抗性消聲器的設(shè)計制造:
抗性消聲器的設(shè)計制造:用金屬板制成的抗 性
消聲器，具有良好地抗水及抗油性能， 的設(shè)計制造 但一般的抗性消聲器低中頻降噪性能好，主頻降噪性能差。特別對空氣分配閥排氣口的間 歇排氣噪聲，高速沖擊氣流在抗性消聲器內(nèi)對結(jié)構(gòu)零件產(chǎn)生強大沖擊力，使其產(chǎn)生振動而 輻射出結(jié)構(gòu)噪聲；另一方面氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生強烈的紊流現(xiàn)象及不穩(wěn)定流動，從而產(chǎn)生 氣流再生噪聲，作者在調(diào)研及在間歇性排氣噪聲試驗臺上的大量試驗結(jié)果場表明，純抗性 消聲器用在空氣分配閥排氣降噪場合時，實際的降噪量遠(yuǎn)無小于設(shè)計的降噪量，更為嚴(yán)重 地是有時這種消聲器不但不降噪，反而會放大噪聲而成為擴音器。因此，在該噪聲控制中 使用抗性消聲器一定要很謹(jǐn)慎。 如圖 6 所示為某廠技術(shù)人員為本廠模鍛用的平鍛機離合器空氣分配閥排氣口上所設(shè)計 的抗性消聲器示意圖，設(shè)計的降噪量可達 35dB，而實際的降噪量僅為 7dB。
圖 6 抗性
消聲器 針對目前在該噪聲控制中存在的問題，筆者經(jīng)過長期艱苦的研究，建立了對該噪聲進 行有效控制的理論及性能良好的消聲器，成功地應(yīng)用于噪聲很大，而排氣阻力要求極嚴(yán)的 機械壓力機離合器與制動器排氣噪聲的控制中，并在實際中大面積推廣應(yīng)用，性能很好。 我安百利電力輔機廠生產(chǎn)的抗噴阻型消聲器對高頻高壓高汽流場所又結(jié)合用消聲原理中 的抗性原理(即利用管道的截面突變,使聲波向前傳播到擴張室后反射 180 度后使波與波振 幅相等,相位相反,相互干涉,達到最理想消聲效果. 原文網(wǎng)址:
www.chinayinglun.com 消聲器的設(shè)計制造技術(shù)連云港博大機械設(shè)備制造有限公司 微穿孔板聲學(xué)結(jié)構(gòu)的機理特點及其在吸聲、 微穿孔板聲學(xué)結(jié)構(gòu)的機理特點及其在吸聲、消聲及隔聲領(lǐng)域的應(yīng)用 聲學(xué)結(jié)構(gòu)的機理特點及其在吸聲 本文論述了微穿孔板聲學(xué)結(jié)構(gòu)的機理特點及其在吸聲、消聲及隔聲領(lǐng)域的應(yīng)用，并提 供了本安百利輔機廠消聲器的產(chǎn)品設(shè)計性能、規(guī)格以及制造工藝技術(shù)，可供專業(yè)人員參 考。 【關(guān)鍵詞】微穿孔板 吸聲 消聲 噴阻 巖棉 一、 前言 著名的聲學(xué)專家、科學(xué)院院士馬大猷教授一九七五年在《中國科學(xué)》上發(fā)表了獨創(chuàng)的 《微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論和設(shè)計》論文。二十多年來，根據(jù)馬先生的理論，微穿孔板結(jié) 構(gòu)得到了迅速發(fā)展，并在各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。我安百利電力輔機廠是把馬先生的理論應(yīng)用 于實踐的單位之一，生產(chǎn)制造了各種規(guī)格的不同類型的
消聲器，并將小孔噴注和微穿孔板 吸聲結(jié)構(gòu)成功結(jié)合于抗阻型消聲器中,并采用不銹鋼制造,使
消聲器不怕水，耐溫防火，清 潔，無污染，可耐高溫，耐腐蝕，能承受高連氣流沖擊。經(jīng)過上百家電廠及大型鍋爐排汽 使用后,在吸聲降噪方面已經(jīng)得到實踐經(jīng)驗。被列為重要環(huán)保降噪工程單位。 本文重點介 紹微穿孔板消聲器的設(shè)計制造技術(shù),同時概述微穿孔板的加工制造技術(shù)。小孔噴注消聲器的 設(shè)計制造請看下一篇 二、 微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)： 在板厚小于 1.0 毫米的薄板上穿以孔徑小于 1.0 毫米的微孔，穿孔率在 1～5%之間， 后部留有一定的厚度（5～20cm）的空氣層，空腔內(nèi)不填任何吸聲材料，這樣即構(gòu)成了微穿 孔板吸聲結(jié)構(gòu)。常用單層或雙層微穿孔板結(jié)構(gòu)形式。微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是一種低聲質(zhì)量、 高聲阻的共振吸聲結(jié)構(gòu)，其性能介于多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)之間，其吸聲頻帶寬度 可優(yōu)于常規(guī)的穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。研究表明，表征微穿孔板吸聲特性的吸聲系數(shù)和頻帶 寬度，主要由微穿孔板結(jié)構(gòu)的聲質(zhì)量 m 和聲阻 r 來決定，而這兩個因素又與微孔直徑 d 及 穿孔率 p 有關(guān)。微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的相對聲阻抗 Z（以空氣的特性阻抗ρC 為單位）用式 （1）計算： z=r+jwm=jctg(WD/C) （1） 式中：
ρ -- 空氣密度（公斤/厘米 3）； C -- 空氣中聲速（米/秒）； D -- 腔深（穿孔板與后壁的距離）（毫米）； m -- 相對聲質(zhì)量； r -- 相對聲阻；
w -- 角頻率，W=2πf(f 為頻率)；
而 r 和 m 分別由式（2）（3）表達： m=(0.294)×10-3tkm/p t-- 板厚（毫米） p-- 穿孔率（%） （3）
r=atkr/dzp 式中：
（2）
d-- 孔徑（毫米） kr-- 聲阻系數(shù)
kr=(1+x2/32)1/2+(2x)1/2/8×d/t km--聲質(zhì)量系數(shù) km=1+(1+(1/(9+(x2/2))))+0.85d/t
其中 x=ab f，a 和 b 為常數(shù)，對于絕熱板 a=0.147,b=0.32 對于導(dǎo)熱板 a=0.235， b=0.21。聲吸收的角頻帶寬度，近似地由 r/m 決定，此值越大，吸聲的頻帶越寬。 r/m=(l/d2)×(kr/km) (4) 式中
l-- 常數(shù)，對于金屬板 l=1140,而隔熱板 l=500。 上式也可以用式（5）表達 r/m=50f((kr/km)/x2) (5)
而 kr/km 的近似計算式為 kr/km=0.5＋0.1x＋0.005x2 (6)
利用以上各式就可以從要求的 r、m 、f 求出微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的 x、d、t、p 等參量。 由于微穿孔板的孔徑很小且稀，基聲阻 r 值比普通穿孔板大得多，而聲質(zhì)量 m 又很小，故 吸聲頻帶比普通穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)大得多，一般性能較好的單層或雙層微穿孔板吸聲結(jié) 構(gòu)的吸聲頻帶寬度可以達到 6～10 個 1/3 信頻程以上。這就是微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)******的特 點。 共振時的******吸聲系數(shù)α0 為 α0=4r/(1+r)2 (7)
具體設(shè)計微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)時，可通過計算，也可查圖表，計算結(jié)果與實測結(jié)果相近。 在實際工程中為了擴大吸聲頻帶的寬度，往往采用不同孔徑、不同穿孔率的雙層或多層微 穿孔板復(fù)合結(jié)構(gòu)。 三、微穿孔板消聲器 微穿孔板聲學(xué)結(jié)構(gòu)在消聲技術(shù)領(lǐng)域也早有十分廣泛的應(yīng)用，利用微穿孔板聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè) 計制造的微穿孔板消聲器種類繁多，最簡單的是直管式消聲器，而多數(shù)是阻抗復(fù)合式消聲 器。微穿孔板消聲器用金屬穿孔薄板制成，常見的微穿孔板可用鋼板(管)、不銹鋼板 (管)、合金板(管)等材料制做，由于微穿孔板后的空氣層內(nèi)可填裝多孔性巖棉材料，即利 用吸聲材料的阻性吸聲原理,進一步達到降噪消聲目的.其吸聲系數(shù)高，吸收頻帶寬，壓力 損失很小，氣流再生噪聲低，且易于控制。為獲得寬頻帶高吸收效果，一般用雙層微穿孔
板結(jié)構(gòu)。微穿孔板與外殼之間以及微穿孔板之間的空腔尺寸大小按需要吸收的頻帶不同而 異，吸收低頻空腔大些（150~200 毫米），中頻小些（80~120）毫米，高頻更小些（30~50 毫米），雙層結(jié)構(gòu)的前腔深度一般應(yīng)小于后腔，前后腔深度之比不大于 1：3，前部接近氣 流的一層微穿孔板穿孔率應(yīng)高于后層，為減小軸向聲傳播的影響，可在微穿孔板消聲器的 空腔內(nèi)每隔 500 毫米左右加一塊橫向隔板。 單層管式微穿孔板消聲器是一種共振式的
吸聲結(jié)構(gòu)。對于低頻消聲，當(dāng)聲波波長大于共振腔（空腔）尺寸時，可以應(yīng)用共振消聲器 計算式（7）來計算微穿孔板消聲器的消聲量 LTL： f/fo-fo/f)2))（分貝）（7） a=rs r -- 相對聲阻 b=sc/2πfov s -- 通道截面積（米 2） 式中 LTL=10lg(1+(a+0.25)/(a2+b2×
v -- 板后空腔體積（米 3） c -- 空氣中的聲速（米/秒） f -- 入射聲波頻率（赫） f0 -- 共振頻率（赫） f0=(c/2π)×(p/tD)1/2 t=t+0.8d+1/3PD p -- 穿孔率（%） D -- 穿孔孔徑（米） 對于中頻消聲，微穿孔板
消聲器的消聲量可以應(yīng)用阻性消聲器的計算式（8）進行計算： LTL=ψ(α0)pL/s (分貝) （8） 式中 t -- 微穿孔板的厚度（米） D -- 板后空腔深度（米）
ψ（α0） -- 消聲系數(shù)，它是與吸聲系數(shù)α0 有關(guān)的量， α0 和ψ(α0)相互關(guān)系經(jīng)驗值可由表查得 P -- 管道橫斷面的周長（米） L -- 管道的長度（米） S -- 管道橫截面面積（米 2） 微穿孔板消聲器高頻消聲性能實測值比理論估算值要好。試驗證明，消聲量與流速有 關(guān)，與消聲器溫升無關(guān)。流速增高，氣流再生噪聲提高，消聲性能下降，金屬微穿孔板消 聲器可承受較高氣流速度的沖擊，當(dāng)流速達到 70 米/秒時，仍有 10 分貝以上的消聲量。這 也是微穿孔板消聲器優(yōu)于一般阻性消聲器的又一重要特點。 我安百利電力輔機廠生產(chǎn)的抗噴阻型消聲器對高頻高壓高汽流場所又結(jié)合用消聲原理中
的抗性原理(即利用管道的截面突變,使聲波向前傳播到擴張室后反射 180 度后使波與波振 幅相等,相位相反,相互干涉,達到最理想消聲效果.
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www.chinayinglun.com 小孔噴注型消聲器的聲學(xué)結(jié)構(gòu)和機理特點及在吸聲、消聲及隔聲領(lǐng)域的應(yīng)用 小孔噴注型消聲器的聲學(xué)結(jié)構(gòu)和機理特點及在吸聲、 小孔噴注型消聲器的聲學(xué)結(jié)構(gòu)和機理特點及在吸聲、消聲及隔聲領(lǐng)域的應(yīng)用 本文論述了小孔噴注型消聲器的聲學(xué)結(jié)構(gòu)的機理特點及其在吸聲、消聲及隔聲領(lǐng)域的 應(yīng)用，并提供了本安百利輔機廠消聲器的產(chǎn)品設(shè)計性能、規(guī)格以及制造工藝技術(shù)，可供專 業(yè)人員參考。 【關(guān)鍵詞】小孔噴注 阻抗復(fù)合型 吸聲 消聲 噴阻 巖棉 一、 前言 中國科學(xué)院聲學(xué)所的馬大猷教授等學(xué)者，通過理論和實驗研究，提出了小孔噴注控制 噪聲理論，其原理是將一個大的噴口，在保持相同排氣量的前提下，改為許多小孔來代 替，而小孔將高頻聲移到人耳不敏感的超聲范圍，從而達到降噪的目的。小孔噴注消聲器 的消聲量為
