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1、其次章 噪声污染及其限制第一节 概述其次节 声学基础第三节 噪声的评价和标准第四节 噪声限制技术吸声第五节 噪声限制技术隔声第六节 噪声限制技术消声 第七节 有源噪声限制简介 其次章其次章其次章其次章 噪声污染及其限制噪声污染及其限制噪声污染及其限制噪声污染及其限制第六节 噪声限制技术消声 概 述一一阻性消声器 二二抗性消声器 三三阻抗复合式消声器 四四五五六六微穿孔板消声器 消声器的设计 (一一)消声原理消声原理 (二二)消声器的性能评价消声器的性能评价 概 述一一n消声器：允许气流通过，又能有效阻挡或减弱消声器：允许气流通过，又能有效阻挡或减弱噪声向外传播的装置。噪声向外传播的装置。n性能
2、：优良的消声器可使气流噪声降低性能：优良的消声器可使气流噪声降低202040dB(A)40dB(A)n种类：按其消声机理和结构大致可分为种类：按其消声机理和结构大致可分为n 阻性消声器阻性消声器n 抗性消声器抗性消声器n 阻抗复合式消声器阻抗复合式消声器n 微穿孔板消声器微穿孔板消声器n 扩散消声器扩散消声器(一一)消声原理消声原理 各自具有不同的消声频各自具有不同的消声频谱特性，可根据设备的谱特性，可根据设备的空气动力性空气动力性及及噪声频谱噪声频谱选用适当的消声器。选用适当的消声器。(一一)消声原理消声原理 (二二)消声器的性能评价消声器的性能评价 概 述一一n（1 1）消声量大）消声量大
3、n（2 2）压力损失小）压力损失小n（3 3）适应性广）适应性广n（4 4）外形美观）外形美观正常工况下，在所要求的频带范正常工况下，在所要求的频带范围内应有足够大的消声量围内应有足够大的消声量 对气流阻力小，压力损失要对气流阻力小，压力损失要 限制在允许的范围内，不影限制在允许的范围内，不影 响设备的正常工作。响设备的正常工作。材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐 潮湿、耐粉尘，结构简洁、体积小、潮湿、耐粉尘，结构简洁、体积小、重量轻，便于制作安装和修理。重量轻，便于制作安装和修理。外形美观大方，表面装饰应与设外形美观大方，表面装饰应与设备总体相协调备总体相协调。衡量消声
4、器性能优衡量消声器性能优劣的主要评价量劣的主要评价量(1)(1)插入损失插入损失(2)(2)传递损失传递损失(3)(3)减噪量减噪量 n系统中插入消声器前、后在系统外某定点分系统中插入消声器前、后在系统外某定点分别测得的声压级别测得的声压级L Lp1p1与与L Lp2p2之差。之差。(1)(1)插入损失插入损失 n n优点：直观好用，测量简洁；优点：直观好用，测量简洁；优点：直观好用，测量简洁；优点：直观好用，测量简洁；n n适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合适于在现场测量中用来评价安装消声器前后
5、的综合效果。效果。效果。效果。n消声器进口端入射声的声功率级 与出口端透射声的声功率级 之差。(2-167)n n传递损失反映消声器自身的特性，与声源等因素传递损失反映消声器自身的特性，与声源等因素传递损失反映消声器自身的特性，与声源等因素传递损失反映消声器自身的特性，与声源等因素无关；无关；无关；无关；n n适用于理论计算和在试验室检验消声器自身的消适用于理论计算和在试验室检验消声器自身的消适用于理论计算和在试验室检验消声器自身的消适用于理论计算和在试验室检验消声器自身的消声特性。声特性。声特性。声特性。(2)(2)传递损失传递损失 n消声器进口端平均声压级（）与出口端平均声压级（）之差。(
6、2-168)n这种测量方法易受气象条件、背景噪声等影这种测量方法易受气象条件、背景噪声等影响，误差较大，较少接受。响，误差较大，较少接受。(3)(3)减噪量减噪量 其次章其次章其次章其次章 噪声污染及其限制噪声污染及其限制噪声污染及其限制噪声污染及其限制第六节 噪声限制技术消声 概 述一一阻性消声器 二二抗性消声器 三三阻抗复合式消声器 四四五五六六微穿孔板消声器 消声器的设计 (一一)阻性消声原理阻性消声原理 (二二)阻性阻性消声器的结构形式消声器的结构形式 阻性消声器 二二(三三)阻性阻性消声器性能的影响因素消声器性能的影响因素 n阻性消声器：利用吸声材料消声的吸取型消声器。吸声材料相当于
7、电阻，故称阻性消声器。(一一)阻性消声原理阻性消声原理 n原理：将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，因摩擦阻力和粘滞阻力将声能转化为热能，达到消声的目的。(一一)阻性消声原理阻性消声原理 (二二)阻性阻性消声器的结构形式消声器的结构形式 阻性消声器 二二(三三)阻性阻性消声器性能的影响因素消声器性能的影响因素 图图2-38 阻性消声器结构示意图阻性消声器结构示意图 (二二)阻性阻性消声器的结构形式消声器的结构形式 e.蜂窝式蜂窝式 a.直管式直管式 b.片式片式 f.消声弯头消声弯头 c.折板式折板式 d.声流式声流式 n n结构形式结构形式：如图：如图2-38(a)2
8、-38(a)所示。所示。1.单通道直管式消声器单通道直管式消声器 式中，式中，式中，式中，消声量，消声量，消声量，消声量，dBdBdBdB；消声器通道断面的有效周长，消声器通道断面的有效周长，消声器通道断面的有效周长，消声器通道断面的有效周长，m m m m；消声器通道的有效截面积，消声器通道的有效截面积，消声器通道的有效截面积，消声器通道的有效截面积，m m m m2 2 2 2；消声器有效长度，消声器有效长度，消声器有效长度，消声器有效长度，m m m m；垂直入射吸声系数；垂直入射吸声系数；垂直入射吸声系数；垂直入射吸声系数；消声系数，与材料的垂直入射吸声系数有关消声系数，与材料的垂直入
9、射吸声系数有关消声系数，与材料的垂直入射吸声系数有关消声系数，与材料的垂直入射吸声系数有关,由表由表由表由表2-192-192-192-19查得查得查得查得(2-169)n n消声衰减量消声衰减量 计算计算（1 1）A AN N别洛夫公式：别洛夫公式：低、中频低、中频n n特点：结构简洁、气流直通、阻力损失小。特点：结构简洁、气流直通、阻力损失小。n n适用：适用：小流量管道消声。小流量管道消声。n n式式(2-169)(2-169)中中 的确定（表的确定（表2-192-19）1.单通道直管式消声器单通道直管式消声器 n n由表由表由表由表2-19 2-19 2-19 2-19 确定确定确定确
10、定 ，即可用式（，即可用式（，即可用式（，即可用式（2-1692-1692-1692-169）计算消声量。）计算消声量。）计算消声量。）计算消声量。n n式式式式(2-169)(2-169)(2-169)(2-169)未未未未考考考考虑虑虑虑气气气气流流流流条条条条件件件件，在在在在低低低低、中中中中频频频频时时时时，计计计计算算算算值值值值与与与与实实实实测测测测值值值值基基基基本相等，但在高频时，计算值往往高于实测值。本相等，但在高频时，计算值往往高于实测值。本相等，但在高频时，计算值往往高于实测值。本相等，但在高频时，计算值往往高于实测值。n n设设设设计计计计阻阻阻阻性性性性消消消消声
11、声声声器器器器时时时时，尽尽尽尽可可可可能能能能选选选选用用用用吸吸吸吸声声声声性性性性能能能能好好好好的的的的多多多多孔孔孔孔材材材材料料料料，并并并并具具具具体体体体计计计计算算算算通通通通道道道道的的的的几几几几何何何何尺尺尺尺寸寸寸寸，对对对对于于于于相相相相同同同同截截截截面面面面积积积积的的的的通通通通道道道道，P/SP/SP/SP/S值值值值以以以以矩矩矩矩形形形形最大，圆形最小。最大，圆形最小。最大，圆形最小。最大，圆形最小。表表2-19 与与 的关系的关系 1 11.51.50.860.860.750.750.640.640.550.550.470.470.390.390.3
12、10.310.240.240.170.170.110.110.050.050.600.601 10.550.550.500.500.450.450.400.400.350.350.300.300.250.250.200.200.150.150.100.100.050.05n n（2 2 2 2）H H H HJ J J J赛宾阅历计算式：高频赛宾阅历计算式：高频赛宾阅历计算式：高频赛宾阅历计算式：高频(2-170)(2-170)式中，式中，式中，式中，吸声材料无规则入射平均吸声系数，表吸声材料无规则入射平均吸声系数，表吸声材料无规则入射平均吸声系数，表吸声材料无规则入射平均吸声系数，表2-20
13、2-202-202-20列出列出列出列出 了了了了 与与与与 间的关系。间的关系。间的关系。间的关系。式（式（式（式（2-1692-1692-1692-169）和式（）和式（）和式（）和式（2-1702-1702-1702-170）大致相同，仅仅是对吸声系数的修正不同。）大致相同，仅仅是对吸声系数的修正不同。）大致相同，仅仅是对吸声系数的修正不同。）大致相同，仅仅是对吸声系数的修正不同。1.单通道直管式消声器单通道直管式消声器 表表2-20 与与 的换算关系的换算关系 1.001.000.8630.8630.7320.7320.6070.6070.4890.4890.3290.3290.327
14、0.3271.001.000.900.900.800.800.700.700.600.600.500.500.450.450.2770.2770.2300.2300.1850.1850.1440.1440.1050.1050.0700.0700.0400.0400.0150.0150.400.400.350.350.300.300.250.250.200.200.150.150.100.100.050.05n n消声衰减量消声衰减量消声衰减量消声衰减量 n n与单通道直管式消声器计算公式相像。与单通道直管式消声器计算公式相像。与单通道直管式消声器计算公式相像。与单通道直管式消声器计算公式相像。
15、n n结构：相当于多个单通道直管式消声器组成。结构：相当于多个单通道直管式消声器组成。结构：相当于多个单通道直管式消声器组成。结构：相当于多个单通道直管式消声器组成。n n当片式消声器每个通道的构造尺寸相同时，只要计算当片式消声器每个通道的构造尺寸相同时，只要计算当片式消声器每个通道的构造尺寸相同时，只要计算当片式消声器每个通道的构造尺寸相同时，只要计算单个通道的消声量。单个通道的消声量。单个通道的消声量。单个通道的消声量。n n通常取吸声片厚度为通常取吸声片厚度为通常取吸声片厚度为通常取吸声片厚度为50505050100mm100mm100mm100mm，片间距离，片间距离，片间距离，片间距
16、离(通道宽度通道宽度通道宽度通道宽度)取取取取100100100100250mm250mm250mm250mm。2.片式消声器片式消声器 n结构：结构：将片式消声器中的直板改为折板，将片式消声器中的直板改为折板，是是片式消声器的变型。片式消声器的变型。n原理原理：将直通道改为曲折通道，：将直通道改为曲折通道，给定直线长给定直线长度情形下，可增加声波在管道内的传播路程度情形下，可增加声波在管道内的传播路程，增加反射次数，增加反射次数，提高高频消声量提高高频消声量。n为了减小阻力损失，折角一般为了减小阻力损失，折角一般小于小于2020。3.折板式消声器折板式消声器 n结构结构：将折板式的折角变为平
17、滑弧形板。：将折板式的折角变为平滑弧形板。n原理原理：当声波通过时，增加反射次数，并对：当声波通过时，增加反射次数，并对某些频率的声波产生吻合振动，从而改善吸某些频率的声波产生吻合振动，从而改善吸声性能。声性能。n特点特点：可使气流较为通畅地通过，达到高消：可使气流较为通畅地通过，达到高消声、低阻损的要求。声、低阻损的要求。4.声流式消声器声流式消声器 n n结构：结构：结构：结构：若干个小型直管消声器并联而成，形似蜂窝。若干个小型直管消声器并联而成，形似蜂窝。若干个小型直管消声器并联而成，形似蜂窝。若干个小型直管消声器并联而成，形似蜂窝。n n原理：原理：原理：原理：小型管道的周长与截面积之
18、比值小型管道的周长与截面积之比值小型管道的周长与截面积之比值小型管道的周长与截面积之比值P/SP/S比直管式比直管式比直管式比直管式和片式大，所以消声量较高。和片式大，所以消声量较高。和片式大，所以消声量较高。和片式大，所以消声量较高。n n特点特点特点特点：小管的尺寸很小，使上限失效频率大大提高：小管的尺寸很小，使上限失效频率大大提高：小管的尺寸很小，使上限失效频率大大提高：小管的尺寸很小，使上限失效频率大大提高，改善了高频消声特性。改善了高频消声特性。改善了高频消声特性。改善了高频消声特性。n n计算：计算：计算：计算：一个小型直管消声器的消声量就可以表示整一个小型直管消声器的消声量就可以
19、表示整一个小型直管消声器的消声量就可以表示整一个小型直管消声器的消声量就可以表示整个消声器的消声量。个消声器的消声量。个消声器的消声量。个消声器的消声量。5.蜂窝式消声器蜂窝式消声器 n n结构：在弯管壁面衬贴吸声材料。其形式有圆管弯头、结构：在弯管壁面衬贴吸声材料。其形式有圆管弯头、结构：在弯管壁面衬贴吸声材料。其形式有圆管弯头、结构：在弯管壁面衬贴吸声材料。其形式有圆管弯头、矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等。矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等。矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等。矩形管弯头、圆弧形弯头和直角形弯头等。n n原理：消声弯头能变更管道内气流的方向。原理：消声弯头能变更管
20、道内气流的方向。原理：消声弯头能变更管道内气流的方向。原理：消声弯头能变更管道内气流的方向。n n特征参数：特征参数：特征参数：特征参数：n n弯头上衬贴吸声材料的长度弯头上衬贴吸声材料的长度弯头上衬贴吸声材料的长度弯头上衬贴吸声材料的长度,一般相当于管道截面尺一般相当于管道截面尺一般相当于管道截面尺一般相当于管道截面尺寸的寸的寸的寸的2 2 2 24 4 4 4倍。倍。倍。倍。n n弯头的插入损失大致与弯折角度成正比，如弯头的插入损失大致与弯折角度成正比，如弯头的插入损失大致与弯折角度成正比，如弯头的插入损失大致与弯折角度成正比，如30303030弯头弯头弯头弯头的插入损失仅为的插入损失仅为
21、的插入损失仅为的插入损失仅为90909090弯头的弯头的弯头的弯头的1/31/31/31/3。n n对于无规则入射，对于无规则入射，对于无规则入射，对于无规则入射，180180180180弯头的减噪量约为弯头的减噪量约为弯头的减噪量约为弯头的减噪量约为90909090弯头弯头弯头弯头的的的的1.51.51.51.5倍。倍。倍。倍。6.消声弯头消声弯头 (一一)阻性消声原理阻性消声原理 (二二)阻性阻性消声器的结构形式消声器的结构形式 阻性消声器 二二(三三)阻性阻性消声器性能的影响因素消声器性能的影响因素 (三三)阻性阻性消声器性能的影响因素消声器性能的影响因素 1.频率的影响频率的影响 n高
22、频失效：在一定截面积的气流通道中，当入射声波的频率高至一定限度时，由于方向性很强而形成“光束状”传播，很少接触贴附的吸声材料，消声量明显下降的现象。n上限失效频率 ：产生高频失效所对应的频率。n上限失效频率上限失效频率 计算公式：计算公式：直管式消声器直管式消声器直管式消声器直管式消声器 (2-171)(2-171)式中，式中，式中，式中，声速，声速，声速，声速，m/sm/sm/sm/s；消声器通道的当量直径，消声器通道的当量直径，消声器通道的当量直径，消声器通道的当量直径，m m m m；对矩形管道取边长；对矩形管道取边长；对矩形管道取边长；对矩形管道取边长平均值，圆形管道取直径，其他可取面
23、积的开方值。平均值，圆形管道取直径，其他可取面积的开方值。平均值，圆形管道取直径，其他可取面积的开方值。平均值，圆形管道取直径，其他可取面积的开方值。n n当当 时，高于失效频率的某倍频带的消声量时，高于失效频率的某倍频带的消声量 按下式估算按下式估算式中，式中，式中，式中，处的消声量，处的消声量，处的消声量，处的消声量，dBdBdBdB；高于高于高于高于 的倍频程频带数。的倍频程频带数。的倍频程频带数。的倍频程频带数。(2-172)(2-172)2.结构的影响结构的影响 n n阻性消声器结构设计时，在高频失效频率旁边实行阻性消声器结构设计时，在高频失效频率旁边实行阻性消声器结构设计时，在高频
24、失效频率旁边实行阻性消声器结构设计时，在高频失效频率旁边实行下述方法可显著提高高频消声效果。下述方法可显著提高高频消声效果。下述方法可显著提高高频消声效果。下述方法可显著提高高频消声效果。n n小风量细管道可选用直管式；较大风量粗管道须接小风量细管道可选用直管式；较大风量粗管道须接小风量细管道可选用直管式；较大风量粗管道须接小风量细管道可选用直管式；较大风量粗管道须接受多通道形式。受多通道形式。受多通道形式。受多通道形式。n n消声器通道中加装消声片或将消声器设计成片式、消声器通道中加装消声片或将消声器设计成片式、消声器通道中加装消声片或将消声器设计成片式、消声器通道中加装消声片或将消声器设计
25、成片式、折板式、蜂窝式或弯头式等，可提中学、高频消声折板式、蜂窝式或弯头式等，可提中学、高频消声折板式、蜂窝式或弯头式等，可提中学、高频消声折板式、蜂窝式或弯头式等，可提中学、高频消声效果。效果。效果。效果。n n问题？问题？问题？问题？n n对低频效果不明显；对低频效果不明显；对低频效果不明显；对低频效果不明显；n n通道过多或出现弯曲，会显著增加阻力损失，使消声器的通道过多或出现弯曲，会显著增加阻力损失，使消声器的通道过多或出现弯曲，会显著增加阻力损失，使消声器的通道过多或出现弯曲，会显著增加阻力损失，使消声器的空气动力性能下降。空气动力性能下降。空气动力性能下降。空气动力性能下降。3.气
26、流的影响气流的影响 n n气流再生噪声：气流再生噪声：高速气流经过消声器时因局部阻力高速气流经过消声器时因局部阻力和摩擦阻力形成湍流产生的噪声。和摩擦阻力形成湍流产生的噪声。n n辐射噪声：辐射噪声：高速气流激发消声器构件振动高速气流激发消声器构件振动n n倍频带的气流再生噪声的声功率倍频带的气流再生噪声的声功率(2-173)倍频带的中心频率，倍频带的中心频率，Hz气流速度，气流速度，m/sn n气流再生噪声的大小主要取决于气流的速度和消声器的结构。气流速度气流再生噪声的大小主要取决于气流的速度和消声器的结构。气流速度气流再生噪声的大小主要取决于气流的速度和消声器的结构。气流速度气流再生噪声的
27、大小主要取决于气流的速度和消声器的结构。气流速度增加，声功率提高，使消声量削减，当气流速度高到确定程度时，消声增加，声功率提高，使消声量削减，当气流速度高到确定程度时，消声增加，声功率提高，使消声量削减，当气流速度高到确定程度时，消声增加，声功率提高，使消声量削减，当气流速度高到确定程度时，消声量变为负值，此时消声器失去消声作用。量变为负值，此时消声器失去消声作用。量变为负值，此时消声器失去消声作用。量变为负值，此时消声器失去消声作用。n n所以消声器的设计不应使气流的流速过高，否则不仅消声器的性能受到所以消声器的设计不应使气流的流速过高，否则不仅消声器的性能受到所以消声器的设计不应使气流的流
28、速过高，否则不仅消声器的性能受到所以消声器的设计不应使气流的流速过高，否则不仅消声器的性能受到影响，而且空气动力性能也会变差。影响，而且空气动力性能也会变差。影响，而且空气动力性能也会变差。影响，而且空气动力性能也会变差。其次章其次章其次章其次章 噪声污染及其限制噪声污染及其限制噪声污染及其限制噪声污染及其限制第六节 噪声限制技术消声 概 述一一阻性消声器 二二抗性消声器 三三阻抗复合式消声器 四四五五六六微穿孔板消声器 消声器的设计 (一一)扩张室消声器扩张室消声器 (二二)共振共振消声器消声器 抗性消声器 三三n n原理原理原理原理：利用声抗大小来消声。利用声抗大小来消声。n n基本类型基
29、本类型基本类型基本类型:与阻性消声器不同，抗性消声器不运用吸声材料，主要是与阻性消声器不同，抗性消声器不运用吸声材料，主要是与阻性消声器不同，抗性消声器不运用吸声材料，主要是与阻性消声器不同，抗性消声器不运用吸声材料，主要是利用声抗的大小来消声利用声抗的大小来消声利用声抗的大小来消声利用声抗的大小来消声,依靠管道截面的突变或旁接共振依靠管道截面的突变或旁接共振依靠管道截面的突变或旁接共振依靠管道截面的突变或旁接共振腔等在声传播过程中引起阻抗的变更，而产生声波的反射、腔等在声传播过程中引起阻抗的变更，而产生声波的反射、腔等在声传播过程中引起阻抗的变更，而产生声波的反射、腔等在声传播过程中引起阻抗
30、的变更，而产生声波的反射、干涉现象干涉现象干涉现象干涉现象,从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声从而降低由消声器向外辐射的声能，达到消声的目的。的目的。的目的。的目的。n n特点特点特点特点：选择性强，适于窄带噪声和低、中频选择性强，适于窄带噪声和低、中频 噪声。噪声。n n扩张室消声器扩张室消声器：抗性消声器最常用的结构形式。：抗性消声器最常用的结构形式。n n单节扩张室消声器：单节扩张室消声器：由扩张室和连接管组成，是由扩张室和连接管组成，是最基本形式。最基本形式。图图2-39 单节扩张室消声器单节扩张室消
31、声器(一一)扩张室消声器扩张室消声器 1.结构形式结构形式 连接管连接管 连接管连接管 扩张室扩张室 n n依依依依据据据据管管管管道道道道传传传传播播播播理理理理论论论论，声声声声波波波波通通通通过过过过扩扩扩扩张张张张室室室室时时时时，单单单单节节节节扩扩扩扩张张张张室室室室消消消消声声声声器器器器声声声声强强强强透透透透射射射射系系系系数为数为数为数为 2.消声量的计算消声量的计算 扩张比扩张比,m=S2/S1扩张室长扩张室长,m,m n n若管道截面收缩若管道截面收缩若管道截面收缩若管道截面收缩mm倍或是扩张倍或是扩张倍或是扩张倍或是扩张mm倍倍倍倍，消声作用相同，消声作用相同，消声作
32、用相同，消声作用相同，工程中为了减少对气流的阻力，常用扩张管。工程中为了减少对气流的阻力，常用扩张管。工程中为了减少对气流的阻力，常用扩张管。工程中为了减少对气流的阻力，常用扩张管。n n消声量与消声量与消声量与消声量与 有关，即随频率作周期性变化。有关，即随频率作周期性变化。有关，即随频率作周期性变化。有关，即随频率作周期性变化。(2-174)(2-174)kk角波数角波数 S S1 1、S S2 2分别为连接管和分别为连接管和扩张室面积扩张室面积,m,m2 2(2-175)(2-175)n n若若只只考考虑虑扩扩张张室室本本身身特特性性，由由上上式式可可得得单单节节扩扩张张室室消声器的消声
33、量消声器的消声量计算式为计算式为n n当当当当 (n=0,1,2,3 (n=0,1,2,3 (n=0,1,2,3 (n=0,1,2,3，)时，时，时，时，扩张室消，扩张室消，扩张室消，扩张室消声量达最大值，式声量达最大值，式声量达最大值，式声量达最大值，式(2-175)(2-175)(2-175)(2-175)可写成可写成可写成可写成 (2-176)(2-176)n n由式（由式（由式（由式（2-1762-176）可以更清晰地看出，增大扩张比）可以更清晰地看出，增大扩张比）可以更清晰地看出，增大扩张比）可以更清晰地看出，增大扩张比mm，可增大消声量。，可增大消声量。，可增大消声量。，可增大消声
34、量。(2-178)(2-178)n n消声量达最大值时的相应频率消声量达最大值时的相应频率消声量达最大值时的相应频率消声量达最大值时的相应频率 (2-177)(2-177)n n通常通常通常通常mm1 1，当，当，当，当mm5 5时时时时,可近似地取可近似地取可近似地取可近似地取讨讨 论论单节扩张室消声器的单节扩张室消声器的主要缺点主要缺点(2-179)(2-179)n n当当当当 (n=0,1,2,3 (n=0,1,2,3 (n=0,1,2,3 (n=0,1,2,3，)时，时，时，时，消声，消声，消声，消声量达量达量达量达 ，表明声波无衰减地通过消声器，此时，表明声波无衰减地通过消声器，此时
35、，表明声波无衰减地通过消声器，此时，表明声波无衰减地通过消声器，此时，对应的频率称为消声器的对应的频率称为消声器的对应的频率称为消声器的对应的频率称为消声器的通过频率通过频率通过频率通过频率。n n为了消退某一频率的噪声可适当选择扩张室的长度，为了消退某一频率的噪声可适当选择扩张室的长度，为了消退某一频率的噪声可适当选择扩张室的长度，为了消退某一频率的噪声可适当选择扩张室的长度，以使消声器在该频率上有最大消声量。以使消声器在该频率上有最大消声量。以使消声器在该频率上有最大消声量。以使消声器在该频率上有最大消声量。n消声量计算图消声量计算图图图2-40 2-40 单节扩张室消声器的消声量单节扩张
36、室消声器的消声量 n n为设计便利，将式为设计便利，将式为设计便利，将式为设计便利，将式(2-175)(2-175)(2-175)(2-175)绘成图绘成图绘成图绘成图2-402-402-402-40。n扩张室有效消声的上限截止频率上限截止频率(2-180)(2-180)3.扩张室消声器的截止频率扩张室消声器的截止频率 扩张室截面当量直径，扩张室截面当量直径，m m 声速声速,m/s,m/s n n扩张室截面积越大，扩张室截面积越大，扩张室截面积越大，扩张室截面积越大，的值越小，其消声频率范围越窄。因的值越小，其消声频率范围越窄。因的值越小，其消声频率范围越窄。因的值越小，其消声频率范围越窄。
37、因此，选择扩张比要兼顾消声量和消声频率两个方面。此，选择扩张比要兼顾消声量和消声频率两个方面。此，选择扩张比要兼顾消声量和消声频率两个方面。此，选择扩张比要兼顾消声量和消声频率两个方面。n扩张室有效消声的下限截止频率：n n当当当当入入入入射射射射声声声声波波波波频频频频率率率率和和和和系系系系统统统统的的的的固固固固有有有有频频频频率率率率相相相相等等等等时时时时，会会会会发发发发生生生生共共共共振振振振，消消消消声声声声器器器器不不不不能能能能消消消消声声声声，反反反反将将将将声声声声音音音音放放放放大大大大，该频率称为该频率称为该频率称为该频率称为下限频率下限频率下限频率下限频率.(2-
38、181)(2-181)扩张室体积，扩张室体积，m m3 3 连接管的截面积，连接管的截面积，m m2 2连接管的长度，连接管的长度，m mn n只有在大于只有在大于只有在大于只有在大于 的频率范围，消声器才有消声作用。的频率范围，消声器才有消声作用。的频率范围，消声器才有消声作用。的频率范围，消声器才有消声作用。n单节扩张室消声器的主要缺点是存在很多通过频率，在通过频率处的消声量为零。n解决的方法通常有两种：n一是在扩张室内插入内接管；n二是将多节扩张室串联。4.改善消声频率特性的方法改善消声频率特性的方法 在扩张室内插入内接管在扩张室内插入内接管n n当插入管长度为当插入管长度为当插入管长度
39、为当插入管长度为 时，可消退式时，可消退式时，可消退式时，可消退式 中中中中 为奇数的为奇数的为奇数的为奇数的通过频率。通过频率。通过频率。通过频率。n n当插入管长度为当插入管长度为当插入管长度为当插入管长度为 时，可消退式时，可消退式时，可消退式时，可消退式 中中中中 为偶数的为偶数的为偶数的为偶数的通过频率。通过频率。通过频率。通过频率。n n将二者结合，则可得到较为志向的消声效果（虚线）。将二者结合，则可得到较为志向的消声效果（虚线）。将二者结合，则可得到较为志向的消声效果（虚线）。将二者结合，则可得到较为志向的消声效果（虚线）。（a）带插入管的扩张室消声器）带插入管的扩张室消声器（b
40、）插入管消声的作用）插入管消声的作用 图图 2-41 带插入管的扩张室消声器及消声频率特性带插入管的扩张室消声器及消声频率特性多节扩张室串联多节扩张室串联 n n将多节扩张室消声器串联，各室长度设计为不同数值将多节扩张室消声器串联，各室长度设计为不同数值将多节扩张室消声器串联，各室长度设计为不同数值将多节扩张室消声器串联，各室长度设计为不同数值,使各自使各自使各自使各自的通过频率相互错开（如使后一节的通过频率恰好是前一节的通过频率相互错开（如使后一节的通过频率恰好是前一节的通过频率相互错开（如使后一节的通过频率恰好是前一节的通过频率相互错开（如使后一节的通过频率恰好是前一节的最大消声频率），可
41、改善整个消声频率特性，提高消声量的最大消声频率），可改善整个消声频率特性，提高消声量的最大消声频率），可改善整个消声频率特性，提高消声量的最大消声频率），可改善整个消声频率特性，提高消声量n n由于各节间的耦合现象，总消声量由于各节间的耦合现象，总消声量由于各节间的耦合现象，总消声量由于各节间的耦合现象，总消声量各节扩张室消声量的算各节扩张室消声量的算各节扩张室消声量的算各节扩张室消声量的算术和。术和。术和。术和。n n在实践中，通常将上述两种方法结合运用。考虑到消声器的在实践中，通常将上述两种方法结合运用。考虑到消声器的在实践中，通常将上述两种方法结合运用。考虑到消声器的在实践中，通常将上述
42、两种方法结合运用。考虑到消声器的空气动力性，串联的腔室一般以空气动力性，串联的腔室一般以空气动力性，串联的腔室一般以空气动力性，串联的腔室一般以2 2 2 24 4 4 4腔为宜。腔为宜。腔为宜。腔为宜。图图2-42 多节扩张室串联消声器多节扩张室串联消声器(一一)扩张室消声器扩张室消声器 (二二)共振共振消声器消声器 抗性消声器 三三n原理：利用声抗大小来消声。n特点：选择性强，适于窄带噪声和低、中频噪声。(二二)共振共振消声器消声器 图图2-44 单腔共振消声器单腔共振消声器n n特殊适合于低、中频突出的噪声，且消声量比较大特殊适合于低、中频突出的噪声，且消声量比较大特殊适合于低、中频突出
43、的噪声，且消声量比较大特殊适合于低、中频突出的噪声，且消声量比较大 图图2-43 共振消声器共振消声器 在一段气流通在一段气流通道的管壁上开道的管壁上开一些小孔，使一些小孔，使其与管外闭合其与管外闭合的空腔相通，的空腔相通，就构成了就构成了共振共振消声器消声器 最简洁最简洁的结构的结构形式：形式：单腔共单腔共振消声振消声器器 n n共振消声器实质上是共振吸声结构的一种应用，其基本原理基于亥姆霍共振消声器实质上是共振吸声结构的一种应用，其基本原理基于亥姆霍共振消声器实质上是共振吸声结构的一种应用，其基本原理基于亥姆霍共振消声器实质上是共振吸声结构的一种应用，其基本原理基于亥姆霍兹共振器。兹共振器
44、。兹共振器。兹共振器。n n管壁小孔中的空气柱类似活塞，具有确定的声质量，密闭空腔类似于空管壁小孔中的空气柱类似活塞，具有确定的声质量，密闭空腔类似于空管壁小孔中的空气柱类似活塞，具有确定的声质量，密闭空腔类似于空管壁小孔中的空气柱类似活塞，具有确定的声质量，密闭空腔类似于空气弹簧，具有确定的声质量，二者组成一个共振系统。气弹簧，具有确定的声质量，二者组成一个共振系统。气弹簧，具有确定的声质量，二者组成一个共振系统。气弹簧，具有确定的声质量，二者组成一个共振系统。n n当声波传至颈口时，在声压作用下空气柱产生振动，振动时的摩擦阻尼当声波传至颈口时，在声压作用下空气柱产生振动，振动时的摩擦阻尼当
45、声波传至颈口时，在声压作用下空气柱产生振动，振动时的摩擦阻尼当声波传至颈口时，在声压作用下空气柱产生振动，振动时的摩擦阻尼使一部分声能转换为热能耗散掉。同时，由于声阻抗的突然变更，一部使一部分声能转换为热能耗散掉。同时，由于声阻抗的突然变更，一部使一部分声能转换为热能耗散掉。同时，由于声阻抗的突然变更，一部使一部分声能转换为热能耗散掉。同时，由于声阻抗的突然变更，一部分声能将反射回声源。分声能将反射回声源。分声能将反射回声源。分声能将反射回声源。n n当声波频率与共振腔固有频率相同时，便产生共振，空气柱振动速度达当声波频率与共振腔固有频率相同时，便产生共振，空气柱振动速度达当声波频率与共振腔固
46、有频率相同时，便产生共振，空气柱振动速度达当声波频率与共振腔固有频率相同时，便产生共振，空气柱振动速度达到最大值，此时消耗的声能最多，消声量也就最大。到最大值，此时消耗的声能最多，消声量也就最大。到最大值，此时消耗的声能最多，消声量也就最大。到最大值，此时消耗的声能最多，消声量也就最大。1.消声原理与消声量的计算消声原理与消声量的计算 n消声原理：消声原理：亥姆霍兹共振原理。n n当声波波长大于共振腔消声器的最大尺寸的当声波波长大于共振腔消声器的最大尺寸的3 3倍时，倍时，其共振吸取频率为其共振吸取频率为 1.消声原理与消声量的计算消声原理与消声量的计算(2-182)声速，声速，m/s空腔体积
47、，空腔体积，m3传导率传导率，有长度的量纲，有长度的量纲孔直径，孔直径，m孔颈长，孔颈长，mn n工程上应用的共振消声器很少是开一个孔的，而是由多个孔组成。工程上应用的共振消声器很少是开一个孔的，而是由多个孔组成。工程上应用的共振消声器很少是开一个孔的，而是由多个孔组成。工程上应用的共振消声器很少是开一个孔的，而是由多个孔组成。n n注意各孔间要有足够的距离，当孔心距为小孔孔径的注意各孔间要有足够的距离，当孔心距为小孔孔径的注意各孔间要有足够的距离，当孔心距为小孔孔径的注意各孔间要有足够的距离，当孔心距为小孔孔径的5 5 5 5倍以上时，各孔间倍以上时，各孔间倍以上时，各孔间倍以上时，各孔间的
48、声辐射互不干涉，此时总的传导率等于各个孔的传导率之和，即的声辐射互不干涉，此时总的传导率等于各个孔的传导率之和，即的声辐射互不干涉，此时总的传导率等于各个孔的传导率之和，即的声辐射互不干涉，此时总的传导率等于各个孔的传导率之和，即 (n (n (n (n为孔数为孔数为孔数为孔数)。孔颈截面积，孔颈截面积，m2n n忽视共振腔声阻的影响，单腔共振消声器对频率忽视共振腔声阻的影响，单腔共振消声器对频率 的声波的消声量的声波的消声量(2-183)1.消声原理与消声量的计算消声原理与消声量的计算 传导率传导率空腔体积，空腔体积，m3气流通道的截面积，气流通道的截面积，m m2 2 其中(2-184)n
49、 n 值是共振消声器设计中的重要参量。值是共振消声器设计中的重要参量。值是共振消声器设计中的重要参量。值是共振消声器设计中的重要参量。n n式（式（式（式（2-1832-1832-1832-183）计算的是单一频率的消声量。）计算的是单一频率的消声量。）计算的是单一频率的消声量。）计算的是单一频率的消声量。n实际工程中的噪声源多是连续的宽带噪声n某一频带内的消声量为 1.消声原理与消声量的计算消声原理与消声量的计算(2-185a)对倍频带 对1/3倍频带(2-185b)n n图图图图2-452-452-452-45给出不同状况下共振腔消声器的消声特性曲线给出不同状况下共振腔消声器的消声特性曲线
50、给出不同状况下共振腔消声器的消声特性曲线给出不同状况下共振腔消声器的消声特性曲线 图图2-45 共振腔消声器的消声特性共振腔消声器的消声特性n 当当 时，系统发时，系统发生共生共 振，消声量振，消声量 最大；最大；n 在偏离在偏离 时，时，迅速迅速下降；下降；n K K值越小，值越小，曲线越尖锐曲线越尖锐 2.改善改善消声性能的方法消声性能的方法 消声频带范围窄消声频带范围窄的改善方法的改善方法(1)(1)选定较大的选定较大的 值值(2)(2)增加声阻增加声阻(3)(3)多节共振腔串联多节共振腔串联 2.改善改善消声性能的方法消声性能的方法 消声频带范围窄消声频带范围窄的改善方法的改善方法(1