環(huán)保工程師輔導(dǎo)之消聲降噪工程(一)

　　復(fù)習(xí)要求

　　1、熟悉各類消聲器的消聲機(jī)理、特性及其適用范圍。

　　2、掌握各類消聲器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

　　3、了解消聲器性能的基本測(cè)量方法。

　　一、阻性消聲器

　　采用消聲器降低噪聲是主要的噪聲控制之一，對(duì)于大多數(shù)以氣流噪聲為主要噪聲源的設(shè)備和以氣流通道為主要噪聲傳播途徑的場(chǎng)所，消聲器往往是有效的控制措施。為了有效利用消聲器控制氣流噪聲，實(shí)施消聲降噪工程，首先要了解各類消聲器的特性和設(shè)計(jì)方法，在噪聲源和噪聲傳播途徑識(shí)別基礎(chǔ)上，選擇合理的設(shè)計(jì)方案。

　　1、阻性消聲器的分類

　　阻性消聲器的種類和形式很多，一般按氣流通道的幾何形狀，可以分為直管式、片式、折板式、蜂窩式、迷宮式、聲流式、盤式、彎頭式等。

　　(1)直管式消聲器是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種阻性消聲器，吸聲材料直接布置在管道內(nèi)壁、根據(jù)管道的需要可以是圓形或方形。由于只有一個(gè)氣流通道，適合流量不大的情況使用。

　　(2)片式消聲器適合較大風(fēng)量和較大管道情況使用。由于把大的管道分成多個(gè)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(zhǎng)，使之具有較好的消聲效果。

　　(3)折板式消聲器是在片式消聲器的基礎(chǔ)上，增加氣流通道的長(zhǎng)度和彎曲，增加噪聲和吸聲材料的接觸時(shí)間，減少高頻噪聲的直接投射，適當(dāng)?shù)卦黾恿讼曅Ч?，但是和片式消聲器比較阻力也要增加。

　　(4)蜂窩式消聲器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)類似于片式消聲器，只是為了進(jìn)一步減小每一個(gè)消聲器通道截面尺寸，把整個(gè)大的通道分成多個(gè)蜂窩式小的消聲通道。

　　(5)迷宮式消聲器是在直管消聲器基礎(chǔ)上，插入一些吸聲障板，使聲波不斷的由一個(gè)小室繞行到另一個(gè)小室，從而增加了消聲效果，特別在中低頻率范圍，當(dāng)然阻力也要增加。迷宮式消聲器中的氣流速度不宜太高。

　　(6)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(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工難度較大。

　　(7)盤式消聲器的形狀類似圓盤，具有較小的長(zhǎng)度，氣流和聲波通過圓盤四周輻射，適合于在某些情況下，現(xiàn)場(chǎng)條件和空間不容許安裝較長(zhǎng)形狀的消聲器。

　　(8)彎頭式消聲器是一種氣流管道彎曲的消聲器，多用于通風(fēng)空調(diào)。房間進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)中。

　　2、阻性消聲器消聲原理和消聲值的估算方法

　　阻性消聲器的消聲原理是利用聲阻進(jìn)行消聲的。在計(jì)算消聲量時(shí)，主要考慮聲阻對(duì)聲波的作用，而忽略聲抗的影響。阻性消聲器一般是利用多孔吸聲材料來制作，當(dāng)聲波通過敷設(shè)有吸聲材料的管道時(shí)，聲波將激發(fā)多孔材料中眾多小孔內(nèi)空氣分子的振動(dòng)，由于阻力和黏滯力的作用，使一部分聲能轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉，從而達(dá)到消聲目的。

　　阻性消聲器的中、高頻消聲性能較好，而低頻效果較差。適當(dāng)?shù)卦黾游暡牧系暮穸群腿葜兀x用較低穿孔率的護(hù)面結(jié)構(gòu)，也能改善低頻的消聲性能，使之具有寬頻帶的消聲效果。

　　直管式消聲器是阻性消聲器中應(yīng)用較廣的，消聲量的計(jì)算公式很多，實(shí)際中，由于吸聲材料的吸聲系數(shù)比較容易測(cè)得，常借助吸聲系數(shù)對(duì)消聲量進(jìn)行近似計(jì)算。計(jì)算公式主要有兩個(gè)：一個(gè)是賽賓公式，一個(gè)是彼洛夫公式。這兩個(gè)公式都是在沒有氣流的條件下，根據(jù)聲波的管道中的傳播，并結(jié)合一定的實(shí)踐推導(dǎo)出來的半經(jīng)驗(yàn)公式。在低、中頻時(shí)，計(jì)算值與測(cè)值符合較好，在高頻時(shí)，往往計(jì)算值高于實(shí)測(cè)值。

　　(1)賽賓(Sabine)公式 式中： ―消聲器通道斷面周長(zhǎng)，m; ―消聲器有效長(zhǎng)度，m; ―消聲器通道橫截面積， ; ―吸聲材料無規(guī)入射平均吸聲系數(shù)。

　　當(dāng)管道形狀是圓形或長(zhǎng)短邊之比小于2的矩形時(shí)，吸聲系數(shù) 在0.2～0.4范圍內(nèi)，上式的計(jì)算誤差小于10%，非上述情況，計(jì)算值要大于實(shí)測(cè)值。

　　一般資料所給的吸聲系數(shù)均指垂直入射吸聲系數(shù) ，應(yīng)先由 確定 ，再計(jì)算消聲量。

　　(2)彼洛夫(BeJIoB)公式： 式中： ―消聲器通道斷面周長(zhǎng)，m; ―消聲器有效長(zhǎng)度，m; ―消聲器通道橫截面積， ; ―和法向吸聲系數(shù) 有關(guān)的消聲系數(shù)，其關(guān)系如下：

　　在阻性消聲量的計(jì)算中，更多地采用彼洛夫公式。阻性消聲器的消聲量，首先同吸聲材料的聲學(xué)性能有關(guān)，材料的吸聲性能越好，消聲量就越大。同時(shí)還與消聲器的尺寸有關(guān)，消聲量正比于消聲器的長(zhǎng)度與截面周長(zhǎng)，與橫截面積成反比。在設(shè)計(jì)消聲器時(shí)，盡可能選用吸聲性能好的多孔材料，要詳細(xì)計(jì)算通道有關(guān)幾何尺寸。對(duì)于同樣截面的通道，可因其幾何形狀的不同，而有不同的P/S值。因此，在確定通道截面的幾何形狀時(shí)，應(yīng)盡量選擇P/S比值較大的幾何形狀。

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