抗性消声器:
抗性消声器与阻性消声器的消声原理是不同的,它不直接吸收声能,而是利用管道上突变的界面或旁接共振腔,使沿管道传播的某些频率声波,在突变的界面处反生反射,干涉等现象,从而达到消声的目的。搞性消声器具有良好的中、低频消声特性,而且能在高温、高速、脉动气流条件下工作。适用于汽车、拖拉机、空压机等进、排气口管道的消声。
抗性消声器的种类很多,常见的主要有扩张室消声器、共振腔消声器和干涉消声器等。
扩张式消声器:扩张式消声器又称膨胀室消声器,它是由管和室组成的。它是利用管道截面的扩张、收缩引起声反射和干涉消声的。扩张室消声器消声量随着扩张比的增大而增加,但对某些频率的声波,当扩张比增大到定数值时,声波从扩张室中央通过,与阻性消声器一样,扩张室消声器同样存在着高频失效,致使消声量明显下降。在低频范围内,当声波的波长远大于扩张室的尺寸时,扩张室本身相当于一个低通滤波器,因而影响扩张室有效的低频消声范围。扩张室消声器存在许多通过频率消声量为零,要改变这一不良特性,一是采取在扩张室内插入内接管的方法;二是采用多节扩张室串联。在实际工程中,为提高消声效果,一般将几节带插入管的互不等长的扩张室串联起来,使它们具有较宽的消声频率范围。消声特性曲线互相弥补。
扩张室消声器设计应用:扩张室消声器具有结构简单、消声量大等优点,缺点是局部阻力损失较大。它主要用于消除中、低频噪声。控制内燃机、柴油机、空压机等进、出口噪声。设计扩张室消声器要注意下列几点:(1)首先根据所需要的消声频率特性,确定大的消声频率,合理确定各节扩张室的长度及插入管长度。(2)根据所需的消声量,尽可能选取较小的扩张比,设计扩张室各部分尺寸。(3)检验所设计的扩张室消声器,上、下截止频率内是否存在所需要的消声频率区域,如果不在上、下截止频率范围内,需进行修改。
共振腔消声器:共振腔消声器,从本质上看,也是一种抗性消声器。它是在气流通道的管壁上开有若干个小孔,与管外一个密闭的空腔组成。该消声器的消声原理是小孔和空腔组成一个弹性振动系统,管壁的孔颈中空气柱类似活塞,它具有一定的质量。当声波传至颈口时,在声压作用下,空气柱做往复运动,便与孔壁产生摩擦,使声能转变成热能而消耗掉。当外来的声波与消声器弹性系统的固有频率相同时,便发生共振。在共振频率及其附近,空气振动速度达到顶值。同时,消耗的声能量多,消声量大。共振腔消声频率较窄,要克服这一缺点,工程上常把具有不同共振频率的几节共振消声器串联。这样,可以在较宽的频带范围内获得较大的消声量,多节共振腔消声器串联,总的消声量可近似等于各个共振器消声量的和。
共振腔消声器的设计应用:共振腔消声器的缺点就是公在共振频率附近才有较大的消声量,而当偏离共振频率时,消声量急剧下降。克服此缺点的办法是增加共振腔消声器的摩擦阻尼,即在封闭腔中填充一些吸声材料,以增加共振腔消求指导器的摩擦阻尼。为确保共振腔消声器的理论设计与实际消声性能接近,要注意以下几点:(1)共振腔消声器的长、宽、高或腔深都应小于共振频率波长的三分之一;(2)穿孔位置应集中在共振腔消声器的中部,穿孔范围应小于共振频率波长的十二分之一;穿孔不能过密,一般孔心距大于孔径的5倍。(3)共振腔消声器也存在高频失效问题。
气流对阴性消声器声学性能的影响:
深圳润声环保科技工程有限公司前几篇在介绍消声器时都没有考虑气流的影响。在具体考虑消声器的实际消声效果时,还须考虑气流对消声性能的影响。
气流对消声器声学性能的影响,主要表现为:一是气流会引起声传播和衰减规律的变化;二是气流在消声器内产生“气流再生噪声”。这两点是同时存在的,但“气流再生噪声“相对严重。
分析气流再生噪声主要有两点:一是气流经过消声器时,因结构复杂造成局部阻力和摩擦阻力而产生一系列湍流,相应地辐射一些噪声;二是气流激励消声器构件振动而辐射噪声。
气流噪声在很大程度上取决于气流流动速度。流速越大,气流再生噪声也越大。从而影响消声器的声学性能,致使消声器达不到其消声目的。因此,应尽量降低流速,并使气流流动稳定。
气流再生噪声通常是低频性噪声,我们在试验中证明,随着频率的增高,声级逐渐下降,每增加一个倍频程声功率大约下降6分贝。消声器空气动力性能的好坏,很大程度上取决于消声器内的气流速度。一般认为,对空调系统的消声器流速不应超过5-10米每秒;对空压机和鼓风机的消声器流速不应超过15-30米每秒。
阻性消声器的设计要点:
合理选择消声器的结构形式:阻性消声器宜消除中、高频噪声。为防止高频失效,按前太空的消声器通道截面直径小于300毫米,采用单管直通道;对于通道截面直径大于300毫米时,在管中间设置吸声片、吸声芯;通道截面直径大于500毫米时,可采用片式、蜂窝式及其他形式。
合理确定消声器的长度:增加消声器的有效长度,可以提高消声量。这要根据品声源声级的大小和现场减噪的要求。一般风机、电机的消声器长度为1-3米,特殊情况时为4-6米。
合理使用吸声材料:阻性消声器是由吸声材料制成的,吸声材料的性能决定消声器的消声频率特性和消声量。关于吸声材料的选择除考虑吸声性能外,还要考虑在特殊环境下,如高温、潮湿和腐蚀等方面的问题。
合理选择吸声材料的护面结构:阻性消声器的吸声材料是在气流流动下工作的,所以吸声材料要用牢固的护面结构固定,如用玻璃布、穿孔板或铁丝网等,如果护面结构不合理,吸声材料会被气流吹跑或者使护面结构产生振动,导致消声器性能的下降。护面结构的形式,取决于消声器通道内的气流速度。
考虑高频失效和气流再生噪声的影响:对消声器进行消声效果的验算。