器的设计消声器的设计 ( (一一) )消声器设计程序和要求消声器设计程序和要求 （1 1）根据相关环境保护和劳动保护标准，适当考虑）根据相关环境保护和劳动保护标准，适当考虑设备具体条件，合理确定实际所需的消声量，分析设备具体条件，合理确定实际所需的消声量，分析噪声源的频谱特性。噪声源的频谱特性。（2 2）根据气流流量和噪声源的频谱特性选定消声器）根据气流流量和噪声源的频谱特性选定消声器的结构形式。的结构形式。n高频噪声高频噪声选择选择阻性消声器阻性消声器n中、低频噪声中、低频噪声选择选择抗性消声器抗性消声器；n抗性消声器的结构形式较多，可根据需要消声的抗性消声器

43、的结构形式较多，可根据需要消声的频带范围，组合消声器的腔室。频带范围，组合消声器的腔室。 ( (二二) )消声器的设计消声器的设计 设计步骤 n（1）根据气流流量和流速，计算所需要的通道截面，并由此来选定阻性消声器的形式。n（2）选用吸声材料。 n（3）选用护面结构。n（4）根据“高频失效”和气流再生噪声的影响验算消声效果。 设计步骤 （1）根据气流流量和流速，计算所需要的通道截面，并由此来选定阻性消声器的形式。n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；可选用单通道直管式；n当直径在当直径在300300500mm5

44、00mm时，可在通道中加设一片吸声时，可在通道中加设一片吸声 层或吸声芯；层或吸声芯；n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计成时，则应考虑把消声器设计成 片式、蜂窝式或其他形式。片式、蜂窝式或其他形式。n消声器长度由噪声源的强度和降噪现场要求来决定，消声器长度由噪声源的强度和降噪现场要求来决定， 并考虑所允许的安装空间尺寸，一般为并考虑所允许的安装空间尺寸，一般为1 13m3m。 设计步骤 （2）选用吸声材料。 n 一般应考虑一般应考虑吸声频率吸声频率范围、范围、吸声系数吸声系数的的 大小、吸声大小、吸声材料厚度材料厚度；n同时还要考虑消声器的同时还要考虑消

45、声器的使用环境使用环境，在高温、，在高温、 潮湿、有腐蚀性气体等特殊环境中，应潮湿、有腐蚀性气体等特殊环境中，应 考虑吸声材料的考虑吸声材料的耐热耐热、防潮防潮、抗腐蚀性抗腐蚀性能。能。 设计步骤 （3）选用护面结构。n阻性消声器中的吸声材料是在气流中工作的，阻性消声器中的吸声材料是在气流中工作的， 必须选用护面结构固定起来。必须选用护面结构固定起来。n常用的护面结构有常用的护面结构有玻璃布玻璃布、穿孔板穿孔板或或铁丝网铁丝网等。等。n如果选取护面不合理，吸声材料会被气流吹跑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，导致消声性能下降。或使护面结构激起振动，导致消声性能下降

46、。n护面结构形式主要由消声器通道内的气流速度护面结构形式主要由消声器通道内的气流速度 决定，见表决定，见表2-212-21所示。所示。 气流速度气流速度/ /（msms-1-1）护面形式护面形式平平 行行垂垂 直直1010以下以下7 7以下以下101023237 7151523234545151538384545120120表表2-21 不同流速条件下的护面结构不同流速条件下的护面结构 板板板板板板板板设计步骤 （4）根据“高频失效”和气流再生噪声的影响验算消声效果。 ( (二二) )消声器的设计消声器的设计 （1）扩张室消声器的设计（2）共振消声器的设计（1）扩张室消声器的设计n 根据声源的

47、频谱特性，合理分布最大消声频率，根据声源的频谱特性，合理分布最大消声频率，据此据此确定各节扩张室及其插入管的长度确定各节扩张室及其插入管的长度。插入管。插入管的长度一般按的长度一般按1/41/4和和1/21/2腔长设计。腔长设计。n 根据需要的消声量和气流速度，根据需要的消声量和气流速度，确定扩张比确定扩张比，设计扩张室各部分截面尺寸。一般扩张比设计扩张室各部分截面尺寸。一般扩张比m m取取9 9m m1616，在允许的范围内，尽量选用较大的，但最，在允许的范围内，尽量选用较大的，但最大不宜大于大不宜大于2020。n 验算所设计的扩张室消声器的上、下限截止频验算所设计的扩张室消声器的上、下限截止频率率是否在所需要的频率范围以外，否则应参照有是否在所需要的频率范围以外，否则应参照有关要求重新修改设计方案。关要求重新修改设计方案。验算气流对消声量的验算气流对消声量的影响影响，检