• 9種常見阻性消聲器及消聲性能簡介

    消聲器是我們不陌生的概念了,在噪聲治理工程中,被廣泛應用。阻性消聲器,是一種利用多孔吸聲材料來降低噪聲的消聲器。把吸聲材料固定在氣流通道內壁或按一定的方式在管道中排列起來,因摩擦阻力和黏滯力將聲能轉化為熱能而散發掉,從而達到消聲的目的。其消聲原理類似于電路中電功率的電阻損耗,從而得名。阻性消聲器適合于消除中、高頻噪聲,對低頻噪聲的消聲效果較差。因此主要用于通風空調系統管道,機房進排風口,空氣動力設計進、排風口的消聲降噪。
     
    阻性消聲器的9種常見形式
     
    01
    直管式
    直管式消聲器是結構最簡單的一種阻性消聲器,吸聲材料直接布置在管道內壁、根據管道的需要可以是圓形或方形。由于只有一個氣流通道,適合流量不大的情況使用。
     
    02
    片式
    片式消聲器適合較大風量和較大管道情況使用。由于把大的管道分成多個尺寸較小的消聲通道,即可以保持較大的氣流通道,又增加了氣流通道的吸聲材料的周長,使之具有較好的消聲效果。

    03
    折板式
    折板式消聲器是在片式消聲器的基礎上,增加氣流通道的長度和彎曲,增加噪聲和吸聲材料的接觸時間,減少高頻噪聲的直接投射,適當地增加了消聲效果,但是和片式消聲器比較,阻力也要增加。
    04
    迷宮式
    迷宮式消聲器是在直管消聲器基礎上,插入一些吸聲障板,使聲波不斷的由一個小室繞行到另一個小室,從而增加了消聲效果,特別在中低頻率范圍,當然阻力也要增加。迷宮式消聲器中的氣流速度不宜太高。
    05
    蜂窩式
    蜂窩式消聲器的結構特點類似于片式消聲器,只是為了進一步減小每一個消聲器通道截面尺寸,把整個大的通道分成多個蜂窩式小的消聲通道。
    06
    聲流式
    聲流式消聲器類似于折板式消聲器,只是為了減小阻力,把通道加工成聲流式。聲流式消聲器阻力較低,但是結構較為復雜,加工難度較大。
    07
    盤式
    盤式消聲器的形狀類似圓盤,具有較小的長度,氣流和聲波通過圓盤四周輻射,適合于在某些情況下,現場條件和空間不容許安裝較長形狀的消聲器。
    08
    彎頭式
    彎頭式消聲器是一種氣流管道彎曲的消聲器,多用于房間里的通風空調進風、排風作用。
    09
    小室式
    小室式消聲器優點是消聲頻帶較寬,消聲量較大;缺點是阻力損失較大,占用空間也大,一般適用于低速進、排風消聲。
     
    吸聲性能評價
    從吸聲原理上講,阻性消聲器對中、高頻噪聲的消除效果較好;但隨著頻率升高,高頻聲波的方向性越來越好,集束性越來越強,聲波以窄束狀通過消聲器,而與吸聲材料的接觸率大大減少,導致消聲量明顯下降。
     
    01
    消聲量計算
     
    A.N.別洛夫理論計算公式:
    其中,L為消聲器氣流通道斷面周長,m;S為消聲器的氣流通道截面積,m²;l為消聲器的有效長度,m;φ(α0)為消聲系數,與材料的法向吸聲系數α0(駐波管法)有關 。
     
    φ(α0)與α0的換算關系

     H.J. 賽賓經驗公式:
     
    其中,為無規入射平均吸聲系數(混響室法)。
     
    的換算關系
     
     
    02
    高頻失效問題
    把消聲量開始下降的頻率稱為高頻失效頻率,其經驗計算公式為:

    式中,c為聲波速度,m/s;D為消聲器通道的當量直徑,m。
     
    當頻率高于失效頻率f失以后,每增加一個倍頻帶,其消聲量約下降1/3,這個高于失效頻率的某一頻率的消聲量可用下式估算:

    式中,R'為高于失效頻率的某一倍頻帶的消聲量,dB;n為高于失效頻率的倍頻帶數;R為失效頻率處的消聲量,dB。
     
    03
    氣流影響
    氣流對消聲器聲學性能的影響,主要表現為:
     
    · 一是氣流會引起聲傳播和衰減規律的變化;
    · 二是氣流在消聲器內產生“氣流再生噪聲”;
    · 
    三是氣流通過消聲器時,總壓會有一定程度的降低,稱為氣流的阻力損失。
     
    (1) 氣流對聲傳播規律的影響
     
    有氣流時的消聲系數公式:
    折射的影響:
     
     
    a.順流;b.逆流
    氣流對聲折射的影響
     
    聲波在阻性管道內傳播,伴隨氣流,而氣流方向與聲波方向一致,則使聲波衰減系數變小,反之,聲波衰減系數變大。影響衰減系數的最主要因素使馬赫數M=v/c,即氣流流速與聲速的比值。順流和逆流相比,逆流對消聲有利。但是實際中氣流流速都不會太高,即使氣流流速為30~40米/秒時,M=0.1,對整個消聲器的消聲性能影響并不大,因此,一般可忽略不計。
     
    另外,從氣流速度引起聲波傳播折射的現象來看,消聲器在排氣管道和進氣管道也表現不同。氣流與聲波方向一致時,能有效的吸聲;相反時,對消聲作用不利。但實際當中氣流不是很大,所以,無論從哪一個角度來看,氣流對聲傳播規律的影響都不是很明顯的。
     
    (2) 氣流再生噪聲的影響
     
    分析氣流再生噪聲主要有兩點:
     
    · 一是氣流經過消聲器時,因結構復雜造成局部阻力和摩擦阻力,而產生一系列湍流,相應地輻射一些噪聲;
    · 二是氣流激勵消聲器構件振動而輻射噪聲。

    (3) 氣流的壓力損失
     
    氣流的總壓損失與氣流的流速平方成正比,并與通道的平直性,以及壁面的粗糙度等因素有關。包括摩擦壓力損失、管道突擴處的局部阻力損失、管道突窄部的局部阻力損失、彎頭的局部阻力損失。

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