下载
加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 风管消声器[精华]

风管消声器[精华].doc

风管消声器[精华]

刘志行
2017-10-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《风管消声器[精华]doc》,可适用于综合领域

风管消声器精华消声器是一种在允许气流通过的同时又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。它主要用于机械设备的进、排气管道或通风管道的噪声控制。一个性能好的消声器可使气流噪声降低,dB(A)。但是消声器只能降低空气动力设备的进排气口噪声或沿管道传播的噪声不能降低空气动力设备的机壳、管壁等辐射的噪声。消声器类型很多按其降噪原理主要有如下三种类型:阻性消声器、抗性消声器、复合式消声器、微穿孔消声器和喷注型消声器。一、阻性消声器阻式消声器:是通过吸声材料来吸收声能降低噪音一般的微穿孔板消声器就属于这个类型一般是用来消除高、中频噪声。但是由于结构的原因在高温、高湿、高速的情况下不适用。阻性消声器是把吸声材料固定在气流通道内壁或按一定的方式在管道中排列起来就构成了阻性消声。、阻性消声包括的形式:直管式、片式、折板式、声流式、蜂窝式、弯头式等。适用范围:消除风机、燃气轮机进气噪声(即气体流速不大的情况)。F,L,,,,l理论计算公式:S其中:F,消声器气流通道断面周长mS,消声器的气流通道截面积ml,消声器的有效长度mΨ(α),与材料的吸声系数有关的消声系数。F,L,,lHJ赛宾经验公式:S降噪量与材料吸声性能和周长截面比有关。衰减量(LA)消声器内部两点之间的声压级之差。通常用消声器单位长度上的衰减量来表征dBm。LA,,LlLA是减噪量l是消声器消声有效长度。阻性消声器对消除高、中频噪声效果显著对低频噪声的消除则不是很有效其消声量与消声器的结构形式、空气通道横断面的形状与面积、气流速度、消声器长度以及吸声材料的种类、密度、厚度等因素有关护面板材料及其型式对消声效果也有很大影响。护面材料可采用柔软多孔透气的织物如玻璃纤维布或穿孔板。护面用的穿孔板一般采用薄钢板、铝板、不锈钢板加工制成。为了发挥吸声材料的吸声性能穿孔板的穿孔率应大于孔径mm。阻性消声器一般宜在风速ms以下最大不应宜>ms,微穿孔板消声器大风速的情况下(~ms)风阻较大常用吸声材料有玻璃纤维丝、低碳钢丝网、毛毡等阻性消声器的高频失效频率在单通道直管消声器中高频声随着通道面积的增大消声效果显著下降。由于频率超过一定的数值不符合平面波传播规律窄束传播的声波不与吸声材料接触消声效果下降。当声波波长小于通道截面尺寸一半时消声效果下降将这一频率称为高频失效频率。其经验公式:f,cDc式中:c,声速m,消声器通道截面当量边长m(圆形管道为直Ds径矩形管道为边长平均值其他管道取面积的开方值)。若f>fc,每增加一个倍频程消声量下降其估算公式:,L,,,(,n)Fl(S)n高于fc的倍频程带数将大风量粗管道应设计成多通道。气流速度对阻性消声器的影响主要表现在两个方面:)气流的存在引起了消声器内声传播和声衰减规律变化。A)顺流时(气流与声传播方向一致)由于气体流速在管道内不均一根据折射原理声波向管壁弯曲促进消声降噪B)逆流时(气流与声传播方向相反)声波向管道中心弯曲导致声波与吸声材料接触减少不利于消声降噪。)气流在消声器内产生一种附加噪声即气流再生噪声。气流经过消声器通道时因局部阻力或摩擦阻力而产生湍流相应辐射一些噪声气流激发消声器构件振动而辐射噪声。常用阻性消声器的类型()直管式阻性消声器直管式阻性消声器图它的特点是结构简单、气流直通、阻力损失小、适用于流量小的管道消声。直管式阻性消声器的通道截面不宜太大如果太大时高频声的消声效果显著下降。这是因为对于给定的消声器通道来说当频率高到一定数值声波在消声器中传播便不符合平面声波的条件了。对于小风量粗管道其消声器可以使用直管式阻性消声器而对风量较大的粗管道则不能如此。()片式阻性消声器片式阻性消声器图由于把通道分成若干个小通道每个小通道截面小了就能提高上限失效频率同时因为增加了吸声材料饰面表面积则消声量也会相应增加每个小通道的尺寸都相同。式中为消声器的有效长度为气流通道的宽度(分离的相邻两片之间的距离)。从上式可以看出片式消声器的消声量与每个通道的宽度有关越小越大与通道的数目和高度没有什么关系。片式消声器的相邻两块消声片通常并成一片中间消声片的厚度T为边缘消声片厚度t的两倍。工程上设计片式消声器时通道宽度通常取~mm片厚T在~mm之间选取。消声气流通道宽度为O,n~n。处理风量为m,h。()折板式、声流式、蜂窝式阻性消声器折板式阻性消声器图蜂窝式阻性消声器图声流式阻性消声器图折板式消声器如图它实际上是片式消声器的变种。为了提高其高频消声性能把直片做成折弯状这样能增加声波在消声器内反射次数即增加吸声层与声波的接触机会从而提高消声效果。为了减小阻损其折角做得小一些为好。声流式消声器是由折板式消声器改进的这种消声器把吸声层制成正弦波形。当声波通过时增加反射次数故能改善消声性能。与折板式比较它能使气流通畅流过减少阻损。其缺点是加工复杂造价高。蜂窝式消声器它实际上是由许多平行的小直管式消声器并联而成但由于它是多个通道并联而且每个通道的尺寸基本相同即每个通道消声特性一样因此蜂窝式消声器的消声量只算其中的一个小管即可蜂窝式消声器对中、高频声波的消声效果好。但其结构复杂阻损较大。对每个单元通道最好控制在×平方毫米以下。如果按原道通流截面设计消声器为了减小阻力损失蜂窝式消声器的通流截面可选为原管道通流截面的~倍。()弯头消声器弯头式阻性消声器图在弯头上挂贴吸声衬里即构成弯头消声器会收到显著的消声效果。按图可定性说明弯头消声原理。图中左边为没有挂贴吸声衬里的弯管管壁基本上是近似刚性的声波在管道中虽有多次反射最后仍可通过弯头传播过去。因此无衬里弯头的消声作用是有限的。图中右边为衬贴吸声材料的弯头。在弯头前的平面B处主要存在轴向波对于斜向波在由平面A至平面B的途中都会被衬里吸收掉。轴向波到达垂直管道时由于弯头壁面的吸收和反射作用使得轴向波的一部分被吸收掉另一部分被反射回声源其余部分转换为垂直方向继续向前传播。弯头消声器在低频段的消声效果较差在高频段消声效果好特别是满足的那些频率消声效果将迅速提高。这里为弯头的通道宽度为声波波长。在高频范围有吸声衬里的弯头与同样长的无衬里弯头相比其消声效果可高出dB左右。弯头上衬贴吸声材料的长度一般取相当管道截面尺寸的~倍。弯头消声量与弯头的角度有很大关系。粗略地可认为与弯曲角度成正比。例如弯头的消声量可估算为弯头的弯头(管子折回)的消声量大约为弯头的倍。如果有两个以上的直角弯头串联当各个弯头之间的间隔比管道截面尺寸大得多时则可以认为几个弯头的总消声量等于一个弯头的消声量乘以弯头的个数。为了减少阻力损失而且不使消声值下降可把直角弯头做成下图那样内侧具有弯曲的形状。这种形状弯头的阻力损失要比一般直角弯头小得多。阻力损失小的直角弯头()迷宫式阻性消声器迷宫式消声器迷宫式消声器也称室式消声器。在输气管道中途例如在空调系统的风机出口、管道分支处或排气口设置容积较大的箱(室)在它里面加衬吸声材料或吸声障板就组成迷宫式消声器如图所示。这种消声器除具有阻性作用外通过小室断面的扩大与缩小还具有抗性作用因此消声频率范围较宽。迷宫式消声器的消声性能与室的尺寸、通道截面、吸声材料及其面积等因素有关可用下式估算式中为内衬吸声材料的吸声系数为内衬吸声材料的表面积为进(出)口的截面积。迷宫式消声器的缺点是空间体积大、阻力损失大故只适于在流速很低的风道上使用。()流对阻性消声器声学性能的影响气流对消声器声学性能的影响主要表现在两个方面:一是气流的存在会引起声传播和声衰减规律的变化二是气流在消声器内产生一种附加噪声称为气流再生噪声。下面首先讨论气流对噪声传播的影响。有气流时的消声系数的近似公式如下式中为没有气流时(静态)的消声系数称为马赫数数值上等于消声器内流速与声速之比。由上式看出气流速度大小与方向不同导致气流对消声器性能的影响程度也不同。当流速高时马赫数值大气流对消声器的消声性能的影响就越厉害当气流方向与声传播方向一致时马赫数值为正上式中的消声系数将变小当气流方向与声传播方向相反时马赫数值为负消声系数会变大。也就是说顺流与逆流相比逆流有利于消声。气流在管道中的流动速度并不均匀就同一截面而言管道中央流速最高离开中心位置越远速度越低到接近管壁处流速就近似为零了。如下图示顺流时管道中央声速高周壁声速低逆流时正好相反。根据声折射原理声波要向管壁弯曲对阻性消声器来说由于周壁衬贴有吸声材料所以顺流时恰好声能被吸收而在逆流时声波要向管道中心弯曲因此对阻性消声器的消声是不利的。综合上述两方面的分析消声器用在顺流与逆流各有利弊。由于工厂输气管道中的气流速度与声速比较起来都很小因此气流对声传播与衰减规律的影响一般不很明显。一般来讲在低频范围逆向比顺向消声效果好而在高频范围情况恰好相反顺向比逆向消声效果好。但综合起来看顺向与逆向的消声性能并没有很大差别。气流对声折射的影响二、抗性消声器消声原理:通过控制声抗的大小来进行消声的。与阻性消声器不同它不使用吸声材料而是在管道上接截面积突变的管段或旁接共振腔利用声阻抗的改变使某些频率的声波在声阻抗突变的界面发生反射、干涉等现象从而在消声器的外测达到了消声的目的。包括的形式:扩张室式、共振腔式、干涉型。消声的频率特性:具有中、低频消声性能。适用范围:消除空压机、内燃机、汽车排气噪声(气体流速较高气速的情况)抗性消声器具有:不需要使用多孔吸声材料、耐高温、抗潮、流速较大洁净对低频、窄带噪声有较好的效果。()扩张室消声器(膨胀式消声器)扩张室消声器消声原理:扩张室消声器也称为膨胀室消声器它是由管和室组成的。它是利用管道截面的突然扩张(或收缩)造成通道内声阻抗突变使沿管道传播的某些频率的声波通不过消声器而反射回声源去。由于声波通不过消声器也就传不出来在管道内发生反射、干涉等现象也就达到消声的目的。,,消声量计算(单节):,,,,,,TLlgmsinkls,,m,,s,,其中TL是消声量单位dB,m=SS=SS称为消声器扩张比ls为扩张室长度。S、S为管道截面积S扩张室截面积。扩张管消声器的消声特性是周期性变化的即某些频率的声波能够无衰减地通过消声器。由于噪声的频率范围一般较宽如果消声器只能消除某些频率成分而让另一些频率成分顺利通过这显然是不利的。为了克服扩张室消声器这一缺点必须对扩张室消声性能进行改善处理方法有二:()在扩张室消声器内插入内接管以改善它的消声性能。由理论分析可知当插入的内接管长度等于扩张部分长度的时能消除那部分奇数倍的通过频率当插入的内接管长度为扩张部分长度的时能消除那部分偶数倍的通过频率。这样如果综合两者即在扩张管消声器内从一端插入长度等于倍的内接管从另一端插入长度等于倍的内接管如图所示就可以得到在理论上没有通过频率的消声特性。内接管双节扩张室示意图带内接管的单节扩张室示意图()采用多节不同长度的扩张室串联的方法可解决扩张室对某些频率不消声的问题如下图所示。把各节扩张室的长度设计得互不相等使它们的通过频率互相错开。比如使第二节扩张室的最大消声量的频率设计得恰好为第一节扩张室消声量为的通过频率。这样多节扩张室消声器串联不但能提高总的消声量而且能改善消声器的频率特性。由于各节扩张室之间有耦合现象故总的消声量不等于各节扩张室消声量的算术相加。长度不等的多节扩张室串联结构()共振式消声器共振消声器共振消声原理消声原理:利用共振吸声原理在声波的作用下管壁空气柱产生振动振动时气柱与腔口壁摩擦使一部分声能转化为热能而耗散同时由于声阻抗的突变而使声波发生反射和干涉现象导致声能衰减。当系统固有频率与声波频率发生共振时消耗声能最多消声量最大。K消声量的计算:GVTL,lg,,K,,ffffrrS式中管道截面为,S为小孔截面积为密闭空腔容积为孔颈有效长度这里为小孔颈长如为穿孔板则为板厚为修正项对于直径为的圆孔。Sd,G,,定义传导率对于圆孔得到ld(ld)工程上的共振器很少是开一个孔的~而是由多个孔组成~此时应注意各孔之间要有足够大的距离。,,干涉式消声器:消声原理: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。三、阻抗复合式消声器阻抗复合式消声器是按阻性与抗性两种消声原理通过适当结构复合起来而构成的。常用的阻抗复合式消声器有“阻性扩张室复合式”消声器、“阻性共振腔复合式”消声器、“阻性扩张室共振腔复合式”消声器以及“微穿孔板”消声器。在噪声控制工作中对一些高强度的宽频带噪声几乎都采用这几种复合式消声器来消除图所示是常见的一些阻抗复合式消声器。阻抗复合式消声器可以认为是阻性与抗性在同一频带的消声值相迭加。但由于声波在传播过程中具有反射、绕射、折射、干涉等特性所以其消声值并不是简单的迭加关系。对于波长较长的声波来说当消声器以阻与抗的形式复合在一起时有声的耦合作用。在实际应用中阻抗复合式消声器的消声值通常由实验或实际测量确定。常见的阻抗复合式消声器微穿孔板消声器是一种特殊的消声结构它利用微穿孔板吸声结构而制成是一种新型消声器。通过选择微穿孔板上的不同穿孔率与板后的不同腔深能够在较宽的频率范围内获得良好的消声效果。因此微穿孔板消声器能起到阻抗复合式消声器的消声作用。微穿孔板消声器的理论计算模四消声器设计原则根据噪声源所需的噪声量、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的类型。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是消声器的阻力损失控制在机械设备正常的工作范围内设计消声器时考虑到气流再生噪声的影响是气流再生噪声小于环境允许的噪声级注意消声器和管道中的气流速度还应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。噪声源具体采取措施低、中频为主(离心式通阻性或阻抗复合式消声器风机)带宽噪声源(高速旋转鼓阻抗复合式消声器或微穿风机、燃气轮机)孔板消声器脉动性低频噪声源(空气抗性消声器或微穿孔板消内燃机)声器高压、高速排气放空噪声小孔消声器(排气噪声)潮湿高温、油雾有火焰抗性消声器或微穿孔板消空气动力设备声器

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/14

风管消声器[精华]

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利