机械振动与噪声课件.ppt

1、消 声 器 锅炉烟囱消声器锅炉烟囱消声器 汽车消声器汽车消声器 Chapter 9 消声器?9.1 消声器性能评价?9.2 消声器的分类和消声机理?9.3 消声设计 9.1 消声器性能评价?9.1.1 声学性能?9.1.2 空气动力性能?9.1.3 结构性能 9.1.1 声学性能 1.插入损失 2.传递损失 3.传递声压级差 4.插入声压级差 1.插入损失 插入损失：系统中插入消声器前后管道出口端噪声 的声功率级之差，单位分贝。iD 2.传递损失Dt 传递损失：消声器进口端声功率级与出口端声功率级之差。3.传递声压级差 tpD消声器进口端面测得的平均声压级与出口端 测得的平均声压级差。4.插入

2、声压级差 安装消声器前后在同一点测得的声压级差或 同一小块面积得到的平均声压级差。ipDa.局部阻力损失 22uHe?b.摩擦阻损:是由于气流与消声器各壁面之间的摩擦而产 生的阻力损失。22uDlHf?9.1.2 空气动力学性能阻力损失 9.1.3 结构性能 材料坚固、耐用；体积小、重量轻；结构简单、便于加工、使用、价格便宜。消声器的基本要求消声器的基本要求?声学性能?空气动力性能?结构机械性能?外观要求?价格要求 9.2 消声器的分类和消声机理 消 声 器 阻性消声器 抗性消声器 微穿孔板消声器 扩散性消声器 有源消声器 9.2.1 阻性消声器?1.消声机理：内设吸声材料或结构 一维公式：?

3、lSLD0?lSLD4.1)(03.1?经验公式（无规入射）：:消声器的消声系数 L:消声器横截面铺设吸声材料的边长总和，m l:消声器长度，S：消声器截面积?0?2.阻性消声器的优缺点 优点：在较宽的中、高频范围内消声，特别是 对刺耳的高频声消声效果明显。缺点：?在高温、高速、含水蒸汽、含尘、含油以及对吸声材料有腐蚀性的气体中寿命短，消声效果差；?对低频噪声消声效果不理想。3.高频失效频率 equdcf85.1?c声速，m/s；deq消声通道的等效直径，m 4.常用阻性消声器的类型?1.直管式 2.片式 3.蜂窝式?4.折板式 5.声流式 6.室式?7.迷宫式 8.盘式 9.弯头式 2.片式

4、消声器?优点：结构不复杂，中、高频消声效果好，阻力系数较小。3.折板式消声器?优点：适用于压力和噪声较高的设备。?缺点：大大增加了阻力损失。4.声流式消声器?优点：可达到高消声、低阻损的要求，阻力系数介于片式和折板式消声器之间，适用于大断面流通管道。?缺点：加工复杂，造价较高。5.蜂窝式消声器?优点：中、高频消声效果好，可根据不同的适应范围，设计单元结构。?缺点：阻力损失较大，阻力系数一般在1-1.5之间，用于风量较大、流速较低的情况。6.室式消声器?优点：消声频带较宽，消声量较大。?缺点：阻力损失较大，占用空间也大，一般适用于低速进排风消声。7.迷宫式消声器?优点：可用于流量大、流速低，要求

5、消声量高的情况。?缺点：气流速度不能过大，否则产生的阻力损失较大。8.盘式消声器?优点：阻损小，体积小，重量轻、安装简便?用于锅炉鼓风机进风口消声、各类风机进风口或管道开口端。隔声罩、室顶部的散热消声器风口。9.弯头式?优点：结构简单、体积小，占地少，在通风空调工程中应用普遍?缺点：较大的压力损失 应用实例应用实例:某型号风机，风量为40m3/min，进气管口直径为200mm，距进气口3m处测得的噪声频谱如表。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。2 降噪要求/NR90 107 100 95 92 90 87 86 84 序号 项目 倍频程中心频率/Hz 63 1

6、25 250 500 1000 2000 4000 8000 1 进气口噪声/dB 109 112 104 115 116 108 104 94 3 消声量/dB 2 12 9 23 26 21 18 10 4 L/S 20 20 20 20 20 20 20 20 7 0 0.03 0.52 0.78 0.86 0.85 0.83 0.80 0.78 6(0)0.4 0.7 1.1 1.3 1.3 1.2 1.2 1.1 5 消声器长度/m 0.25 0.86 0.86 0.89 1.00 0.88 0.75 0.45 9.2.2 抗性消声器 优点：?不需要使用多孔吸声材料，耐高温、抗潮，流

7、速较大，洁净要求较高的条件有优势。?对低频噪声有较好的效果。不使用吸声材料，依靠管道截面的突变或旁接 共振腔，通过声波的反射、干涉降低声能量。常用抗性消声器的类型?1.扩张室式消声器?2.共振式消声器?3.干涉式消声器 1.扩张室式消声器?利用管道横断面的扩张和收缩引起的反射和干涉现象进行消声。1.扩张室式消声器 222111110lg10lg 1()sin4/,:2,IDmklmmSSlkk?称为抗性消声器的扩张比。消声器的长度波数，a.消声量的计算：消声器的传递损失：?1sin.)2,1,0(4/)12(2/12n?klnnlkl时，即时，当?2)1(411lg10mmD0sin.)2,1

8、,0(2/?klnnlnkl时，即时，当?0?Db.改善消声特性的方法：多节扩张室串联 b.改善消声特性的方法：在扩张室内插入内接管 equdcf22.1?112VlScfl?c.上、下限截止频率：2.共振式消声器?利用共振吸声原理进行吸声。优点：适用于低中频频段优点：适用于低中频频段 缺点：消声频带窄缺点：消声频带窄 2.共振式消声器 a.消声量的计算：对频率为f 的声波的消声量为：?221lg10ffffDrr?20,0.84(0.8)2nSn dGVGtdtdS?VGcfr?2?2.共振式消声器 2.共振式消声器?某一频带内共振时的消声量：210lg(1 2)D?倍频带：1/3倍频带：2

9、10lg(1 19)D?SGV2?2.共振式消声器 b.改善消声性能的方法：?选定较大的 值；?增加声阻；?多节共振腔串联。应用实例：应用实例：在管径为100mm的常温气流管道上，设计一单腔共振消声器，要使其中125Hz的倍频程上有15dB的消声量。32234040.00785(2)0.027()3.14 12522 3.14 125()()0.0270.144340rrc SVmffGVmc?空腔体积（1）通流面积S=0.00785m2，由D=10lg(1+22)，求得=4 （3）确定设计方案为与原管道同轴的圆筒形共振腔，内径为 100mm，外径为400mm，则共振腔的长度为：2222210

10、44 0.0270.23()(0.40.1)20.50.844VlmmddnStmmdcmtdn?选用厚的钢板，孔径，由G=求得开孔数为个2GVS?VGcfr?2?(4)125;1.2210372rcGfHz fHzVD?上c验算 在消声范围内不会出现高频失效问题。544?孔400?100?230 3.干涉式消声器?原理：借助于相干声波相互抵消作用，来达到消声目的。?分类：无源(被动式)消声器和有源(主动式)消声器两类。?特点：具有显著的频率选择性。无源消声器：将声波分成两路，在并联的管道内分别传播不同的距离后，再汇合在一起。2)12(21?nll有源消声器 人为外加相位相反的声波使它们产生干

11、涉而抵消。9.2.3 阻抗复合式消声器 9.2.4 微穿孔板式消声器 9.2.5 扩散消声器 1.小孔喷注消声器 2.多孔扩散消声器 3.节流减压消声器 降低流速极高的 排气放空噪声 1.小孔喷注消声器 0.2pjetvfD?2.多孔扩散消声器 3.节流减压消声器 9.3 消声设计原则?消声措施适用于降低空气动力性机器、设备的噪声。1.根据所需降噪量、空气动力性能要求以及空气动力设备管道中的防潮、耐蚀、防火、耐高温等要求，选择消声器类型。噪声源 具体采取措施 低、中频为主（离心式通风机）阻性或阻抗复合式消声器 带宽噪声源（高速旋转鼓风机、燃气轮机）阻抗复合式消声器或微穿孔板消声器 脉动性低频噪声源（空气内燃机）抗性消声器或微穿孔板消声器 高压、高速排气放空噪声（排气噪声）扩散消声器 潮湿高温、油雾，有火焰空气动力设备 抗性消声器或微穿孔板消声器 9.3 消声设计原则 2.根据声源空气动力性能的要求，考虑消声器的空气动力性能，使消声器的阻力损失控制在机械设备正常的工作范围内；3.设计消声器时，考虑到气流再生噪声的影响，使气流再生噪声小于环境允许的噪声级；4.注意消声器和管道中的气流速度；5.还应该考虑到隔声及坚固耐用、体积大小与空气机械设备匹配问题。