消声器分类及原理.pptx
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1、主要内容主要内容 1 消声器性能评价2 消声器的分类和消声机理3 阻性消声器4 抗性消声器5 其他消声器6 消声设计7 案例分析第1页/共39页1 消声器性能评价安装在管道中或进、排气口上的消声器,能让气流通过,安装在管道中或进、排气口上的消声器,能让气流通过,对噪声具有一定的消减作用,其性能主要包括:对噪声具有一定的消减作用,其性能主要包括:声学性能、空气动力性能、结构性能声学性能、空气动力性能、结构性能具体来讲,对一个好的消声器要有五方面的基本要求:具体来讲,对一个好的消声器要有五方面的基本要求:1)声学性能要求。具有高的消声值和宽的消声频率,即在所需要的)声学性能要求。具有高的消声值和宽
2、的消声频率,即在所需要的消声频率范围有足够大的消声量;消声频率范围有足够大的消声量;2)空气动力性能要求。消声器的气流阻力小,安装消声器后所增加)空气动力性能要求。消声器的气流阻力小,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;的阻力损失,要控制在实际容许的范围内;3)机械结构性能要求。体积小,重量轻,结构简单,便于加工,安)机械结构性能要求。体积小,重量轻,结构简单,便于加工,安装和维修;装和维修;4)外形和装饰的要求。符合实际安装空间的需要,美观大方,表面)外形和装饰的要求。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装饰与设备相协调5)价格费用要求。价格便宜,使用寿
3、命长。)价格费用要求。价格便宜,使用寿命长。第2页/共39页1.1 声学性能评价消声器声学性能评价量有插入损失消声器声学性能评价量有插入损失(IL)、传声损失、传声损失(TL)、减噪量减噪量(LNR)、衰减量、衰减量(LA)。1.插入损失插入损失(IL)系统中插入消声器前后在系统外某点测得系统中插入消声器前后在系统外某点测得的声功率级之差。在声场分布情况近似保持不变时,也的声功率级之差。在声场分布情况近似保持不变时,也可用指定测点上声压级差代替。可用指定测点上声压级差代替。插入损失适合现场测量。它反映了声源、消声器及其末端插入损失适合现场测量。它反映了声源、消声器及其末端声学特性的综合效果,不
4、单纯代表消声器的效果。声学特性的综合效果,不单纯代表消声器的效果。第3页/共39页1.1 声学性能评价2.传声损失传声损失(TL)消声器进口端声功率级与出口端声功率级消声器进口端声功率级与出口端声功率级之差。之差。由于声功率不宜直接测量,一般通过声压求得。传声损失仅反映消声器本身的特性,不受声源、管道及出口端的影响。第4页/共39页1.1 声学性能评价3.减噪量减噪量(LNR)消声器进、出口端测得的平均声压级之差。消声器进、出口端测得的平均声压级之差。4.衰减量衰减量(LA)消声器内部两点之间的声压级之差。消声器内部两点之间的声压级之差。通常用消声器单位长度上的衰减量来表征,dB/m。第5页/
5、共39页1.2 空气动力性能消声器的消声器的空气动力性能空气动力性能是指消声器对气流阻力的大小。是指消声器对气流阻力的大小。通常用阻力系数阻力系数或阻力损失阻力损失来表示,包括摩擦阻力损失摩擦阻力损失和局部阻力损失局部阻力损失两部分。阻力系数阻力系数:消声器安装前后的全压差与全压之比。:消声器安装前后的全压差与全压之比。阻力损失阻力损失:出口端流体静压比进口端降低的数值。:出口端流体静压比进口端降低的数值。摩擦阻损摩擦阻损:是由于气流与消声器各壁面之间的摩擦而产生的是由于气流与消声器各壁面之间的摩擦而产生的阻力损失。阻力损失。局部阻损局部阻损:是指气流通过在消声器截面突变处产生的阻力损是指气流
6、通过在消声器截面突变处产生的阻力损失。失。如扩展、收缩、转弯等。第6页/共39页1.3 结构性能消声器消声器结构性能结构性能是指它的外形尺寸、坚固程度、维护要求、是指它的外形尺寸、坚固程度、维护要求、使用寿命等,它也是评价消声器性能的一项指标。使用寿命等,它也是评价消声器性能的一项指标。好的消声器除应有好的声学性能和空气动力性能之外;还好的消声器除应有好的声学性能和空气动力性能之外;还应该具有体积小、重量轻、结构简单、造型美观、加工应该具有体积小、重量轻、结构简单、造型美观、加工方便、同时要坚固耐用、使用寿命长、维护简单和造价方便、同时要坚固耐用、使用寿命长、维护简单和造价便宜等特点。便宜等特
7、点。评价消声器的上述三个方面的性能,既互相联系又互相制约。从消声评价消声器的上述三个方面的性能,既互相联系又互相制约。从消声器的消声性能考虑,当然在所需频率范围内的消声量越大越好;但器的消声性能考虑,当然在所需频率范围内的消声量越大越好;但是同时必须考虑空气动力性能的要求。例如,汽车上的排气消声器是同时必须考虑空气动力性能的要求。例如,汽车上的排气消声器如果阻损过大,会使功率损失增加,甚至影响车辆行驶。在兼顾消如果阻损过大,会使功率损失增加,甚至影响车辆行驶。在兼顾消声器声学性能和空气动力性能的同时,还必须考虑结构性能的要求,声器声学性能和空气动力性能的同时,还必须考虑结构性能的要求,不但要耐
8、用,还应避免体积过大、安装困难等情况。在实际运用中,不但要耐用,还应避免体积过大、安装困难等情况。在实际运用中,对这三方面的性能要求,应根据具体情况做具体分析,并有所侧重。对这三方面的性能要求,应根据具体情况做具体分析,并有所侧重。第7页/共39页2 消声器的分类和消声机理消声器类型很多,按其降噪原理主要有如下几种类型:消声器类型很多,按其降噪原理主要有如下几种类型:2.1 阻性消声器阻性消声器2.2 抗性消声器抗性消声器2.3 复合式消声器复合式消声器2.4 微穿孔消声器微穿孔消声器2.5 喷注型消声器喷注型消声器第8页/共39页2 消声器的分类和消声机理消声器 阻性消声器抗性消声器阻抗复合
9、式消声器微穿孔板消声器扩散性消声器 扩张室消声器共振腔消声器干涉式消声器无源消声器有源消声器小孔消声器多孔扩散消声器节流减压消声器第9页/共39页2 消声器的分类和消声机理第10页/共39页2.1 阻性消声器消声原理消声原理:利用利用吸声材料吸声材料消声。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,中排列起来,就构成了阻性消声器,与电学类比,吸声与电学类比,吸声材料就相当于电阻材料就相当于电阻,故称阻性消声器。,故称阻性消声器。包括的形式:包括的形式:直管式、片式、折板式、声流式、蜂窝式、直管式、片式、折
10、板式、声流式、蜂窝式、弯头式弯头式等。等。消声的频率特性消声的频率特性:具有:具有中、高频中、高频消声性能。消声性能。适用范围适用范围:消除风机、燃气轮机:消除风机、燃气轮机进气噪声进气噪声(即气体流速(即气体流速不大的情况)。不大的情况)。第11页/共39页2.2 抗性消声器消声原理消声原理:通过控制:通过控制声抗声抗的大小来进行消声的。与阻性的大小来进行消声的。与阻性消声器不同,它不使用消声器不同,它不使用吸声材料吸声材料而是在管道上接截面积而是在管道上接截面积突变的管段或旁接共振腔,利用突变的管段或旁接共振腔,利用声阻抗声阻抗的改变,使某些的改变,使某些频率的声波在频率的声波在声阻抗声阻
11、抗突变的界面发生突变的界面发生反射、干涉反射、干涉等现象,等现象,从而在消声器的外测,达到了消声的目的。从而在消声器的外测,达到了消声的目的。包括的形式:包括的形式:扩张室式扩张室式、共振腔式共振腔式、干涉型干涉型。消声的频率特性消声的频率特性:具有:具有中、低频中、低频消声性能。消声性能。适用范围适用范围:消除空压机、内燃机、汽车:消除空压机、内燃机、汽车排气噪声排气噪声(气体(气体流速较高气速的情况)流速较高气速的情况)第12页/共39页2.3 阻抗复合式消声器消声原理消声原理:把:把阻性阻性与与抗性抗性两种消声原理通过适当结构复两种消声原理通过适当结构复合起来而构成的。可定性地认为合起来
12、而构成的。可定性地认为阻性阻性和和抗性抗性在同一频带在同一频带的消声值的叠加(并非简单的叠加关系)。的消声值的叠加(并非简单的叠加关系)。包括的形式:包括的形式:阻阻扩型、阻扩型、阻共型、阻共型、阻扩扩共型共型等。等。消声的频率特性消声的频率特性:具有:具有低、中、高频低、中、高频消声性能。消声性能。适用范围适用范围:消除鼓风机、大型风洞、试车台噪声。:消除鼓风机、大型风洞、试车台噪声。第13页/共39页2.4 微穿孔板消声器消声原理消声原理:利用:利用微穿孔板吸声微穿孔板吸声结构制成的消声器。结构制成的消声器。包括的形式:包括的形式:单层微穿孔板、双层微穿孔板单层微穿孔板、双层微穿孔板等。等
13、。消声的频率特性消声的频率特性:具有:具有低、中、高频低、中、高频的的宽带宽带消声性能。消声性能。适用范围适用范围:适于高温、潮湿,有水、有油雾及特别清洁:适于高温、潮湿,有水、有油雾及特别清洁卫生的场合。卫生的场合。第14页/共39页2.5 小孔喷注消声器消声原理消声原理:不是在声音发出后进行消除,而是从发生机:不是在声音发出后进行消除,而是从发生机理上使干扰噪声减小。喷注噪声值频率与喷口直径成反理上使干扰噪声减小。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移向高频(频移频移),于是低频噪声被降低,而高
14、频噪声反而,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。敏感的频率范围。包括的形式:包括的形式:小孔喷注型小孔喷注型、降压扩容型、多孔扩散型、降压扩容型、多孔扩散型、引射掺冷型引射掺冷型等。等。消声的频率特性消声的频率特性:具有:具有低、中、高频低、中、高频的的宽带宽带消声性能。消声性能。适用范围适用范围:消除压力气体排放噪声,如锅炉排气、高炉: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。放气、化工厂工艺气体放散。第15页/共39页3 阻性消声器阻性消声器3.1 阻性消声器
15、的声衰减量理论计算公式:理论计算公式:其中:其中:F消声器气流通道断面周长,消声器气流通道断面周长,m;S消声器的气流通道截面积,消声器的气流通道截面积,m2;l消声器的有效长度,消声器的有效长度,m;(0)与材料的吸声系数有关的消声系数。与材料的吸声系数有关的消声系数。H.J.赛宾赛宾经验公式经验公式:降噪量与材料吸声性能降噪量与材料吸声性能和周长和周长/截面比有关。截面比有关。第16页/共39页3.1 阻性消声器的声衰减量例:例:选用同一种吸声材料选用同一种吸声材料(平均吸声系数为平均吸声系数为0.46)衬贴的消衬贴的消声管道,管道有效长度为声管道,管道有效长度为2m,管道有效截面积,管道
16、有效截面积1500cm2。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1:5矩形时,试问哪种截矩形时,试问哪种截面形状的声音衰减量最大?哪种最小?面形状的声音衰减量最大?哪种最小?解:解: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:截面周长为截面周长为:声衰减为:声衰减为:第17页/共39页3.1 阻性消声器的声衰减量2)当管道为正方形时,管道的截面周长为:当管道为正方形时,管道的截面周长为:声衰减为:声衰减为:3)当管道为当管道为1:5矩形,管道的截面长、宽分别为:矩形,管道的截面长、宽分别为:管道的截面周长为:管道的截面周长为:声衰减为:
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