1、1 第六章 消声器2 消声器 用于控制空气动力设备的进排气口噪 声或沿 管道传播的噪声。 消声器的性能评价主要采用三项 指标， 即： 声学性能、空气动力性能、结构性能 。3 消声器分类 阻性消声器：主要是利用 在管道 中铺设 吸 声材料，使噪声能量在管 道中传 播时不 断 被吸声材料所吸收，达到 消声的 目的。 抗性消声器：是声波沿管 道传播 时因各 种 原因（ 如截面 积发生 变化、 有管道 旁支等 ） 使阻抗不连续而产生传输 损失， 达到消 声 的目的。 阻抗复合消声器：将阻性 和抗性 等不同 消 声原理 加以组 合，设 计构成 复合式 消声器 。4 阻性消声器和抗性消声器 阻性消 声器适
2、 合于消 除中、 高频率 的噪声 ， 消声频带范围较宽，对低 频噪声 的消声 效 果较差，因此，常使用阻 性消声 器控制 风 机类进排气噪声等。 抗性消声器主要适合于消 除低、 中频率 的 窄带噪 声，对 宽带高 频率噪 声则效 果较差 ， 因此，常用来消除如内燃 机排气 噪声等 。5 消声器声学性能评价 插入损失：装消声器前与装消声器后 在某一 特定 点测得的声压级差。 传声损失：为消声器进口的噪声声功 率级与 消声 器出口的噪声声功率级的差值 。 2 1 p p IL L L L = ) (dB ) (dB 2 1 W W TL L L L =6 阻性消声器 把吸声材料固定在气流通过的管道
3、周 壁，或 按 一定方式在通道中排列起来，就构成 阻性消 声 器。 阻性消声器的声衰减量为 为消声器的通道断面周长 为消声器的通道截面面积 为消声器的通道长度 为消声系数，由垂直入射吸声系 数 确定 ( ) l S L L A 0 = S L 0 ( ) 0 l7 消声系数与吸声系数的换 算关系 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 1.00 0.05 0.11 0.17 0.24 0.31 0.39 0.47 0.55 0.64 0.75 0.86 1 1.5 ( ) 0 0 8 高频失效频率 如果消声器通道截
4、面过大，当声 波频率 高到一 定 数值时声波将以窄束状通过消声器， 而很少 或根 本不与吸声材料饰面接触。因此，消 声器的 消声 效果明显下降。当声波波长小于通道 截面尺 寸的 一半时，消声效果便开始下降，相应 的频率 被称 作“高频失效频率”，高频失效频率 的经验 估算 式如下 c 为声速；D 为消声器通道截 面边长 ，圆形 通道 的就是截面直径，矩形通道取边长平 均值。 D c f n 85 . 1 9 阻性消声器的种类 直管式消声器 片式消声器 折板式消声器 蜂窝式消声器 弯头式消声器 迷宫式消声器10 阻性消声器的设计 确定消声量 确定消声器的结构型式 选用合适吸声材料 确定消声器的长
5、度 选择吸声材料的护面结构 验算消声效果 设计方案的试验验证11 抗性消声器 抗性消声器，主要是通过 控制声 抗的大 小 来消声的。它不使用吸声 材料， 而是在 管 道上接截面突变的管段或 旁接共 振腔， 利 用声阻抗失配，使某些频 率的声 波在声 阻 抗突变的界面处发生反射 、干涉 等现象 ， 从而达到消声的目的。常 用的抗 性消声 器 主要有扩张室式和共振腔 式两大 类。12 扩张室式消声器 ( ) kx t P p i i = cos ( ) kx t c P u i i = cos ( ) kx t P p r r + = cos ( ) kx t P p t t = cos ( )
6、kx t c P u r r + = cos ( ) kx t c P u t t = cos r i t p p p + = ( ) t r i u S u u S 2 1 = + 1 S 2 S13 反射系数和透射系数 2 1 2 1 S S S S p p r i r p + = = 2 2 1 2 1 + = S S S S r I ( ) 2 2 1 2 1 4 1 S S S S r I I + = = ( ) 2 2 1 2 2 1 2 1 1 2 2 4 S S S S S S I S I I W + = = = 声强反射系数 声压反射系数 声强透射系数 声功率透射系数14 单
7、节扩张式消声器 1 S kl S S S S kl I 2 2 1 2 2 1 2 sin 4 1 cos 1 + + = 2 S + = = kl m m L I TL 2 2 sin ) 1 ( 4 1 1 lg 10 1 lg 10 声强透射系数 传声损失 1 2 S S m =15 共振式消声器 共振式消声器是由管道壁开孔与外侧 密闭空 腔相 通而构成的。 共振消声器实际上是共振吸声结构的 一种应 用。 共振频率为 ) 8 . 0 ( 4 8 . 0 2 0 d t d d t S G + = + = V G c f r 2 = 小孔直径 空腔体积 小孔颈长 0 S t d 孔径截面积 V16 单腔共振式消声器 如忽略共振腔声阻的影响，单腔共振 消声器 对 频率为f 的声波的消声量为 ( ) + = 2 2 / / 1 lg 10 f f f f K L r r TL S GV K 2 = 管道截面积 S17 船舶噪声控制措施 为了防治空气动力噪声， 通常采 用消声 器进行 消声。 船上设置消声器，主要是 用来降 低主、 辅机的 进、排 气系统 包括增 压器和 通风空调设备的空气动力 性噪声 。 消声 船用消声器的选用，应满足消声量 大，对气流阻损小，结构性能好和耐高 温抗油气腐蚀等四个设计要求。
