节流减压加小孔喷注复合排气消声器
消声器基本知识
消声器的基本知识消声器是控制空气动力性噪声往外传播的有效设备。
它可以看作是管道系统的一个组成部分，在内部做声学处理后，可以减弱噪声的产生与传播，且不影响气流通过，在空气动力性机械设备进、出口气流道口安装一台消声器，可以使进、出口噪声消声量达到10-40db(A)，相应地响度降低50%-93%，主观感觉有明显效果。
消声器按消声原理可以分为：阻性消声器、抗性消声器、微孔消声器、阻抗性复合消声器。
阻性消声器具有吸收中高频声，加工制造简单等特点。
抗性消声器具有针对性强，中低频吸收效果好，不用吸声材料等特点。
微孔消声器是一种新型消声器，该消声器具有低、中频宽带消声性能。
主要用于电厂高压、高温排气放空等。
阻抗性复合消声器具有消声频带宽等特点。
主要用于声级很高、低中频宽带噪声的消声。
评价消声器的性能有两个方面：一是消声器的空气动力性能气动性评价；二是消声器的消声性能评价。
气动性能不但是评价消声器好坏的一个重要指标，也是衡量消声器是否具有实用价值的标志。
选用或设计消声器时，首先要考虑到消声器压力损失必须在许可的极限范围之内，其次要满足噪声标准的要求，这两个方面却一不可。
阻性消声器：阻性消声器的种类很多，按照气流通道的几何形状可分为通道片式消声器、通道拆板式消声器、双圆筒式消声器、室式(迷宫式)消声器、蜂窝状消声器、菱形消声器、正弦波形消声器及圆筒插管式消声器。
阻性消声器的消声原理是利用声阻进行消声的，也就是说，在推导消声量的计算公式时，仅仅考虑声阻碍对消声的贡献，而忽略声抗的影响。
在实际工程中，常常利用吸声材料来制作阻性消声器，以达到降低噪声的目的。
这是由于当声波通过衬贴有多孔吸声材料的管道时，声波将激发多孔材料中无数小孔内空气分子的振动。
其中一部分声能将用于克服摩擦阻力和粘滞力，而变为热能。
一般的说，阻性消声器具有良好的中高频消声性能，而低频性能则较差。
然而只要适当增加吸声材料的厚度、密度以及选用较低的空隙率，低中频消声性能就能大大改善，从而可以做成宽频带阻性消声器。
特种发动机排气放空消声器设计及性能分析
收稿 日期：２０ ０ ０５— ７—１ ４ 基金项 目：企业协作技术攻关课题 （０ ４ Ｄ ２ Ｈ） ２０ Ｊ ０ ３ 作者简介 ： 温华兵 （９ ７一） 男 ， １７ ， 江西 吉水 人 ， 江苏科技大学讲 师， 主要从事振动噪声控制方面的研究 。
Ｖ０ ． ０ Ｎｏ ４ １２ ． Ａｕ ．２ ０ ｇ ０６
文章编号 ：１７ ４ ０ （０ ６ ０ ０ ６ ０ ６ ３— ８７ ２ ０ ）４— ０４— ４
特种发动机排气放空消声器设 计及性 能分析
温华兵 ， 国治 王
（ 江苏 科 技 大 学 机 械 与 动 力 工 程 学 院 ， 苏 镇 江 ２ ２０ ） 江 １０３
维普资讯
第２ ０卷第 ４期
２０ ０ ６年 ０ ８月
江 苏 科 技 大 学 报 （ 学 自然科学版 ）
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｉｎ ｓ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａｄＴｃ ｎｌ ｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒａ ｆＪａ ｇｕ Ｕｎｖ ｒｉ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ （ ａ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｙ ｏ ｕ ｅ ｉ
中 图 分 类Βιβλιοθήκη 号 ： Ｋ ２ Ｔ４１ 文 献 标 识 码 ：Ａ
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消声器基础知识与选型案例
消声器基础知识与选型案例消音器是阻止声音传播而允许气流通过的一种设备，是消除空气动力性噪声的重要措施。
把它接在管道中或进、排气口上，能让气流通过，对噪声具有一定的消减作用，但不能降低空气动力设备本身所辐射的噪声。
阻性消声器：消声原理：利用吸声材料消声。
把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消声器。
当声波进入阻性消声器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消声器的声波减弱。
蜂窝式消声器实际上由许多平行的小直管式消声器并联而结构复杂，阻损较大。
迷宫式消声器的缺点是空间体积大、阻力损失大，故只适于在流速很低的风道上使用。
折板式消声器是增加声波在消声器内反射次数，即增加吸声层与声波的接触机会，从而提高消声效果。
特点和应用：对中高频消声效果好、对低频消声效果较差。
适用范围：消除风机、燃气轮机进气噪声（即气体流速不大的情况）。
缺点：由于吸声材料易被排出的高温废气所熔化，因此使用寿命短，且易被积炭、油泥等阻塞而降低或失去消声作用。
抗性消声器：消声原理：通过管道截面的突变处或旁接共振腔等在声传播过程中引起阻抗的改变而产生声能的反射、干涉，从而降低由消声器向外辐射的声能,以达到消声目的的消声器。
声波在两根不同截面的管道中传播，从截面积为S1的管中传入截面积为S2的管中，S2管对S1管相当一个声负载，会引起部分声波的反射和透射。
消声器内插入内接管，以改善它的消声性能。
特性：主要适于降低低频及中低频段的噪声。
抗性消声器的最大优点是不需使用多孔吸声材料,因此在耐高温、抗潮湿、对流速较大、洁净要求较高的条件均比阻性消声器好。
适用范围：消除空压机、内燃机、汽车排气噪声（较高气速的情况）。
阻抗复合式消声器：消声原理：把阻性与抗性两种消声原理通过适当结构复合起来而构成的。
可定性地认为阻性和抗性在同一频带的消声值的叠加（并非简单的叠加关系）。
特性：具有低、中、高频消声性能。
消声器
消声器科技名词定义中文名称：消声器英文名称：muffler silencer定义：安装在进、排气系统用于降低噪声的装置。
所属学科：电力(一级学科) ；环境保护(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录[隐藏]消声器种类消声器选购衡量指标消声器的选用消声器的应用及适用领域产品结构及特点吊运、贮存消声器Muffler消声器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。
消声器是安装在空气动力设备(如鼓风机、空压机)的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。
消声器能够阻挡声波的传播，允许气流通过，是控制噪声的有效工具。
[编辑本段]消声器种类消声器的种类很多，但究其消声机理，又可以把它们分为六种主要的类型，即阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器、微穿孔板消声器、小孔消声器和有源消声器。
阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。
把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消声器。
当声波进入阻性消声器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消声器的声波减弱。
阻性消声器就好象电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻。
因此，人们就把这种消声器称为阻性消声器。
阻性消声器对中高频消声效果好、对低频消声效果较差。
抗性消声器是由突变界面的管和室组合而成的，好象是一个声学滤波器，与电学滤波器相似，每一个带管的小室是滤波器的一个网孔，管中的空气质量相当于电学上的电感和电阻，称为声质量和声阻。
小室中的空气体积相当于电学上的电容，称为声顺。
与电学滤波器类似，每一个带管的小室都有自己的固有频率。
当包含有各种频率成分的声波进入第一个短管时，只有在第一个网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔到达第二个短管口，而另外一些频率的声波则不可能通过网孔．只能在小室中来回反射，因此，我们称这种对声波有滤波功能的结构为声学滤波器。
选取适当的管和室进行组合．就可以滤掉某些频率成分的噪声，从而达到消声的目的。
小孔喷注型消声器的声学结构和机理特点及在吸声
小孔喷注型消声器的声学结构和机理特点及在吸声【关键词】小孔喷注阻抗复合型吸声消声喷阻岩棉一、前言中国科学院声学所的马大猷教授等学者，通过理论和实验研究，提出了小孔喷注控制噪声理论，其原理是将一个大的喷口，在保持相同排气量的前提下，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，从而达到降噪的目的。
小孔喷注消声器的消声量为［2］式中xA阻塞情况0、165D／DOD喷口直径(mm)，DO＝1mm。
当D≤1mm时，xA1，经变换可得［5］ΔL＝27、5－30lgD由此可见，在小孔范围内，孔径减半，可使消声量提高9dB，考虑到加工小孔的难易程度，一般选直径较小的小孔较为适宜。
如果孔径太大，小孔的消声效果很差。
如果小孔间距较小，气流通过小孔后还会再汇合成大的喷注，从而使消声效果变差。
为此，小孔喷注时孔的中心距应取小孔的孔径倍(喷注前主压越高，孔中心距就要越大)，而孔中心距的最低值为式中d小孔直径。
为了使排气通畅，考虑到小孔的阻尼作用，建议将消声器的开孔通流面积设计为排气阀通流面积的多倍。
综上所述，对小孔喷注消声器来讲，要使其具有一定的降噪效果，又不影响气动装置的正常工作，消声器的孔径、孔距、孔数3个关键参数一定要把握好。
而调研中发现，很多工厂所用的消声器这3个关键参数总有部分不满足要求。
如图2所示为某厂所生产的空气分配阀用消声器，周向孔距为44、5mm，轴向孔距为13mm，孔数为48个。
孔径d＝2、3mm 在1～3mm之间；孔距b在周向与孔径d之比为b／d＝19、3，在轴向b／d＝5、6，因此，在轴向的孔距偏小一点；该空气分配阀的通径D＝15mm，按照前述的设计原则，小孔的总面积应为阀通流面积的多倍。
这样，经计算可知，图2所示的消声器会造成排气不通畅现象发生，而该消声器在实际使用中，确实存在排气不畅的问题，加之孔轴向间距偏小，孔径2、3mm偏大，造成实际降噪量只有7dB，这两方面缺点共同作用的结果，导致操作工人在实际中常常将其拆掉不用。
消声器原理
消声器原理发动机在做功后，紧接着是排气冲程。
排气是将气缸内的废气排出。
由于这时的废气是高温高压，由排气管直接排出，将是很大的噪音。
消声器的是一个多级分流分压的组合体。
消声器的原理是：废气经进口进入，在前方经多孔的挡板削压后，进入第二级，第三级、第四级最后排出到大气中。
下面是一种消声器的示意图：参考一下摩托车消声器摩托车消声器是一种允许气流通过而衰减噪声的装置，是摩托车上的重要零部件之一。
消声器性能的好坏不仅影响摩托车噪声的大小，而且对发动机的功率、油耗、扭矩等性能都有较大影响。
因此了解摩托车消声器的消声原理、结构型式及维护常识，对于每一个摩托车用户都是很有必要的。
一、消声器的种类根据消声原理的不同，摩托车消声器可以分为以下三种类型：1．阻性消声器这种消声器是利用消声材料或吸声结构的吸声作用，使沿管道传播的噪声随距离而衰减，从而达到消声目的。
常用吸声材料有玻璃纤维丝、低碳钢丝网、毛毡等。
这类消声器对高频噪声具有良好的消声效果，而低频消声性能较差。
加之由于吸声材料易被发动机排出的高温废气所熔化，因此使用寿命短，且易被积炭、油泥等阻塞而降低或失去消声作用，故摩托车上很少采用单一的阻性消声器。
2．抗性消声器这种消声器是借助于管道截面的突然扩张（或收缩）或旁接共振腔，使沿管道传播的某些频率的声波在突变处向声源方向反射回去，从而达到消声目的。
它比较适用于消除低中频噪声，而对高频噪声的消声作用较差。
3．阻抗复合式消声器这种消声器是将阻性消声器和抗性消声器的消声原理通过适当结构组合而成，兼有两者的消声特性。
由于摩托车发动机噪声源产生的噪声频带较宽，为了在低、中、高的宽广濒率范围内获得较好的消声效果，故大多数摩托车都选用这种阻抗复合式消声器，象南雅NY125、本田CBX250等都采用这种阻抗复合式消声器。
二、消声器的结构型式摩托车消声器根据外形结构可分为筒式消声器和盒式消声器两种，下面分别进行介绍。
1．筒式消声器这种消声器一般为抗性或阻抗复合式消声器，大多用于中、大排量的摩托车上，如南方NF125、南雅NY125、湘江XJ750、嘉陵：JH70等摩托车都采用这类消声器。
小孔消声器使用中的问题分析
界断面， 绝不可在管道中间出现 只可发生在管道末 端的出口断面上 。 临界断面的位置按下式求得 ：
＝ 要＋ 。 ，
Ｊ 少
（） ４
介质流动形态 由下式判断 ：
Ｙ＋１ ’Ｕ
式中
（） ２
Ａ ＝ －二 一 下 一气 ｎｘ ＋ 一戈 一 １） ｚｌ
０ 们
１ ３． ３ ９
２． ５ １
０． ９ ７３
电
力
建
设
ｙ
２０ 年第 ８ ０（ ） 期
０是不可能的。因此 排气管道如果有临
气体在排气管道 内的流动有 ２ 种形态： 一为拥 塞流动； 二为非拥塞流动。在拥塞流动下， 介质在管 道内达到最大通流能力 ， 通过管道的流量为最大流
Ｙ＋１
量。此刻把管道出口的环境压力降低到任何值， 都 不能使管道流量再增加。而非拥塞流动， 介质在管 道内的流量未达饱和， 降低环境压力， 能导致管道流
许多用户常提到消声器的阻力问题， 认为装消
声器后会减小排气管道的流量。有水平的设计师在
设计消声器的动力性能时， 先要作排气管道的动力 计算， 求出排气管道出口截面的压力， 而用于计算消 声器排放的压力 ， 则取得 比求出的排气管道 出口截 面压力低， 以留存一定的排放裕度。经过这样的处 理， 小孔消声器就不会限制排气管道的排放了。
３ 小孔消声器的设计参数
小孔消声器的设计参数分 ２ ：１ 强度参数， 类 （） 是保证小孔消声器安全运行所必须的；２ 声学参 （） 数， 是控制小孔 消声器干扰噪声 的强弱所需要 的。 只有合理地确定了这 ２ 类设计参数， 小孔消声器才 能在达到所需消声量下安全运行。这 ２类设计参 数， 都是以排气管出口端的工质参数为基点求得的。 华东电力设计院曾应用可压缩流动力学和热力学 ， 获得排气管出口端工质参数的数模系列 ， 已在工程 设计中应用。 某些制造商由于对小孔消声器的工作参数心中 无数 ， 为了安全起见 ， 在消声器顶装设一个防爆 门。 出发点是好的， 但装设防爆 门的作法是错误的。调
小孔消声器
降低气体排放产生噪声的消声器
01 主要种类
03 选用方式 05 优缺点
目录
02 性能评价 04 消声器的选
基本信息
小孔消声器是控制空气动力性噪声往外传播的有效设备，在内部作声学处理后，可以大大降低噪音的产生和 传播，且不影响气流通过。连云港机械设备生产。安装消声器后，设备消声量应达到20-40dB，主观感觉相应降 低50-90%的效果。
优缺点
优缺点
新型高效抗喷阻型系列消音器消声器设备被广泛使用于发电、化工、冶金、纺织等工业厂矿中用于各种型号 锅炉、汽机排汽；风机；安全门等设备的消音降音。该系列消音器消声器是根据抗、喷、阻复合消音原理所研制， 具有消音量大、体积小、重量轻及安装方便无检修等诸多优点。
1、消音器消声器的消音频率特性，抗喷阻型消音器消声器对各频噪声效果优越。 2、消音器消声器的适用风速一般为6-8m/s，最高不宜超过12m/s，同时注意消音器消声器的压力损失。 3、注意消音器消声器的净通道截面积，风管和消音器消声器连接时，必要时（风速有限制时）需作放大处 理。 4、消音器消声器等消音设备安装，须有独立的承重吊杆或底座；与声源设备须通过软接头连接。 4、当两个消音弯头串联使用时，两个弯头的连接间距应大于弯头截面对角线长度的2.5倍。 5、对于高温、高湿、有油雾、水气的环境系统一般选用微孔结构消音设备，对于有洁净要求的诸如手术室、 录音室、洁净厂房等环境系统，应采用微孔结构消音设备。 6、相邻用房管路串通时，注意室内噪声通过管路相互影响，必要时风口作消音处理 。
6、通孔阻散型消声器具有排气畅、耐高温、抗干扰强等优点。一般用于安全阀、排气阀、汽轮机及吹管等 排气消声 。
性能评价
性能评价
评价消声器的性能有两个方面：一是气动性能，二是消声性能。即消声器压力损失须在许可的极限范围内， 其次要满足噪声标准的要求。所以选购消声器时要考虑气动性能和消声性能，两者缺一不可 。
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节流减压加小孔喷注复合排气消声器
节流减压小孔喷注复合排气消声器综合了节流减压和小孔喷注各自的特点，因此能适用于各种压力条件排气放空消声，消声量也较高。
常见的节流降压小孔喷注复合型排气消声器一般为先节流，后小孔。
其节流孔板的层数少则至二级，多则三至四级，需根据实际排气压力而定，而后续的小孔喷注一般均为一级。
图7.1-57为用于410t/h 电厂高压锅炉的蒸气排空消声器形式图，表7.1-29、表7.1-30为该排气放空消声器的实测消声效果。
注：测点在离声源
1m 处。
多孔材料耗散型排气放空消声器
多孔材料耗散型排气放空消声器是利用多孔陶瓷、烧结金属、粉末冶金、烧结塑料及多层金属丝网等具有大量微小孔隙，当气流通过时被滤成无数股小气流，使排气压力大为降低，同时这些多孔材料本身也起到一定的吸声作用。
多孔材料耗散型排气消声器一般仅适用于低压高速、小流量的排气条件下应用，其消声效果可达20~40 Db （A ）。
图7.1-58为几种多孔材料耗散型消声器形式图。
图7.1-59为一种超高分子量聚乙烯材料制成的微孔排气消声器，可用于铸锻机械、标准件制造行业中控制气体元件的压缩空气排气噪声的控制。
此种微孔排气消声器结构简单、安装方便、价格便宜，使用时只要选择相同尺寸的螺纹旋拧于排气管口即可，口径大于6.5mm 的消声器外加一个彩ABS 塑料成型的网栅护套，其消声量可达20 dB
以上。
见表7.1-31。