物理性污染控制_第二章_噪声污染及其控制_第6节消声技术

消声器：是让气流通过使噪声衰减的装置，安装在气流通过的管道中或进排气口上，有效地降低空气动力性噪声。第六节消声技术6.1消声器性能评价6.1.1声学性能1、插入损失LIL：系统中插入消声器前后在系统外某点测得的声功率级之差。12RWWLLL2、传递损失LR：消声器进口端声功率级与出口端声功率级之差。12ppNRLLL3、减噪量LNR：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.衰减量：消声器内部两点之间声压级的差值AL插入损失减噪量传递损失衰减量不只是消声器本身性能消声器本身性能6.1.2消声器综合性能要求：消声：在正常工作状况下，要求在较宽的频带范围有较大的消声量，特别是对突出频带的噪声必须保证其消声量。空气动力性能：对气流的压力损失要小，压力和功率损失在允许范围内，基本不影响设备的动力性能。空间位置及构造：位置合理，构造尽量简单、便于装卸。所用结构和材料要坚固耐用，满足各种使用环境下的声学性能稳定。6.2消声器的分类消声器阻性消声器抗性消声器阻抗复合式消声器微穿孔板消声器扩散性消声器扩张室消声器共振腔消声器干涉式消声器无源消声器有源消声器小孔消声器多孔扩散消声器节流减压消声器6.2.1阻性消声器1、阻性消声原理：利用吸声材料消声的吸收型消声器。吸声材料固定在气流通道内，利用声波在多孔吸声材料中传播时，因摩擦阻力和粘性阻力将声能转化为热能，达到消声目的。与电学类比，吸声材料相当于电阻，故称阻性消声器。优点：在较宽的中、高频范围内消声，特别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。(2)片式消声器优点：增加声波接触面积，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增加声波反射次数，更多地与吸声材料接触，提高了高频消声效果。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增加反射次数，并对某些频率产生吻合振动。优点：高消声、低阻损，阻力系数介于片式和折板式消声器之间，适用大断面流通管道。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）弯头式结构简单、体积小，占地少，在通风空调工程中应用普遍3阻性消声器性能的影响因素（1）频率的影响（高频失效）：气流通道的截面积一定时，当入射声波频率高至一定限度时，由于方向性很强而形成“光束状”传播，很少接触帖附的吸声材料，消声量明显下降。产生高频失效对应的频率称为上限失效频率f上。对于直管式消声器：C:声速，m/sD:消声器通道的当量直径，m；对矩形管道取边长平均值，圆形管道取直径，其他可取面积的平方根值。3阻性消声器性能的影响因素当频率高于失效频率时，每增高一个倍频带，消声量约下降1/3。按下式计算：高于失效频率的某倍频带的消声量，dB失效频率处的消声量，dB高于失效频率的倍频程频带数。3阻性消声器性能的影响因素（2）结构因素的影响直管式---用于小风量的细管道；多通道---用于大风量的粗管道，防止高频失效；（在通道内加装消声片，或采用片式、折板式、蜂窝式、或弯头式消声片，减弱高频失效；但也会增加阻力损失）（3）气流的影响气流速度增加，使消声量减少，而气流再生噪声增加。当气流速度高到一定，消声量为负值；气流再生噪声：气流速度过大时，在消声器内产生的附加噪声。6.2.2抗性消声器抗性消声器，利用声波的反射或干涉进行消声，借助管道截面的突变或旁设共振腔。优缺点：■不需要使用多孔吸声材料，耐高温、抗潮，流速较大，洁净要求较高的条件有优势。■对低频噪声有较好的效果。■消声选择性强，消声范围窄（用于窄带噪声）。常见的有扩张室式、共振腔式。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。S2和S1比例决定消声量，比例越大，消声量越大。l决定消声频率和通过频率。声强透射系数：K:波数(=2πf/c)b.改善消声特性的方法多节扩张室串联在扩张室内插入内接管2.共振式消声器利用共振吸声原理进行消声。3.干涉式消声器原理：借助相干波相互抵消作用，达到消声目的分类：无源(被动式)和有源(主动式)消声器两类特点：具有显著的频率选择性（a）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（b）有源消声器加相位相反的声波使它们产生干涉而抵消。6.2.3阻抗复合式消声器6.2.4微穿孔板消声器消声原理：微穿孔板消声器是一种高声阻、低声质量的吸声元件。微穿孔板孔小，声阻大，提高了结构的吸声系数。低穿孔率降低了其声质量，使吸声频带宽度得到展宽，同时微穿孔板后面的空腔能有效控制共振吸收峰的位置。1.小孔消声器消声原理：将一个大的喷口，在保持相同排气量前提下，改为许多小孔来代替，而小孔将高频声移到人耳不敏感的超声范围，达到降噪的目的。6.2.5扩散消声器2.多孔扩散消声器3.节流减压消声器6.3.1消声设计原则(1)根据所需噪声量、空气动力性能要求以及设备管道中的防潮、耐蚀、防火、耐高温等要求，选择消声器的类型。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）小孔消声器潮湿高温、油雾，有火焰空气动力设备抗性消声器或微穿孔板消声器6.3消声设计消声措施的选择原则(2)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。6.3.2消声设计程序噪声源现场调查及特性分析验算其消声效果（上下截止频率的检验、消声器的压力损失、实际消声效果）了解环境特点，选噪声控制标准计算所需消声量设计合适的消声器确定受声点允许的噪声级和各频带声压级噪声源使用条件设备空气动力特性6.3.3阻性消声器的设计(1)阻性消声器的设计程序a.选择消声器的结构形式管道直径：≤300mm单通道直式消声器300-500mm片式消声器500mm片式、蜂窝式或其它形式b.选择合适的吸声材料c.确定消声器的长度d.合理选择吸声材料的护面结构e.验算消声效果：高频失效频率、气流再生的影响。压力损失（2）阻性消声器的设计计算方法a.消声量的计算（P77）lSLLA0lSLLA4.1)(03.1b.高频失效频率的计算（P80）Dcfn85.1RNR33'6.3.4共振式消声器的设计程序a.根据降噪要求，确定共振频率和频带的消声量，而后求出相应的K值;（P85）210lg(12)RLK倍频带：1/3倍频带：210lg(119)RLK某一频率：2210lg1RrrKLffffb.确定K值后，按公式计算出V和G值;SGVK2VGcfr2c.设计消声器的几何尺寸对同一G：有多种孔径、板厚和穿孔数的组合；对同一V：有多种不同几何形状和尺寸。常用的设计孔径取3-10mm;开孔率为0.5%-5%孔板厚度：1-3mm空腔深度：100-200mmd.验算：VGcfr2共振频率：高频失效问题：所有尺寸小于1/3波长Dcfu22.1消声器消声器综合性能要求消声器的分类；阻性、抗性、微穿孔板消声器的消声机理消声措施的选择原则知识点