噪声控制技术——消声ppt课件.pptx

第二章 噪声污染及其控制第六节 噪声控制技术消声 概 述一阻性消声器 二抗性消声器 三阻抗复合式消声器 四五六微穿孔板消声器 消声器的设计 (一)消声原理 (二)消声器的性能评价 概 述一n n 1. 1.对消声器的要求对消声器的要求 n n 2. 2.消声器的评价量消声器的评价量 n消声器：允许气流通过，又能有效阻止或减弱噪声向外传播的装置n性能：优良的消声器可使气流噪声降低2040dB(A) n种类：按其消声机理和结构大致可分为n 阻性消声器n 抗性消声器n 阻抗复合式消声器n 微穿孔板消声器n 扩散消声器 (一)消声原理 各自具有不同的消声频谱特性，可根据设备的空气动力性及噪声频谱选用适当的消声器 (一)消声原理 (二)消声器的性能评价 概 述一n n 1. 1.对消声器的要求对消声器的要求 n n 2. 2.消声器的评价量消声器的评价量 n（1）消声量大n（2）压力损失小n（3）适应性广n（4）外形美观n n 1. 1.对消声器的要求对消声器的要求 正常工况下，在所要求的频带范围内应有足够大的消声量 对气流阻力小，压力损失要 控制在允许的范围内，不影 响设备的正常工作 材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐 潮湿、耐粉尘，结构简单、体积小、重量轻，便于制作安装和维修。

外形美观大方，表面装饰应与设备总体相协调 n n 2. 2.消声器的评价量消声器的评价量 衡量消声器性能优劣的主要评价量 (1)(1)插入损失插入损失 (2)(2)传递损失传递损失 (3)(3)减噪量减噪量 n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Lp1与Lp2之差1)(1)插入损失插入损失 n优点：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效果n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，与声源等因素无关；n适用于理论计算和在实验室检验消声器自身的消声特性2)(2)传递损失传递损失 n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、背景噪声等影响，误差较大，较少采用3)(3)减噪量减噪量 第二章 噪声污染及其控制第六节 噪声控制技术消声 概 述一阻性消声器 二抗性消声器 三阻抗复合式消声器 四五六微穿孔板消声器 消声器的设计 (一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 阻性消声器 二 (三)阻性消声器性能的影响因素 n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)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)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 阻性消声器 二 (三)阻性消声器性能的影响因素 图2- 38 阻性消声器结构示意图 (二)阻性消声器的结构形式 e.蜂窝式 a.直管式 b.片式 f.消声弯头 c.折板式 d.声流式 n结构形式：如图2-38(a)所示；1.单通道直管式消声器 式中， 消声量，dB； 消声器通道断面的有效周长，m； 消声器通道的有效截面积，m2； 消声器有效长度，m； 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,由表2-19查得(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n式(2-169)中 的确定（表2-19）1.单通道直管式消声器 n由表2-19 确定 ，即可用式（2-169）计算消声量n式(2-169)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。

n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，P/S值以矩形最大，圆形最小表2-19 与 的关系 11.50.860.750.640.550.470.390.310.240.170.110.050.6010.550.500.450.400.350.300.250.200.150.100.05n（2）HJ赛宾经验计算式：高频(2-170) 式中， 吸声材料无规则入射平均吸声系数，表2-20列出 了 与 间的关系式（2-169）和式（2-170）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 表2-20 与 的换算关系 1.001.000.8630.8630.7320.7320.6070.6070.4890.4890.3290.3290.3270.3271.001.000.900.900.800.800.700.700.600.600.500.500.450.450.2770.2770.2300.2300.1850.1850.1440.1440.1050.1050.0700.0700.0400.0400.0150.0150.400.400.350.350.300.300.250.250.200.200.150.150.100.100.050.05(2-169) n消声衰减量 n与单通道直管式消声器计算公式相似。

n结构：相当于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，只要计算单个通道的消声量n通常取吸声片厚度为50100mm，片间距离(通道宽度)取100250mm2.片式消声器 n结构：将片式消声器中的直板改为折板是片式消声器的变型n原理：将直通道改为曲折通道，给定直线长度情形下，可增加声波在管道内的传播路程，增加反射次数，提高高频消声量n为了减小阻力损失，折角一般小于203.折板式消声器 n结构：将折板式的折角变为平滑弧形板n原理：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，从而改善吸声性能n特点：可使气流较为通畅地通过，达到高消声、低阻损的要求 4.声流式消声器 n结构：若干个小型直管消 声器并联而成，形似蜂窝n原理：小型管道的周长与截面积之比值P/S比直管式和片式大，所以消声量较高n特点：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n计算：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5.蜂窝式消声器 n结构：在弯管壁面衬贴吸声材料其形式有圆管弯头、矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等 n原理：消声弯头能改变管道内气流的方向n特征参数：n弯头上衬贴吸声材料的长度,一般相当于管道截面尺寸的24倍。

n弯头的插入损失大致与弯折角度成正比，如30弯头的插入损失仅为90弯头的1/3n对于无规则入射，180弯头的减噪量约为90弯头的1.5倍 6. 消声弯头 (一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 阻性消声器 二 (三)阻性消声器性能的影响因素 (三)阻性消声器性能的影响因素 1. 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 n上限失效频率 计算公式：直管式消声器 (2-171) 式中， 声速，m/s； 消声器通道的当量直径，m；对矩形管道取边长平均值，圆形管道取直径，其它可取面积的开方值n当 时，某倍频带的消声量 按下式估算式中， 处的消声量，dB； 高于 的倍频程频带数 (2-172) 2. 结构的影响 n阻性消声器结构设计时，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、蜂窝式或弯头式等，可提高中高频消声效果。

n问题？n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，使消声器的空气动力性能下降 3. 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倍频带的中心频率，Hz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影响，而且空气动力性能也会变差 =(182)+lgvn例：某型号风机，风量为40m3/min，进气管口直径为200mm在距进气口3m处测得的噪声频谱如表所列，要求消声后在距进气口3m处达到NR90，试对进气口作阻性消声器设计阻性消声器的设计序序号号项目项目倍频程中心频率倍频程中心频率HzHz6363125125250250500500100010002000200040004000800080001 1进气口噪声进气口噪声dBdB10910911211210410411511511611610810810410494942 2降噪要求（降噪要求（NR90NR90）阻性消声器的设计序号项目倍频程中心频率Hz6312525050010002000400080001进气口噪声dB109112104115116108104942降噪要求（NR90）1071009592908786843消声器应有消声量dB212923262118104消声器周长与截面比20202020202020205材料吸声系数00.30.520.780.860.850.830.800.786消声系数（0）0.40.71.11.31.31.21.21.17消声器所需长度m0.250.860.860.891.000.880.750.458高频失效验算根据降噪要求，确定合理的消声量选定消声器的结构形式，当气流通道截面的当量直径小于300mm，可选用单通道直管式；当直径在300500mm时，可在通道中加设吸声片或吸声芯。

当通道直径大于500 mm时，考虑设计片式、蜂窝式或其他形式正确选用吸声材料，根据使用环境和噪声频谱，吸声材料选用密度为25kg/m3的超细玻璃棉，厚度取150mm根据气流速度，选择护面层结构确定消声器的长度计算高频失效频率：f上1.85c/D=1.85340/0.2=3145Hz 在中心频率4kHz的倍频带内，其消声器对于高于3145Hz的频率段，消声量将降低，上面设计的消声器长度为1米，在8kHz的消声量为 得L=1.1201=22dB,但由于高频失效，在中心频率8kHz的倍频带内的消声量为 得L=31/322=14.67dB，由表9-6第三行看出，8kHz所需的消声量为10dB，即使高频失效导致消声量下降，该设计方案仍符合要求第二章 噪声污染及其控制第六节 噪声控制技术消声 概 述一阻性消声器 二抗性消声器 三阻抗复合式消声器 四五六微穿孔板消声器 消声器的设计 nP16声阻抗率或声特性阻抗 在声场中，某位置的声压与该位置质点振动的速度之比称作声阻抗率或声特性阻抗Zs=P/u=0 cP-声压U-质点振动的速度C-声波传播的速度 0 0-介质的密度介质的密度声波遇到两种介质的界面会发生反射、透射，就是因为两种介质的特性阻抗的不同，反射和透射的强度决定于两种介质的声特性阻抗声阻抗就是声波传导时介质位移需要克服的阻力。

声阻抗就是声波传导时介质位移需要克服的阻力声阻抗越大则推动介质所需要的声压越大，声阻抗越小则所需声压就越小声阻抗越大则推动介质所需要的声压越大，声阻抗越小则所需声压就越小 (一)扩张室消声器 (二)共振消声器 抗性消声器 三n原理：利用声抗大小来消声n基本类型 与阻性消声器不同，抗性消声器不使用吸声材料，主要是利用声抗的大小来消声, 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、干涉现象,从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声的目的n特点：选择性强，适于窄带噪声和低、中频 。