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1、浅析消声器在航空发动机试车台上的应用 摘 要 本文对现有消声器的类型及消声原理进行了介绍，对航空发动机试车台的噪声产朝气理进行了分析，并针对不同频率的噪声特征进行消声器的选取，对航空发动机试车台的噪声治理具有肯定的指导意义。 关键词 航空发动机；试车台；消声器；噪声治理 引言 由于航空发动机转速高、空气流量大、排气温度高等特点。试车时，旋转噪声、燃烧噪声、气动噪声、螺旋桨噪声等多种声源混合成从几十到几千赫兹的宽频带噪声。试车时产生噪声的声压级高达120140dB（A），特殊是大型发动机每秒60120kg的进气流量，6001010的排气温度，给试车间的消声降噪带来极大困难。因此有针对性地将消声技
2、术应用在航空发动机试车台上显得特别重要。 1 消声器的类型 消声技术的应用主要体现在消声器的选择上。消声技术可以分为无源和有源两种，现有车台上运用的都是无源消声技术，有源消声是一项新技术，与其相关的探讨成果还处在探究阶段，因此未在试车台上运用过。而无源消声又可分为阻性消声、抗性消声、阻抗复合式消声、小孔消声、穿孔板消声等。 阻性消声器是一种汲取型消声器，利用声波在多孔吸声材料中传播时，因为摩擦将声能转化为热能而散发掉，从而达到消声的目的。阻性消声对中高频有较好的消声效果。 抗性消声器与阻性消声器不同，它不运用吸声材料，依靠管道截面的突变或旁接共振腔等的方法，在声传播过程中引起阻抗的变更，产生声
3、能的反射、干涉，从而降低由噪声向外辐射的声能，达到消声的目的。抗性消声对中低频的消声效果比较好。 阻抗复合型消声器是综合上述两种消声器的特点制成的，它结合两种消声的特点，有较宽的消声频率范围。 小孔消声器是一根末端封闭的直管，管壁上开有许多小孔，穿孔率一般取3%30%。 穿孔板消声器一般是用厚度小于1mm的纯金属薄板制作，在薄板上用孔径小于1mm的钻头穿孔，穿孔率为1%3%1。 2 消声器在试车台上的应用 2.1 进气道 噪声类型及产生的机理。进气道的噪声主要是发动机运行过程中产生的噪声，辐射传播至进气道内，此外对于大流量发动机在进气过程中也会产生一些次生噪声。对于带螺旋桨试验的发动机，空气动
4、力性噪声还包括旋转噪声和涡流噪声。实行的消声措施。进气道墙面安装穿孔板消声器，进气导流板内装有吸声材料。此措施可以使消声达到一个比较宽的频带。对于一些进气噪声比较大的试车台，可以设置移动消声器，把消声器设置成屏风形式，同时也要使消声器对气体流场和压力的影响减至最小。 2.2 试车间 噪声类型及产生的机理。试车间的噪声类型有试车设备、发动机产生的噪声及引射器产生的次生噪声。试车设备运行是由于振动会产生振动噪声；发动机的压气机和涡轮旋转时，叶片对气流的作用会产生高频噪声；发动机喷口的气流速度很大，高速喷射的气流与引射进入引射器的空气混合产生次生噪声。试车间产生的噪声主要是中高频噪声。实行的消声措施
5、。试车间消声措施的着眼点是降低中高频噪声，防止试车间的噪声由进气塔扩散到外面去。室内消声装置大部分采纳了穿孔板吸声结构，依据噪声的频率范围确定穿孔率、穿孔板的结构和吸声系数。在试车间墙面上安装穿孔板吸声层，腔内填充超细玻璃棉吸声材料，加宽吸声频带宽度，提高吸声系数。在试车间顶棚悬挂空间吸声体，空间吸声体也是一种穿孔板吸声结构， 腔内填充超细玻璃棉，它与顶棚之间有肯定的距离。它的低频吸声性能较好，吸声频带也较宽。空间吸声体的有效吸声面积比投影面积大得多，能充分发挥吸声材料的吸声作用2。 2.3 排气塔 （1）噪声类型。排气塔内没有噪声源，主要是通过排气向外辐射的试车间噪声，排气噪声具有宽频带特征
6、，且噪声的声功率级比较高。高频部分主要是压气机和涡轮的旋转噪声，低频部分主要是气流的喷射噪声。 （2）实行的消声措施。开孔扩压器。流入排气塔的气流须要经过扩压器以达到扩压降速的目的，同时开孔扩压器对排气噪声具有变频消声作用。排气消声。现有排气塔有迷宫式排气塔、直流式排气塔和组合式排气塔三种。迷宫式在排气塔中设置障板，使气流曲折排出排气塔。在障板附加多孔吸声板，多孔吸声板由钢板和玻璃棉组成，采纳的是复合消音器，最高运用温度在500以下。早期的排气塔多采纳这种形式，但此形式排气塔存在施工困难及流阻大等缺点。直流式排气塔为一个直的排气筒，不在塔内设置障板迷宫消声室，采纳砖墙承重混合结构的隔声室把排气
7、消声筒封闭起来，基础与排气筒的基础分开。在塔内安装几层消声器，消声器多为扩张消声器。消声器是为金属结构，耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击。直流式排气塔耐高温、流阻小、消声频带宽；但为了达到比较宽的消声范围，须要设置多种规格消声器。组合式排气塔为迷宫式和直流式的组合体，排气塔下部為直流式，上部为迷宫式的。采纳扩张消声室后接迷宫消声室，让气流在通道中多次膨胀、转弯、降低流速、损失动能，降低噪声，减小二次噪声， 增加吸声材料的消声作用3。 3 结束语 航空发动机试车台噪声源主要为空气高速流淌和机械设备振动。产生的噪声通过进气道和排气道向外辐射，且噪声频率范围宽。因此须要对试车台的各部分实行不同的消声器。阻
8、性消声器适用于降低中高频噪声，抗性消声器适用于降低中低频噪声，对于噪声频率范围比较宽的试车台部分采纳复合式消声器，同时整个试车台须要实行隔声处理。为使消声达到一个志向的效果，需综合应用各种消声技术。 参考文献 1 黄晶晶，吴志真，雷勇.涡喷、涡扇发动机试车台噪声分析J.电子测量技术，2022，6（29）：10-14. 2 航空制造工程手册总编委会主编.航空制造手册：发动机装配与试车M.北京：航空工业出版社，11016：57. 3 马大猷.噪声与振动限制工程手册M.北京：机械工业出版社， 2002：102. 作者简介 李钊（11011-），女，湖南长沙人；学历：本科，高级工程师，探讨方向：工艺设计。 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页