课题意图： 了解常见消音器品种、消音原理及常见消音 器规划中应留意的问题和规划办法
消声规划及总结
1 消声器功能点评
消音器的功能首要包含： 声学功能、空气动力功能、结构功能 详细来讲，对一个好的消声器要有五方面的基本要求： 1）声学功能要求。具有高的消声值和宽的消声频率，即在所需求 的消声频率规模有足够大的消声量； 2）空气动力功能要求。消声器的气流阻力小，装置消声器后所增 加的阻力丢失，要控制在实践容许的规模内； 3）机械结构功能要求。体积小，重量轻，结构简略，便于加工， 装置和维修； 4）外形和装修的要求。符合实践装置空间的需求，漂亮大方，表 面装修与设备相协调 5）价格费用要求。制造本钱低，运用寿命长。
1.1 声学功能点评
消声器声学功能点评量有： 刺进丢失(IL)、传声丢失(TL)、减噪量(LNR)、衰 减量(LA)。 1.刺进丢失(IL)：体系中刺进消声器前后在体系外某点测得的声 功率级之差。在声场散布状况近似保持不变时，也可用指定测点上声压级 差代替。
2.传声丢失(IL)：消声器进口端声功率级与出口端声功率级之差。 因为声功率不宜直接丈量，一般通过声压求得。传声丢失仅反映消声器本 身的特性，不受声源、管道及出口端的影响。 3.减噪量(LNR)：消声器进、出口端测得的平均声压级之差。
1.2 空气动力功能
消声器的空气动力功能：是指消声器对气流阻力的大 小。通常用阻力系数或阻力丢失来表明，包含冲突阻 力丢失和部分阻力丢失两部分。
阻力系数：消声器装置前后的全压差与全压之比。 阻力丢失：出口端流体静压比进口端下降的数值。 冲突阻损:是因为气流与消声器各壁面之间的冲突而发作的阻力 丢失。
部分阻损:是指气流通过在消声器截面骤变处发作的阻力丢失。 如扩展、收缩、转弯等。
1.3 结构功能
消声器结构功能: 是指它的外形尺度、坚固程度、保护要求、 运用寿命等，它也是点评消声器功能的一项指标。好的消声器除 应有好的声学功能和空气动力功能之外；还应该具有体积小、重 量轻、结构简略、造型漂亮、加工方便、同时要坚固耐用、运用 寿命长、保护简略和造价廉价等特色。
点评消声器的上述三个方面的功能，既互相联系又互相制约。 从消声器的消声功能考虑，当然在所需频率规模内的消声量越大 越好；但是同时有必要考虑空气动力功能的要求。例如，轿车上的 排气消声器假如阻损过大，会使功率丢失添加，甚至影响车辆行 驶。在兼顾消声器声学功能和空气动力功能的同时，还有必要考虑 结构功能的要求，不但要耐用，还应防止体积过大、装置困难等 状况。在实践运用中，对这三方面的功能要求，应依据详细状况 做详细分析，并有所侧重。
2 消声器的分类和消声机理
消声器类型很多，按其降噪原理首要有如下几品种型：
2.1 阻性消声器
2.2 抗性消声器 2.3 复合式消声器 2.4 微穿孔消声器 ? 2.5 喷注型消声器
2 消声器的分类和消声机理
分类图例 阻性消声器 抗性消声器 扩张室消声器 共振腔消声器 消 声 器 阻抗复合式消声器 无源消声器 干与式消声器 有源消声器 微穿孔板消声器 小孔消声器 多孔分散消声器 分散性消声器 节省减压消声器
2.1 阻性消声器
消声原理：运用吸声材料消声。把吸声材料固定在气流通道内 壁或按必定的方法在管道中排列起来，就构成了阻性消声器， 与电学类比，吸声材料就相当于电阻，故称阻性消声器。 包含的方式：直管式、片式、折板式、声流式、蜂窝式、弯头 式等。 消声的频率特性：具有中、高频消声功能。 适用规模：消除风机、燃气轮机进气噪声（即气体流速不大的 状况）。
2.2 抗性消声器
消声原理：通过控制声抗的巨细来进行消声的。与阻性消声器 不同，它不运用吸声材料而是在管道上接截面积骤变的管段或 旁接共振腔，运用声阻抗的改动，使某些频率的声波在声阻抗 骤变的界面发作反射、干与等现象，然后在消声器的外测，达 到了消声的意图。 包含的方式：扩张室式、共振腔式 、干与型。 消声的频率特性：具有中、低频消声功能。
适用规模：消除空压机、内燃机、轿车排气噪声（气体流速较 高气速的状况） 2.3 阻抗复合式消声器
消声原理：把阻性与抗性两种消声原理通过恰当结构复合起来 而构成的。可定性地认为阻性和抗性在同一频带的消声值的叠 加（并非简略的叠加联系）。 包含的方式：阻~扩型、阻~共型、阻~扩~共型等。 消声的频率特性：具有低、中、高频消声功能。 适用规模：消除鼓风机、大型风洞、试车台噪声。
2.4 微穿孔板消声器
消声原理：运用微穿孔板吸声结构制成的消声器。 包含的方式：单层微穿孔板、双层微穿孔板等。
消声的频率特性：具有低、中、高频的宽带消声功能。 适用规模：适于高温、潮湿，有水、有油雾及特别清洁卫生的场 合。
2.5 小孔喷注消声器
消声原理：不是在声音发出后进行消除，而是从发作机理上使干 扰噪声减小。喷注噪声值频率与喷口直径成反比，假如喷口直径 变小，喷口辐射的噪声能量将从低频移向高频(频移)，所以低频 噪声被下降，而高频噪声反而升高，假如孔径小到必定值时，喷 注噪声将移到人耳不敏感的频率规模。 包含的方式：小孔喷注型 、降压扩容型、多孔分散型 、引射掺 冷型等。 消声的频率特性：具有低、中、高频的宽带消声功能。 适用规模：消除压力气体排放噪声，如锅炉排气、高炉放气、化 工厂工艺气体放散。
3 阻性消声器
3.1 阻性消声器的声衰减量
3.2 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作用明显 下降。因为频率超过必定的数值，不符合平面波传达规律，窄束传 播的声波不与吸声材料接触，消声作用下降。 当声波波长小于通道截面尺度一半时，消声作用下降，将这一频 率称为高频失效频率。
3.3 气流速度对阻性消声器的影响 ? 首要表现在两个方面： 1) 气流的存在引起了消声器内声传达和声衰减规律改动。 A)顺流时(气流与声传达方向共同)，因为气体流速在管 道内不均一，依据折射原理，声波向管壁弯曲，促进 消声降噪； B)逆流时(气流与声传达方向相反) ，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。 2) 气流在消声器内发作一种附加噪声，即气流再生噪声。 气流通过消声器通道时，因部分阻力或冲突阻力而发作 湍流，相应辐射一些噪声；气流激起消声器构件振荡而 辐射噪声。气流速度越高，气流再生噪声越大。
气流再生噪声通常是低频噪声，随着频的增高声级逐步下降。
3.4 常用阻性消声器的类型 常见阻性消音器品种及图例 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 3.4 常用阻性消声器的类型 1.直管式 长处：结构简略，制造便。 缺陷：对低频消声作用差。 适用规模：适合于截面小、 低速的管道。 3.4 常用阻性消声器的类型 2.片式 长处：结构不杂乱，中、高频 消声作用好，阻力系数 较小。 缺陷：低频消声作用不明显。 适用规模：适合于大流量、大 截面的状况。
3.4 常用阻性消声器的类型 3.蜂窝式 长处：中、高频消声作用好，可 依据不同的适应规模，规划 单元结构。 缺陷：阻力丢失较大，阻力系数 一般在1-1.5之间。 适用规模：用于大截面的管道。 风量较大、流速较低的状况。
3.4 常用阻性消声器的类型 4.折板式 长处：添加了声波的传达路 程，增大了材料与声波 的接触，中高频消声效 果较好。 缺陷：大大添加了阻力丢失。 适用规模：适用于压力和噪 声较高的设备。用于对 声学功能要求较高的场 合。
3.4 常用阻性消声器的类型 5. 声流式 长处：可到达高消声、低阻损的 要求，阻力系数介于片式和 折板式消声器之间。 缺陷：加工杂乱，造价较高。 适用规模：适用于大断面流通管 道，关于阻力丢失要求较严 格的场合。
6.室式 长处：消声频带较宽，消声 量较大。 缺陷：阻力丢失较大，占用 空间也大。 适用规模：一般适用于有空 间、低速进排风的场合。
3.4 常用阻性消声器的类型 7.迷宫式 长处：可用于流量大、流速低， 要求消声量高的状况。 缺陷：气流速度不能过大，不然 发作的阻力丢失较大。 适用规模：关于阻力丢失要求不 严的场合。 3.4 常用阻性消声器的类型 8.盘式 长处：阻损小，体积小，重量轻、 装置简便，轴向尺度小。 缺陷：结构杂乱，制造本钱高，变 截面核算杂乱。 适用规模：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 散热消声器风口。
9.弯头式 长处：结构简略、体积小，占 地少，在通风空调工程中 应用遍及 缺陷：增大了气流阻力 适用规模：管道改向等
4 抗性消声器
抗性消声器具有 不需求运用多孔吸声材料； 耐高温、抗潮； 流速较大，洁净； 对低频、窄带噪声有较好的作用。
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.干与式消声器 4.1 扩张室消声器（胀大式消声器）
1. 消声原理： 声波在管道截面的俄然扩张(或收缩)，造成通道内声阻抗骤变，使声波 传达方向发作改动，在管道内发作反射、干与等现象，然后到达消声的 2 意图。
4.1 扩张室消声器（胀大式消声器）
4. 改进消声特性的办法： 单节扩张室的首要缺陷在kl=nπ处传声丢失为零，即存在很多通过频率。 处理的办法有 多节扩张室串联：每节的通过频率不同，进步消声量。 刺进内接管：扩张室两头个刺进l/2和l/4的管分别消除n为奇数和偶数的 通过频率。 4.1 扩张室消声器（胀大式消声器） 两节扩张室 消声器频率 特性曲线 4.1 扩张室消声器（胀大式消声器）
5. 上下限截止频率：
1. 消声原理： 运用共振吸声原理，在声波的作用下，管壁空气柱发作振荡，振荡时，气柱与 腔口壁冲突使一部分声能转化为热能而耗散；同时因为声阻抗的骤变而使声波 发作反射和干与现象，导致声能衰减。当体系固有频率与声波频率发作共振时， 耗费声能最多，消声量最大。
2. 消声量的核算： 声阻抗的骤变而使声波发作反射和干与现象，导致声能衰减。当体系固有频率与声 波频率发作共振时，耗费声能最多，消声量最大。
4.2 共振式消声器
4. 改进消声功能的办法： 选定较大的K 值； 添加声阻； 多节共振腔串联，共振频率彼此 错开。
6、规划留意事项 为了使消声器的理论核算值与实践成果值共同，在考虑规划方案 时，应留意以下条件： (1) 共振器的几何尺度应小于共振频率波长 的 1/3 。当共振频率较 高时，此条件不易满意，这时不能将共振器看成为一个会集参数系 统，而应考虑声波在空腔内的传达特性。 (2) 穿孔位置应会集在共振消声器的中部，穿孔规模应小于 。 相邻各孔之间的孔心距一般应取孔径的 5 倍。当穿孔数目较多时， 穿孔规模会集在 内与孔心距大于孔径 5 倍这两个要求，往 往发作矛盾。在这种状况下，可采取将空腔分割成几段来散布穿孔 的位置。 (3) 共振消声器的消声频率规模也有高频失效问题。用共振消声器的 上限截止频率验证消音器规划 4.3 干与式消声器
1. 消声原理： 借助于相干声波彼此抵消作用，来达 到消声意图。
2. 分类： 无源(被动式)消声器和有源(自动式)消 声器两类。
3. 特色： 具有明显的频率挑选性 5 其他方式的消声器 5.1 阻抗复合式消声器 5.2 微穿孔板消声器 5.3 分散消声器 5.3 分散消声器 6 消声器规划 6.1 消声器规划原则
1.依据噪声源所需的噪声量、空气动力功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，挑选消声器的类型。 2.依据声源空气动力功能的要求，考虑消声器的空气动力功能，是消声器 的阻力丢失控制在机械设备正常的工作规模内； 3.规划消声器时，考虑到气流再生噪声的影响，是气流再生噪声小于环境 答应的噪声级； 4.留意消声器和管道中的气流速度； 5.还应考虑到隔声及坚固耐用、体积巨细与空气机械设备匹配问题。 噪声源 详细采取办法 低、中频为主（离心式通风机） 带宽噪声源（高速旋转鼓风机、燃气轮机） 脉动性低频噪声源（空气内燃机） 高压、高速排气放空噪声（排气噪声） 潮湿高温、油雾，有火焰空气动力设备 阻性或阻抗复合式消声器 阻抗复合式消声器或微穿孔板消声器 抗性消声器或微穿孔板消声器 小孔消声器 抗性消声器或微穿孔板消声器 6.2 消声器规划程序 噪声源 运用条件 设备的空气 动力特性 噪声源现场调查 及特性分析 了解环境特色， 选定噪声控制规范 断定受声点答应的噪声 级和各频带声压级 核算所需消声量 规划适宜的消声器 验算其消声作用（上下截止频率的检验、 消声器的压力丢失、实践消声作用） 6.3 阻性消声器规划总结 a.断定消声量
b.挑选消声器的结构方式 管道直径： <=300mm 单通道直式消声器 300-500mm 片式消声器 >500mm片式、蜂窝式或其它方式
c.挑选适宜的吸声材料 d.断定消声器的长度 e.合理挑选吸声材料的护面结构 f.验算消声作用： 高频失效频率
气流再生的影响： 压力丢失 6.4 抗性消声器规划总结
a.断定消声量： b.挑选消声器的结构方式
c.断定消声器的长度 d.验算消声作用： c 上线截止频率
下线截止频率
e.依据验算成果修改消音器结构。 6.4 抗性消声器规划总结 |
