環(huán)保工程師輔導之消聲降噪工程(一)

　　復習要求

　　1、熟悉各類消聲器的消聲機理、特性及其適用范圍。

　　2、掌握各類消聲器的設計和應用。

　　3、了解消聲器性能的基本測量方法。

　　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，對于大多數(shù)以氣流噪聲為主要噪聲源的設備和以氣流通道為主要噪聲傳播途徑的場所，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，實施消聲降噪工程，首先要了解各類消聲器的特性和設計方法，在噪聲源和噪聲傳播途徑識別基礎上，選擇合理的設計方案。

　　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)直管式消聲器是結構最簡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。

　　(3)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?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。

　　(5)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。

　　(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，但是結構較為復雜，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)場條件和空間不容許安裝較長形狀的消聲器。

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

　　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行消聲的。在計算消聲量時，主要考慮聲阻對聲波的作用，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，當聲波通過敷設有吸聲材料的管道時，聲波將激發(fā)多孔材料中眾多小孔內(nèi)空氣分子的振動，由于阻力和黏滯力的作用，使一部分聲能轉換為熱能耗散掉，從而達到消聲目的。

　　阻性消聲器的中、高頻消聲性能較好，而低頻效果較差。適當?shù)卦黾游暡牧系暮穸群腿葜?，選用較低穿孔率的護面結構，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用較廣的，消聲量的計算公式很多，實際中，由于吸聲材料的吸聲系數(shù)比較容易測得，常借助吸聲系數(shù)對消聲量進行近似計算。計算公式主要有兩個：一個是賽賓公式，一個是彼洛夫公式。這兩個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，并結合一定的實踐推導出來的半經(jīng)驗公式。在低、中頻時，計算值與測值符合較好，在高頻時，往往計算值高于實測值。

　　(1)賽賓(Sabine)公式 式中： ―消聲器通道斷面周長，m; ―消聲器有效長度，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)。

　　當管道形狀是圓形或長短邊之比小于2的矩形時，吸聲系數(shù) 在0.2～0.4范圍內(nèi)，上式的計算誤差小于10%，非上述情況，計算值要大于實測值。

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

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

　　在阻性消聲量的計算中，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性能有關，材料的吸聲性能越好，消聲量就越大。同時還與消聲器的尺寸有關，消聲量正比于消聲器的長度與截面周長，與橫截面積成反比。在設計消聲器時，盡可能選用吸聲性能好的多孔材料，要詳細計算通道有關幾何尺寸。對于同樣截面的通道，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，應盡量選擇P/S比值較大的幾何形狀。

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