阻性消声器的设计与消声量计算方式
阻性消声器消声量计算说明
阻性消声器消声量计算说明1.阻性：阻性消声器利用其内部结构的复杂性和细小的孔隙来阻碍声波的传播，从而减少声波的传播路径。
此过程中一部分声能被转化为热能消耗掉，从而降低噪音水平。
阻性消声器的材料和内部结构的设计决定了其阻性。
2.吸声：阻性消声器内部充满了吸音材料，这些材料能够吸收声波的能量，将其转化为微小的振动或热能。
吸声材料通常被设计为多孔状的结构，以增加表面积和接触面，从而提高吸声效果。
消声量的计算通常涉及以下几个步骤：1.确定输入噪声水平：在需要降噪的设备附近测量环境中的噪声水平。
这可以通过声级计等测量设备进行。
2.确定输出噪声水平：在安装了阻性消声器之后，测量输出噪声水平。
同样，可以使用声级计等设备进行测量。
3.计算消声量：消声量可以通过以下公式计算得出：消声量=输入噪声水平-输出噪声水平消声量通常使用负数表示，表示降低了多少噪声水平。
例如，如果输入噪声水平为80dB，输出噪声水平为60dB，则消声量为20dB。
需要注意的是，消声量的计算是在特定频率下进行的，因为不同频率的声波在消声器中的声学表现有所不同。
所以，消声量通常以频率为变量进行评估和报告，以提供更准确的结果。
除了消声量，其他参数如声阻抗和透射损失也可以用来描述阻性消声器的性能。
声阻抗表示声波在消声器内的传播特性，透射损失表示声波通过消声器时的能量损失情况。
综上所述，阻性消声器是一种有效的噪声控制设备，其消声量是衡量其降噪效果的重要指标。
消声量的计算涉及多个参数和因素，包括输入输出噪声水平、声阻抗和透射损失等。
在实际应用中，正确的选择和使用阻性消声器能够显著降低噪声水平，改善工作环境和保护人员的健康。
消声器消声量计算公式
消声器消声量计算公式消声器的消声量是指消声器对声音的降噪效果程度，通常以分贝（dB）为单位进行测量。
消声量的计算公式可以通过衰减值和初始输入声音来计算。
在计算消声量之前，首先需要了解以下几个术语和概念：1. 声压级（Sound Pressure Level，SPL）：指声音的强度或噪音的大小，以分贝（dB）为单位表示。
2. 声功率级（Sound Power Level，SWL）：指噪声的实际能量或声源的总功率，以分贝（dB）为单位表示。
3. 初始声压级（Initial Sound Pressure Level，ISPL）：指进入消声器之前的声音强度。
4. 出去声压级（Exited Sound Pressure Level，ESPL）：指通过消声器之后的声音强度。
5. 声音衰减（Sound Attenuation）：指声音通过消声器后的衰减程度，通常以分贝为单位表示。
消声器的消声量计算公式如下：消声量（Silencing Capacity，SC）= ISPL - ESPL其中，ISPL是进入消声器之前的声压级，ESPL是通过消声器之后的声压级。
消声量计算的一般步骤如下：1.确定初始声压级（ISPL）：可以通过声级计等实验设备测量得到。
2.确定通过消声器后的声压级（ESPL）：可以通过声级计等实验设备测量得到。
3.计算消声量（SC）：使用上述公式计算出消声量。
需要注意的是，消声器的消声量与消声器的设计、材料、结构等因素有关。
不同类型的消声器对不同频率的声音有不同的衰减效果，因此在实际计算中可能需要考虑更多的细节和因素。
消声量的计算公式可以作为一个参考值，用于评估和比较不同消声器的效果，但在实际应用中需要综合考虑各种因素，并进行实际测试和评估来确定消声器的性能。
消声器的设计实训报告
一、实训目的本次实训旨在使学生掌握消声器的基本原理、结构设计、性能测试等方面的知识，提高学生的实践操作能力和创新意识。
通过实训，使学生能够独立设计、制作和测试消声器，为以后从事相关领域的工作打下坚实基础。
二、实训内容1. 消声器的基本原理消声器是一种用于降低噪声的装置，其工作原理是利用声波在消声器内的多次反射和干涉，使声能逐渐衰减，从而达到降低噪声的目的。
2. 消声器结构设计（1）结构类型：根据消声器的工作原理和用途，可分为阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合消声器。
（2）结构参数：主要包括消声器的长度、直径、通道形状、吸声材料等。
3. 消声器性能测试（1）测试设备：声级计、消声器测试台等。
（2）测试方法：将消声器安装在测试台上，测量消声器前后的噪声级，计算消声器的降噪量。
三、实训过程1. 消声器设计（1）确定消声器类型：根据噪声源特性，选择合适的消声器类型。
（2）设计消声器结构：根据消声器类型，确定消声器长度、直径、通道形状、吸声材料等参数。
（3）绘制消声器结构图：使用CAD等绘图软件，绘制消声器结构图。
2. 消声器制作（1）准备材料：根据设计图纸，准备所需材料，如金属板材、吸声材料等。
（2）加工制作：根据设计图纸，进行消声器加工制作，包括切割、焊接、组装等。
3. 消声器性能测试（1）安装消声器：将制作的消声器安装在测试台上。
（2）测试噪声级：使用声级计测量消声器前后的噪声级。
（3）计算降噪量：根据测试数据，计算消声器的降噪量。
四、实训结果与分析1. 消声器设计根据噪声源特性和要求，本次实训设计了阻性消声器。
消声器结构图如下：```----------------------| | | || | | || | | |----------------------```2. 消声器制作根据设计图纸，制作了阻性消声器，材料为金属板材和吸声材料。
3. 消声器性能测试（1）测试噪声级：消声器前后噪声级分别为85dB和75dB。
消声器
2.3 消声降噪工程复习要求1、熟悉各类消声器的消声机理、特性及其适用范围。
2、掌握各类消声器的设计和应用。
3、了解消声器性能的基本测量方法。
一、阻性消声器采用消声器降低噪声是主要的噪声控制之一，对于大多数以气流噪声为主要噪声源的设备和以气流通道为主要噪声传播途径的场所，消声器往往是有效的控制措施。
为了有效利用消声器控制气流噪声，实施消声降噪工程，首先要了解各类消声器的特性和设计方法，在噪声源和噪声传播途径识别基础上，选择合理的设计方案。
1、阻性消声器的分类阻性消声器的种类和形式很多，一般按气流通道的几何形状，可以分为直管式、片式、折板式、蜂窝式、迷宫式、声流式、盘式、弯头式等。
（1）直管式消声器是结构最简单的一种阻性消声器，吸声材料直接布置在管道内壁、根据管道的需要可以是圆形或方形。
由于只有一个气流通道，适合流量不大的情况使用。
（2）片式消声器适合较大风量和较大管道情况使用。
由于把大的管道分成多个尺寸较小的消声通道，即可以保持较大的气流通道，又增加了气流通道的吸声材料的周长，使之具有较好的消声效果。
（3）折板式消声器是在片式消声器的基础上，增加气流通道的长度和弯曲，增加噪声和吸声材料的接触时间，减少高频噪声的直接投射，适当地增加了消声效果，但是和片式消声器比较阻力也要增加。
（4）蜂窝式消声器的结构特点类似于片式消声器，只是为了进一步减小每一个消声器通道截面尺寸，把整个大的通道分成多个蜂窝式小的消声通道。
（5）迷宫式消声器是在直管消声器基础上，插入一些吸声障板，使声波不断的由一个小室绕行到另一个小室，从而增加了消声效果，特别在中低频率范围，当然阻力也要增加。
迷宫式消声器中的气流速度不宜太高。
（6）声流式消声器类似于折板式消声器，只是为了减小阻力，把通道加工成声流式。
声流式消声器阻力较低，但是结构较为复杂，加工难度较大。
（7）盘式消声器的形状类似圆盘，具有较小的长度，气流和声波通过圆盘四周辐射，适合于在某些情况下，现场条件和空间不容许安装较长形状的消声器。
阻性消声器的设计与消声量计算方式
阻性消声器的设计(1)确定消声量根据法规、标准及声源确定消声器所需的消声量。
在大多数情况下，消声量是以A计权声级计算。
参照相应的NR曲线，确定各倍频带或1/3倍频带需要的消声量。
(2)选定消声器的结构形式根据消声器的流量和允许的流速大小(一般情况下，流速控制决定于阻力要求和消声器消声量要求)，确定所需要的通流面积，然后根据通流面积的大小来选定消声器的结构形式。
按照一般的常规设计，通道的当量直径小于300mm 时，可选用单通道直管式;当通道当量直径大于300mm而小于500mm时，应在通道中加设吸声层或吸声芯，消声器的有效通流面积要扣除吸声层或吸声芯所占面积，以避免由于流速增加而引起的不良影响;当直径大于500mm时，当考虑采用片式、蜂窝式等其他形式的消声器。
(3)选用吸声材料吸声材料声学性能的好坏是决定消声器声学性能的重要因素。
除首先考虑其声学性能外，还需考虑消声器的实际使用条件。
在高温、潮湿、有腐蚀气体等特殊环境中使用的消声器，应考虑吸声材料的耐热、防潮、抗腐蚀性能。
(4)决定消声器长度在通道截面确定后，增加消声器的长度可以提高消声量。
消声器的长度主要根据声源强度和具体的降噪要求决定，还应注意现场有限空间所允许的安装尺寸。
(5)选择吸声材料的护面结构由于消声器中一般要通过具有一定流速的气流，所以必须采用护面结构固定和保护吸声材料。
XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器 XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器为圆形。
其中XW-Ⅲ型是单空腔结构，XW-Ⅳ型是双空腔结构。
XW-Ⅲ型消声量为15-20dB(A), XW-Ⅳ型消声量为20-25dB(A)。
XW-Ⅲ型.Ⅳ型消声器压力损失10-40Pa（风速5-15m/s）。
有效长度L=2m，安装长度L1=2.16m。
XW-Ⅲ型微穿孔板消声器结构外形图XW-Ⅳ型微穿孔板消声器结构外形图XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器系列规格表序号法兰内径d（mm）外形尺寸D（mm）风量m3/h XW-ⅢXW-Ⅳ1 100 300 400 2202 150 350 450 5403 200 400 500 8904 250 450 550 14005 300 540 640 18506 350 620 720 28807 400 700 800 35908 450 750 850 45509 500 820 920 562010 550 870 970 711011 600 1000 1100 810012 650 1080 1180 900013 700 1140 1240 1102014 750 1190 1290 1250015 800 1240 1340 1440016 850 1290 1390 1380017 900 1400 1500 1824018 950 1450 1550 19900Z型轴流风机消声器主要用于降低轴流风机噪声，在各类工业、民用、公共建筑工程的进风、排风及矿井通风降噪工程中有广泛应用。
消声器消音量计算
消声器消音量计算消声器是一种用于降低噪声的装置，广泛应用于工业、交通和建筑等领域。
它通过吸收和散射声波的能量，减少噪声的传播和影响范围。
消声器的消音量是评估其降噪效果的指标之一、本文将介绍消声器消音量的计算方法。
消音量是指消声器在单位时间内消除的噪声能量，通常以分贝（dB）为单位表示。
分贝是一种对声音强度和响度的测量单位，它是基于对数尺度的。
对数尺度的特点是可以比较两个量的大小，而不会受到量级的绝对值差异的影响。
消声器的消音量取决于多个因素，包括消声器的结构、材料和形状等。
下面是一些常用的消声器的消音量计算方法。
1.隔声量法隔声量法是最常见也是最简单的消音量计算方法，它是通过比较消声器前后的噪声水平来计算消音量的。
首先，需要测量消声器前后的声压级，即消声器前后的噪声水平。
声压级一般以dB(A)为单位表示，可以通过声级计测量得到。
然后，通过计算消声器前后的声压级的差值，即可得到消声器的消音量。
消音量的计算公式如下：消音量=声压级前-声压级后2.壳体隔声量法壳体隔声量法是一种简化版的隔声量法，它假设消声器的壳体对噪声的消音效果可以忽略不计，只考虑消声器内部的吸声材料的影响。
在壳体隔声量法中，需要测量消声器内部的噪声水平和外部的噪声水平。
它们分别表示为内部声压级和外部声压级。
消音量的计算公式如下：消音量=内部声压级-外部声压级3.散射反射法散射反射法是一种通过对比消声器前后噪声的散射和反射水平来计算消音量的方法。
在散射反射法中，需要测量消声器前后的散射和反射水平。
它们分别表示为前散射和后散射，前反射和后反射。
消音量的计算公式如下：消音量=前散射+前反射-后散射-后反射4.传声指数法传声指数法是一种通过对比消声器前后的声阻抗来计算消音量的方法。
在传声指数法中，需要测量消声器前后的声阻抗。
声阻抗是指声波在材料中传播时遇到的阻力，它与材料的吸声和散射性能有关。
消音量的计算公式如下：消音量=前声阻抗-后声阻抗需要注意的是，以上介绍的方法都是比较简化的计算方法，实际应用中还需要考虑其他因素，例如消声器的厚度、尺寸和形状等。
消声
C ＝ 2 3.1 4 ＝2 5 0 Hz
可见，在所需的消声范围内，不会出现高频失效问题。
消声器的选用
1）噪声源的调查和特性分析（声源解析、周围自然环境 和声学环境条件等） 2）噪声标准的确定（根据评价区周围环境要求及国家相 关声环境质量标准和噪声排放标准）
3）消声量的计算（根据管道截面，确定消声器通道结构； 根据降噪要求，决定消声器的长度）
G=1.15m V=0.054m3
设计取与原管道同轴的圆筒形共振腔，其内径为 200mm，外径为500mm，则共振腔的长度为：
V V ＝ S 2 2 （d 2 －d1 ） 4 4 0.054 ＝ 3.14 （0.52－0.2 2） ＝0.33m V Sl l＝
若选用2mm的钢板，孔径为0.5cm，则开孔率为
所以，
LR 3
2.078 1.03 0.46 2 9.6dB 0.15
1.4
因此，有：LR3＞LR2 ＞ LR1
即：管道截面为矩形的声音衰减量最大，截面为圆 形管道声音衰减量最小。
某排气管道所产生的噪声达到120分贝，需 要进行消声处理。若要求处理后的噪声低于 85分贝，所需要材料的吸声系数为0.8，计 算所需要的消声器长度？并求对应的上限失 效频率f上。（消声器通道直径）
三、抗性消声器 包括的形式：扩张室式、共振腔式 、干 涉型。 消声的频率特性：具有低、中频消声性能。 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）。
一）扩张室消声器（膨胀式消声器）
消声原理：声波在管道截面的突然扩张（或收缩） 造成通道内声阻抗突变，使声波传播方 向发生改变，在管道内发生反射、干涉 等现象，从而达到消声的目的。
解：
消声器消音量计算
消声器消音量计算
1.《压气机放空消声器的研究与计算》：
a、当消声器入口压力高于临界压力时，距喷嘴1m处的声压为：LP=80+LG（R-1）2/（R-0.5）+20lgd（DB）
式中r=p1/pb=消声器入口压力/环境压力d-排气口径
b、当节流和减压孔的直径为≤ 4mm，注射的降噪量可通过以下公式计算：2xa
△l=-101lg[π（tg-1xa-1-xa）]4
=-10lg3π（0.165d）3，其中D-小孔直径
c．当驻压比大于临界压比p1/pb≥1.893时，其节流孔的面积s按下式计算
s=13μg√v1/p1×100mm2，式中：μ-流量系数为1-1.8g-排气流量（T/h）
p1-进入消声器前容器内的压力(kgf/cm2)v1-进入消声器前的容器内气体比容（m3/kg）d.阻性消声器消音量计算公式：p
△l=1.3aosl
式中ao-正入射吸声系数,取0.85
P——消声器通道段周长，M
s-消声器通道的断面积m2l-消声器的长度m。
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阻性消声器的设计
(1)确定消声量
根据法规、标准及声源确定消声器所需的消声量。
在大多数情况下，消声量是以A计权声级计算。
参照相应的NR曲线，确定各倍频带或1/3倍频带需要的消声量。
(2)选定消声器的结构形式
根据消声器的流量和允许的流速大小(一般情况下，流速控制决定于阻力要求和消声器消声量要求)，确定所需要的通流面积，然后根据通流面积的大小来选定消声器的结构形式。
按照一般的常规设计，通道的当量直径小于300mm 时，可选用单通道直管式;当通道当量直径大于300mm而小于500mm时，应在通道中加设吸声层或吸声芯，消声器的有效通流面积要扣除吸声层或吸声芯所占面积，以避免由于流速增加而引起的不良影响;当直径大于500mm时，当考虑采用片式、蜂窝式等其他形式的消声器。
(3)选用吸声材料
吸声材料声学性能的好坏是决定消声器声学性能的重要因素。
除首先考虑其声学性能外，还需考虑消声器的实际使用条件。
在高温、潮湿、有腐蚀气体等特殊环境中使用的消声器，应考虑吸声材料的耐热、防潮、抗腐蚀性能。
(4)决定消声器长度
在通道截面确定后，增加消声器的长度可以提高消声量。
消声器的长度主要根据声源强度和具体的降噪要求决定，还应注意现场有限空间所允许的安装尺寸。
(5)选择吸声材料的护面结构
由于消声器中一般要通过具有一定流速的气流，所以必须采用护面结构固定
和保护吸声材料。
XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器 XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器为圆形。
其中XW-Ⅲ型是单空腔结构，XW-Ⅳ型是双空腔结构。
XW-Ⅲ型消声量为
15-20dB(A), XW-Ⅳ型消声量为20-25dB(A)。
XW-Ⅲ型.Ⅳ型消声器压力损失10-40Pa（风速5-15m/s）。
有效长度L=2m，安装长度L1=2.16m。
XW-Ⅲ型微穿孔板消声器结构外形图
XW-Ⅳ型微穿孔板消声器结构外形图
XW-Ⅲ型.Ⅳ型微穿孔板消声器系列规格表
序号法兰内径
d（mm）
外形尺寸D（mm）风量
m3/h XW-ⅢXW-Ⅳ
1 100 300 400 220
2 150 350 450 540
3 200 400 500 890
4 250 450 550 1400
5 300 540 640 1850
6 350 620 720 2880
7 400 700 800 3590
8 450 750 850 4550
9 500 820 920 5620
10 550 870 970 7110
11 600 1000 1100 8100
12 650 1080 1180 9000
13 700 1140 1240 11020
14 750 1190 1290 12500
15 800 1240 1340 14400
16 850 1290 1390 13800
17 900 1400 1500 18240
18 950 1450 1550 19900
Z型轴流风机消声器
主要用于降低轴流风机噪声，在各类工业、民用、公共建筑工程的进风、排风及矿井通风
降噪工程中有广泛应用。
Z型轴流风机消声器结构外形图
Z型轴流风机消声器规格表
型号法兰内径
d(mm)
外形尺寸
风量
(m3/h) 外径
D(mm)
有效长度
L(mm)
安装长度
L1(mm)
Z3 303 405 400 500 3900
Z4 404 500 400 500 7700
Z5 505 605 530 630 8500
Z6 606 706 700 800 15000
Z7 707 807 820 920 24000
Z8 808 908 950 1050 36000
Z9 909 1009 1100 1200 43000
Z10 1010 1110 1200 1300 47000
1、阻性消声器的消声量，首先同吸声材料的有关，材料的吸声性能越好，消声量就。
同时还与消声器的尺寸有关，消声量正比于消声器的，与横截面积成。
2、根据消声器的流量和允许的流速大小(一般情况下，流速控制决定于阻力要求和消声器消声量要求)，确定所需要的，然后根据通流面积的大小来选定消声器的。
3、按其通道的结构形式，扩张室消声器可分为、、、、五种基本形式。
4、扩张室消声器的消声量随着扩张比的增大而增加，为获得较大的消声量就要增大扩张比。
可以通过两个途径达到目的：一是，二是。
答案：
1、声学性能、越大、长度与截面周长、反比;
2、通流面积、结构形式;
3、单腔式、孔形式、锥形式、带外连接管的双节式、带内连接管的双节式;
4、增加扩张室的截面积、缩小进、排气管的口径。
二、简答、计算题
1、常见消声器的分类。
原理形式消声性能主要用途
阻性消声器直管式、片式、折板式、蜂窝式、迷宫式、声流式、盘式、弯头式等中、高频通风空调系统、机房进出口、空气动力设备进排风口等
抗性消声器扩张式(膨胀式)、共振式、微穿孔板式、干涉式、电子式(如有源消声器)低、中频、宽频带空压机、柴油机、汽车发动机等以低中频噪声为主的设备噪声
复合式消声器阻抗复合式、阻性及共振复合式、抗性及微穿孔板复合式等宽频带各类宽频带噪声源
排气放空消声器节流降压式、小孔喷注式、多孔材料扩散式、节流降压与小孔喷注复合式宽频带各类排气放空噪声
2、在管径为100mm的常温气流管道上，设计一单腔共振消声器，要使其中125Hz的倍频程上有15dB的消声量。
解：(1)根据题意，通流面积为
(m2)
由和dB 可得(2)由公式和可以得到
(m3)
m=0.144m
(3)确定设计方案为与原管道同轴的圆筒形共振腔，其内径是100mm，外径是400mm，则共振腔的长度为：
(m)
选用mm厚的钢板，孔径cm，由
可以求得开孔数为
个
(4)验算
共振频率(Hz)
上限截止频率(Hz)
可见，在所需消声频率范围内不会出现高频失效问题，共振频率的波长为
(m)
(mm)
所设计的共振腔消声器的最大几何尺寸小于共振波长的1/3，符合要求。
3、某型号风机，风量为40m3/min，进气管口直径为200mm。
在距进气口3m处测得的噪声频谱如下表所示。
要求消声后在距进气口3m处达到NR90，试对进气口作阻性消声设计。
某风机进气口阻性消声器设计表
序号项目倍频程中心频率/Hz
631252505001k2k4k
1进气口噪声/dB109112104115116108104
2降噪要求(NR90)1071009592908789
3消声器应有消声量/dB212923262115
4消声器周长与截面比20202020202020
5材料吸声系数0.30.520.780.860.850.830.80
6消声系数0.40.71.11.31.31.21.2
7消声器所需长度/m0.250.860.860.891.000.880.63
8消声器1m消声量8141026262424
9考虑上限失效频率消声量8141026262416
解：(1)根据在进气口测得的噪声频谱(表中第1行)和NR90的降噪要求(表中第2行)，可以确定所需要的消声量(表中第3行)。
(2)根据风机的风量和管径，可选定直管阻性消声器形式。
消声器气流通道的截面周长与截面积之比，见表中第4行。
(3)根据使用环境和噪声频谱，吸声材料选用密度为25 kg/m3 的超细玻璃丝棉，厚度取150mm。
根据气流速度，吸声层护面采用一层玻璃纤维布加一层穿孔板，板厚2mm，孔径6mm，孔间距11mm，这种吸声结构的吸声系数如表中第5行。
由计算得出消声系数值，见表中第6行。
(4)计算各频带所需要的消声长度，见表中第第7行。
按最大值考虑设计的消声器实际长度应取m，计算得1 m长度消声器在各倍频程上的消声量，见表中第8行。
(5)计算高频失效频率。
(Hz)，失效频率高于2kHz，消声量计算有效。
对于高于失效频率的4kHz 所在倍频程上的消声量用公式重新计算，结果见表中第9行，与第3行比较，各倍频程上设计的消声量均大于所需消声量，设计方案符合要求。
D.阻性消声器消音量计算公式：
△L=1.3aoPS L
式中ao-正入射吸声系数,取0.85
P-消声器通道断面的周长m
S-消声器通道的断面积m²
L-消声器的长度m。