小孔喷注消声器设计计算方法
小孔喷注型消声器的声学结构和机理特点及在吸声、消声及隔声领域的应用
本文论述了小孔喷注型消声器的声学结构的机理特点及其在吸声、消声及隔声领域的应用，并提供了本安百利辅机厂消声器的产品设计性能、规格以及制造工艺技术，可供专业人员参考。
【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x A——阻塞情况0.165D／D OD——喷口直径(mm)，D O＝1mm。
当D≤1mm时，x A1，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。
节流减压加小孔喷注复合排气消声器
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。
放空消声器计算书
一、已知参数:0.101MPa 3Mpa 339K 0.584m 3/kg 质量流量1618
Nm3/h 2087.22kg/h
450mm 气体密度ρ：
1.29kg/m3二、放空口噪声声压级
162.072783429.7029703
三、消声器参数和消声量计算0.5284.61306076851.584
0.8363520.4415940.2331620.123109P2
P3
P4P5P6633.846971200.4677452273.6134306.0868155.465S1
S2S3S4S5最后一级节流孔板的消声量
24.93191dB(A)
节流板的孔心距取5～1O倍孔径以上，以避免蒸汽扩散后再汇合成大的喷注而产生混合喷注噪声。
最后一层孔板的节流孔直径不宜大于4mm。
2、放空阀前压力接近大气压时，宜选用阻性消声结构；
压降比
所需的节流降压级数N
取整数每一级节流孔板后的压力(Mpa)每一级节流孔板的流通面积(cm2)1、放空阀前压力较高时，宜选用小孔喷注抗性消声和阻性消声复合结构， 消声器的出口压力须在0.185MPa以下；
排气就成为阻塞排空，这时排放口流速达到声速，放空噪声的声功率级符合著名的八次方定律，可得在喷射口90。
方向，离喷口l米处的声压级为：R=P 1/P B
放空阀后气体比容V:
气体流量Q:
放空管直径D:
当放气阀的背压，即消声器的人口压力高于临界压力(P L ／P B ≥ 1.893)时，放空消声器计算书
大气压力P B :
消声器入口压力P 1:
气体温度T:。
小孔消音器设计计算
1 6.46
2 7.96
3 8.9
公式来源 小孔消声器单孔流计算 上海化工设计院
单个小孔流量 消声器内驻压 kg/h 46.3018386 Mpa 0.3
环境压力 kPa 0.88
小孔直径 mm 6
按公式1校核的流量 t/h 335.8957916
适用压力＞400kPa,孔径0.7-3mm,孔中心距6.5-12.5mm
公式来源 小孔消音器开孔面积计算 北京劳动保护研究所
开孔面积 cm² 2051.16
介质排放系数 排放气体质量流量 消音器入口比容 消音器入口压力 消音器入口温度 —— 13.50 t/h 150.00 m³/kg 0.95 MPa 0.30 ℃ 350.00
通流截面系数 —— 1.80
按此式计算结果可保证背压升高控制在9%以内，排气量的影响在5%以下。
公式来源 小孔消声器单孔流量计算 水电部华东电力设计院
单个小孔流量 喷注气体压力 kg/h 43.26 MPa 0.30
喷注气体温度 ℃ 350.00
小孔直径 mm 6.00
系数，按下表选用 按公式1校核的流量 —— 10.00 t/h 313.86
d(mm) 系数
0.7 5.75
0.8 6
0.9 6.21
小孔消音器设计计算
小孔消音器设计计算引言：在工业生产和日常生活中，噪音已经成为了一个严重的问题。
噪音对人类健康造成很大的危害，同时也给生活和工作带来了很大的不便。
小孔消音器是一种常用的降噪设备，广泛应用于工业、建筑、交通等领域。
本文将介绍小孔消音器的设计计算方法。
一、小孔消音器的原理二、小孔消音器的设计参数1.孔隙率：孔隙率是指小孔消音器中的空隙与整个消音器体积的比例。
孔隙率越大，消音效果越好。
一般来说，孔隙率为20%到40%之间比较合适。
2.孔径：孔径是指小孔消音器中每个孔的直径。
孔径越小，对低频声音的消声效果越好；孔径越大，对高频声音的消声效果越好。
3.孔距：孔距是指小孔消音器中相邻两个孔之间的距离。
孔距越大，对低频声音的消声效果越好。
4.进口与出口面积比：进口与出口面积比是指小孔消音器进出流体的面积比例。
面积比小于1时，消音器为扩张型；面积比大于1时，消音器为收缩型。
一般来说，消音效果收缩型好于扩张型。
5.总长度：总长度是指小孔消音器整体的长度。
总长度的确定需要综合考虑消声效果和实际操作的因素。
三、小孔消音器的计算方法1.孔隙率的计算：孔隙率可以通过以下公式来计算：孔隙率=(孔径*孔数)/(小孔消音器截面积)2.孔径和孔距的确定：孔径和孔距的确定需要根据具体的噪音频率和预期的消声效果来选择。
一般来说，当噪音频率较低时，选择较小的孔径和较大的孔距，可以取得较好的消声效果。
3.进口与出口面积比的选择：进口与出口面积比的选择需要结合实际工况和消声要求来确定。
一般来说，进口与出口面积比小于1时，消音器为扩张型；面积比大于1时，消音器为收缩型。
4.总长度的计算：总长度的计算需要综合考虑消声效果和实际操作的因素。
一般来说，当总长度增加时，消声效果会更好。
结论：。
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。
消声器计算
消音器设计计算书由于我国目前对消音器的设计，还没有统一的标准规范可以遵照执行，大多数厂家均根据自己的经验来设计制作，且技术又相对保密的。
因此本消音器的设计，经查阅大量资料，采用科学院声学研究所马大猷教授等人提出的小孔喷注噪声极其控制理论，采用节流降压与小孔消音的原理结合现场实际情况来设计解决环境噪声超标的难题。
消音器的工艺参数为：蒸汽排放绝对压力：40 kg/ cm2，排汽温度：390℃，蒸汽比容ρ：0.0721m3/ kg，排汽流量Q：8t/h；噪声达到110dB以上，要求消音器的噪声小于85dB的环保要求。
一、设计原理。
复合式小孔喷注消音器是利用节流作用降低小孔喷注前的驻压，预先消耗部分声能，再dB与小孔降噪相结合，达到较高的消声量；其原理是利用节流降压与小孔喷注两种消声机理，通过适当结构复合而成的。
1. 小孔喷注消音器小孔喷注消音器的设计机理是根据科学院声学研究所马大猷教授等人提出的小孔喷注噪声极其控制理论，从发声机理上使它的干扰噪声减少，由于喷注噪声峰值频率与喷口直径成反比，若喷口直径变小，喷口辐射的噪声能量将丛低频移向高频，于是低频噪声被降低，高频噪声反而增高，当孔径小到一定值（达到mm级），实验表明，当孔径≤4mm时具有移频作用，喷注噪声将移到人耳不敏感的频率范围（听觉最敏感的区域250~5000赫兹）；根据这一机理将一个大的喷口改为许多小孔来代替，便能达到降低可听声的目的。
从实用角度考虑，孔径不能选得过小，因为过小的孔径不仅难于加工，同时易于堵塞，影响排汽。
一般选用直径1~3mm的小孔为宜。
2.节流降压消音器节流降压消音器是利用节流降压原理而制成的。
根据排汽流量的大小，适当设计通流截面，使高压气体通过节流孔板时，压力都能最大限度地降低到临界值。
这样通过多级节流孔板串联，就能把排空的一次压降分散到若干个小的压降。
由于排汽噪声功率与压力降的高次方成正比例，所以把压力突变排空改为压力在消音器内就逐渐降下来再排空，这样能使消音器内流速控制在临界流速下，不致产生激波噪声，压力在最大限度地降到临界值，使消音器获得较好的消声效果。
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。
消声器估算公式
倍频带 Hz 倍频带消声 dB 消声后噪声值 dB
63 1.1
57.9
125 1.2
61.8
250 4.0
62.0
500 8.5
73.5
1k 11.9 65.1
2k 10.8 67.2
4k 10.1 63.9
8k 8.3
55.7
3）风机选型A计权噪声值
A计权 dB(A):
83.9
4)消声器消声后A计权值
A计权 dB(A):
73.9
5）消声器消声量估算
-10.0 dB(A)
备注：本估算公式在消声器通道宽不大于0.2m的情况下可不考虑 由于上限失效频率带来的消声性能的影响，并且仅适用于120片厚， 容重为32kg/m3的阻性片式玻璃棉消声器！
1、输入项目
1)机型：
机型高 10
机型宽 13
2)消声片长：
3)消声器片距：
4)消声器片厚 4）风机选型噪声
倍频带 Hz 噪声 dB
0.7 m 0.25 m 0.12 m
备注：片距指的是消声器中心距，不是指消声片之间的通道宽度。
63
125
250
500
1k
2k
4k
8k
59
63
66
82
77
78
74
64
2、结果输出项
气体排放噪声计算
气体排放噪声计算方法介绍
气体排放噪声计算涉及到多个参数和复杂公式，以下提供一些常见的气体排放噪声计算方法：
1.小孔喷注：当小孔喷口处和原喷口处流速均为声速时，有公式：d为小孔直
径，当d<1mm时，△LA=27.5-30lgd。
2.管道内的声场条件：H风管内全压表示为：
3.压力损失：阻力系数表示为△p为全压损失值。
4.气流再生噪声：式中a的取值根据不同情况而异，管式取-5～-10，片式取-
5～5，阻抗复合取5～15，折板式取15～20。
v为气流流速，S为气流通道面积。
式中：△L为气流速度为v时的消声量，△L0为静态条件下的消声量，M（马赫数）=v/c。
5.扩张室消声器：有关计算由可得相应的最大消声频率为最大消声量为因此，
一节扩张室消声器的长度为若kl=nπ，此时DTL=0，其频率为当m大于5时，可近似地取DTL=20*lg（m^-6），其中m为面积比值。
式中S为连接管的截面积，m^2；l1为连接管长度，m；V为扩张室容积，m^3。