抗性消聲器的設計制造:
抗性消聲器的設計制造:用金屬板制成的抗 性
消聲器，具有良好地抗水及抗油性能， 的設計制造 但一般的抗性消聲器低中頻降噪性能好，主頻降噪性能差。特別對空氣分配閥排氣口的間 歇排氣噪聲，高速沖擊氣流在抗性消聲器內對結構零件產生強大沖擊力，使其產生振動而 輻射出結構噪聲；另一方面氣流在消聲器內產生強烈的紊流現象及不穩定流動，從而產生 氣流再生噪聲，作者在調研及在間歇性排氣噪聲試驗臺上的大量試驗結果場表明，純抗性 消聲器用在空氣分配閥排氣降噪場合時，實際的降噪量遠無小于設計的降噪量，更為嚴重 地是有時這種消聲器不但不降噪，反而會放大噪聲而成為擴音器。因此，在該噪聲控制中 使用抗性消聲器一定要很謹慎。 如圖 6 所示為某廠技術人員為本廠模鍛用的平鍛機離合器空氣分配閥排氣口上所設計 的抗性消聲器示意圖，設計的降噪量可達 35dB，而實際的降噪量僅為 7dB。
圖 6 抗性
消聲器 針對目前在該噪聲控制中存在的問題，筆者經過長期艱苦的研究，建立了對該噪聲進 行有效控制的理論及性能良好的消聲器，成功地應用于噪聲很大，而排氣阻力要求極嚴的 機械壓力機離合器與制動器排氣噪聲的控制中，并在實際中大面積推廣應用，性能很好。 我安百利電力輔機廠生產的抗噴阻型消聲器對高頻高壓高汽流場所又結合用消聲原理中 的抗性原理(即利用管道的截面突變,使聲波向前傳播到擴張室后反射 180 度后使波與波振 幅相等,相位相反,相互干涉,達到最理想消聲效果. 原文網址:
www.habtoo.com 消聲器的設計制造技術連云港博大機械設備制造有限公司 微穿孔板聲學結構的機理特點及其在吸聲、 微穿孔板聲學結構的機理特點及其在吸聲、消聲及隔聲領域的應用 聲學結構的機理特點及其在吸聲 本文論述了微穿孔板聲學結構的機理特點及其在吸聲、消聲及隔聲領域的應用，并提 供了本安百利輔機廠消聲器的產品設計性能、規格以及制造工藝技術，可供專業人員參 考。 【關鍵詞】微穿孔板 吸聲 消聲 噴阻 巖棉 一、 前言 著名的聲學專家、科學院院士馬大猷教授一九七五年在《中國科學》上發表了獨創的 《微穿孔板吸聲結構的理論和設計》論文。二十多年來，根據馬先生的理論，微穿孔板結 構得到了迅速發展，并在各個領域廣泛應用。我安百利電力輔機廠是把馬先生的理論應用 于實踐的單位之一，生產制造了各種規格的不同類型的
消聲器，并將小孔噴注和微穿孔板 吸聲結構成功結合于抗阻型消聲器中,并采用不銹鋼制造,使
消聲器不怕水，耐溫防火，清 潔，無污染，可耐高溫，耐腐蝕，能承受高連氣流沖擊。經過上百家電廠及大型鍋爐排汽 使用后,在吸聲降噪方面已經得到實踐經驗。被列為重要環保降噪工程單位。 本文重點介 紹微穿孔板消聲器的設計制造技術,同時概述微穿孔板的加工制造技術。小孔噴注消聲器的 設計制造請看下一篇 二、 微穿孔板吸聲結構： 在板厚小于 1.0 毫米的薄板上穿以孔徑小于 1.0 毫米的微孔，穿孔率在 1～5%之間， 后部留有一定的厚度（5～20cm）的空氣層，空腔內不填任何吸聲材料，這樣即構成了微穿 孔板吸聲結構。常用單層或雙層微穿孔板結構形式。微穿孔板吸聲結構是一種低聲質量、 高聲阻的共振吸聲結構，其性能介于多孔吸聲材料和共振吸聲結構之間，其吸聲頻帶寬度 可優于常規的穿孔板共振吸聲結構。研究表明，表征微穿孔板吸聲特性的吸聲系數和頻帶 寬度，主要由微穿孔板結構的聲質量 m 和聲阻 r 來決定，而這兩個因素又與微孔直徑 d 及 穿孔率 p 有關。微穿孔板吸聲結構的相對聲阻抗 Z（以空氣的特性阻抗ρC 為單位）用式 （1）計算： z=r+jwm=jctg(WD/C) （1） 式中：
ρ -- 空氣密度（公斤/厘米 3）； C -- 空氣中聲速（米/秒）； D -- 腔深（穿孔板與后壁的距離）（毫米）； m -- 相對聲質量； r -- 相對聲阻；
w -- 角頻率，W=2πf(f 為頻率)；
而 r 和 m 分別由式（2）（3）表達： m=(0.294)×10-3tkm/p t-- 板厚（毫米） p-- 穿孔率（%） （3）
r=atkr/dzp 式中：
（2）
d-- 孔徑（毫米） kr-- 聲阻系數
kr=(1+x2/32)1/2+(2x)1/2/8×d/t km--聲質量系數 km=1+(1+(1/(9+(x2/2))))+0.85d/t
其中 x=ab f，a 和 b 為常數，對于絕熱板 a=0.147,b=0.32 對于導熱板 a=0.235， b=0.21。聲吸收的角頻帶寬度，近似地由 r/m 決定，此值越大，吸聲的頻帶越寬。 r/m=(l/d2)×(kr/km) (4) 式中
l-- 常數，對于金屬板 l=1140,而隔熱板 l=500。 上式也可以用式（5）表達 r/m=50f((kr/km)/x2) (5)
而 kr/km 的近似計算式為 kr/km=0.5＋0.1x＋0.005x2 (6)
利用以上各式就可以從要求的 r、m 、f 求出微穿孔板吸聲結構的 x、d、t、p 等參量。 由于微穿孔板的孔徑很小且稀，基聲阻 r 值比普通穿孔板大得多，而聲質量 m 又很小，故 吸聲頻帶比普通穿孔板共振吸聲結構大得多，一般性能較好的單層或雙層微穿孔板吸聲結 構的吸聲頻帶寬度可以達到 6～10 個 1/3 信頻程以上。這就是微穿孔板吸聲結構******的特 點。 共振時的******吸聲系數α0 為 α0=4r/(1+r)2 (7)
具體設計微穿孔板吸聲結構時，可通過計算，也可查圖表，計算結果與實測結果相近。 在實際工程中為了擴大吸聲頻帶的寬度，往往采用不同孔徑、不同穿孔率的雙層或多層微 穿孔板復合結構。 三、微穿孔板消聲器 微穿孔板聲學結構在消聲技術領域也早有十分廣泛的應用，利用微穿孔板聲學結構設 計制造的微穿孔板消聲器種類繁多，最簡單的是直管式消聲器，而多數是阻抗復合式消聲 器。微穿孔板消聲器用金屬穿孔薄板制成，常見的微穿孔板可用鋼板(管)、不銹鋼板 (管)、合金板(管)等材料制做，由于微穿孔板后的空氣層內可填裝多孔性巖棉材料，即利 用吸聲材料的阻性吸聲原理,進一步達到降噪消聲目的.其吸聲系數高，吸收頻帶寬，壓力 損失很小，氣流再生噪聲低，且易于控制。為獲得寬頻帶高吸收效果，一般用雙層微穿孔
板結構。微穿孔板與外殼之間以及微穿孔板之間的空腔尺寸大小按需要吸收的頻帶不同而 異，吸收低頻空腔大些（150~200 毫米），中頻小些（80~120）毫米，高頻更小些（30~50 毫米），雙層結構的前腔深度一般應小于后腔，前后腔深度之比不大于 1：3，前部接近氣 流的一層微穿孔板穿孔率應高于后層，為減小軸向聲傳播的影響，可在微穿孔板消聲器的 空腔內每隔 500 毫米左右加一塊橫向隔板。 單層管式微穿孔板消聲器是一種共振式的
吸聲結構。對于低頻消聲，當聲波波長大于共振腔（空腔）尺寸時，可以應用共振消聲器 計算式（7）來計算微穿孔板消聲器的消聲量 LTL： f/fo-fo/f)2))（分貝）（7） a=rs r -- 相對聲阻 b=sc/2πfov s -- 通道截面積（米 2） 式中 LTL=10lg(1+(a+0.25)/(a2+b2×
v -- 板后空腔體積（米 3） c -- 空氣中的聲速（米/秒） f -- 入射聲波頻率（赫） f0 -- 共振頻率（赫） f0=(c/2π)×(p/tD)1/2 t=t+0.8d+1/3PD p -- 穿孔率（%） D -- 穿孔孔徑（米） 對于中頻消聲，微穿孔板
消聲器的消聲量可以應用阻性消聲器的計算式（8）進行計算： LTL=ψ(α0)pL/s (分貝) （8） 式中 t -- 微穿孔板的厚度（米） D -- 板后空腔深度（米）
ψ（α0） -- 消聲系數，它是與吸聲系數α0 有關的量， α0 和ψ(α0)相互關系經驗值可由表查得 P -- 管道橫斷面的周長（米） L -- 管道的長度（米） S -- 管道橫截面面積（米 2） 微穿孔板消聲器高頻消聲性能實測值比理論估算值要好。試驗證明，消聲量與流速有 關，與消聲器溫升無關。流速增高，氣流再生噪聲提高，消聲性能下降，金屬微穿孔板消 聲器可承受較高氣流速度的沖擊，當流速達到 70 米/秒時，仍有 10 分貝以上的消聲量。這 也是微穿孔板消聲器優于一般阻性消聲器的又一重要特點。 我安百利電力輔機廠生產的抗噴阻型消聲器對高頻高壓高汽流場所又結合用消聲原理中
的抗性原理(即利用管道的截面突變,使聲波向前傳播到擴張室后反射 180 度后使波與波振 幅相等,相位相反,相互干涉,達到最理想消聲效果.
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www.habtoo.com 小孔噴注型消聲器的聲學結構和機理特點及在吸聲、消聲及隔聲領域的應用 小孔噴注型消聲器的聲學結構和機理特點及在吸聲、 小孔噴注型消聲器的聲學結構和機理特點及在吸聲、消聲及隔聲領域的應用 本文論述了小孔噴注型消聲器的聲學結構的機理特點及其在吸聲、消聲及隔聲領域的 應用，并提供了本安百利輔機廠消聲器的產品設計性能、規格以及制造工藝技術，可供專 業人員參考。 【關鍵詞】小孔噴注 阻抗復合型 吸聲 消聲 噴阻 巖棉 一、 前言 中國科學院聲學所的馬大猷教授等學者，通過理論和實驗研究，提出了小孔噴注控制 噪聲理論，其原理是將一個大的噴口，在保持相同排氣量的前提下，改為許多小孔來代 替，而小孔將高頻聲移到人耳不敏感的超聲范圍，從而達到降噪的目的。小孔噴注消聲器 的消聲量為
