第7章-消声技术-1-11.30-阻性消声器
噪声控制技术——消声
⑤计算高频失效频率： 0.52 0.78 0.86 0.85 0.83 0.80 f上＝1.85c/D=1.85×340/0.2=3145Hz
0.7
0.86
6
7 8
消声系数ψ（α0）
消声器所需长度／m 高频失效验算
0.4
0.25
1.1
0.86
1.3
0.89
1.3
1.00
1.2
0.88
1.对消声器的要求
2.消声器的评价量
1.对消声器的要求
（1）消声量大
（2）压力损失小 （3）适应性广
正常工况下，在所要求的频带范 围内应有足够大的消声量 对气流阻力小，压力损失要 控制在允许的范围内，不影 响设备的正常工作。 材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐 潮湿、耐粉尘，结构简单、体积小、 重量轻，便于制作安装和维修。
一
概 述
二
阻性消声器
三
抗性消声器
四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器
六
消声器的设计
二 阻性消声器
(一)阻性消声原理 (二)阻性消声器的结构形式 (三)阻性消声器性能的影响因素
(一)阻性消声原理
阻性消声器：利用吸声材料消声的吸收型消声器。 吸声材料相当于电阻，故称阻性消声器。
原理：将吸声材料固定在
00
0.05 0.10 0.11 0.15 0.17 0.20 0.24 0.25 0.31 0.30 0.39 0.35 0.47 0.40 0.55 0.45 0.64 0.50 0.75 0.55 0.86 0.60～1 1～1.5
(( 00) ) 0.05
由表2-19 确定 ，即可用式（2-169）计算消声量。 0 式(2-169)未考虑气流条件，在低、中频时，计算值与实测值基
消声器设计-PPT课件
2 ( 0 . 173 0 . 866 ) 2 . 078 m 管道的截面周长为： F 声衰减为： . 078 1 . 4 2
Δ L 1 . 03 0 . 46 2 9 . 6 dB 3 0 . 15
因此，有：ΔL3＞ΔL2 ＞Δ L1。 即：管道截面面积一定时，截面为矩形管道的声衰减量最 大，截面为圆形管道的声衰减量最小。
本 讲 内 容
8.2.5 小孔喷注消声器
消声原理：不是在声音发出后进行消除，而是从发生机 理上使干扰噪声减小。喷注噪声值频率与喷口直径成反 比，如果喷口直径变小，喷口辐射的噪声能量将从低频 移向高频(频移)，于是低频噪声被降低，而高频噪声反而 升高，如果孔径小到一定值时，喷注噪声将移到人耳不 敏感的频率范围。 包括的形式：小孔喷注型 、降压扩容型、多孔扩散型 、 引射掺冷型等。 消声的频率特性：具有低、中、高频的宽带消声性能。 适用范围：消除压力气体排放噪声，如锅炉排气、高炉 放气、化工厂工艺气体放散。
本 讲 内 容
8.3.2 阻性消声器的高频失效频率
在单通道直管消声器中，高频声随着通道面积的增大消声 效果显著下降。由于频率超过一定的数值，不符合平面波 传播规律，窄束传播的声波不与吸声材料接触，消声效果 下降。 当声波波长小于通道截面尺寸一半时，消声效果下降，将 这一频率称为高频失效频率。其经验公式：
气流再生噪声通常是低频噪声，随着平的增高声级逐渐下 降。气流再生噪声的倍频程声压级公式为：
L 72 60 lg 20 lg f Bz
一个消声器具体应用到现场时，气流究竟对它的性能影响 有多大，需结合噪声源强度、气流速度大小以及消声器结 构等因素进行具体分析； 不同的结构，气流在管道中允许风速不同。
阻性消声器的设计
阻性消声器的设计
阻性消声器的设计
一、确定消声量
应根据有关的环境保护和劳动保护标准，适当考虑设备的具体条件，合理确定实际所需的消声量。
对于各频带所需的消声量，可参照相应的NR曲线来确定。
二、选定消声器的结构形式
首先要根据气流流量和消声器所控制的流速（平均流速）计算所需的通流截面，并由此来选定消声器的形式。
一般认为，当气流通道截面的当量直径小于300mm，可选用单通道直管式；当直径为300mm~500mm时，可在通道中加设一片吸声片或吸声芯。
当通道直径大于500mm时，则应考虑把消声器设计成片式、蜂窝式或其他形式。
三、正确选用吸声材料
这是决定阻性消声器消声性能的重要因素。
除首先考虑材料的声学性能外，同时还要考虑消声器的实际使用条件，在高温、潮湿、有腐蚀性气体等特殊环境中，应考虑吸声材料的耐热、防潮、抗腐蚀性能。
四、确定消声器的长度
这应根据噪声源的强度和降噪现场要求来决定。
增加长度可以提高消声量，但还应注意现场有限空间所允许的安装尺寸。
消声器的长度一般为1~3m。
五、选择吸声材料的护面结构
阻性消声器中的吸声材料是在气流中工作的，必须用护面结构固定起来。
常用的护面结构玻璃布、穿孔板或铁丝网等。
如果选取护面不合理、吸声材料会被气流吹跑或使护面结构激振动，导致消声性能下降。
护面结构形式主要由消声器通道内的流速来决定。
六、验算消声效果
根据“高频失效”和气流再生噪声的影响验算消声效果。
若设备
对消声器的压力损失有一定要求，应计算压力损失是否在允许的范围之内。
阻抗复合式消声器
消音设备
目录
01 阻性消声器
02 抗性消声器
阻抗复合式消声器，是生产的一款新型消音器，即把阻性结构和抗性结构按照一定的方式组合起来，就构成 了阻抗复合式消声器。
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。
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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。
阻抗复合式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。
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。
阻性消声器设计步骤
阻性消声器设计步骤及要求(1) 确定消声器的结构型式根据气体流量和消声器所控制的平均流速，计算所需的通流截面，然后根据截面的尺寸大小来选定消声器的形式。
如果消声器中流速保持与原输气管道中的流速一样，也可以简单地按输气管道截面尺寸确定。
凭一般经验认为，当气流通道截面直径小于300 毫米时，可选用单通道的直管式，当直径大于300 毫米而小于500 毫米时，可在通道中加设一片吸声层或吸声芯；当直径大于500 毫米时，则应考虑把消声器设计成片式、蜂窝式或其它型式。
片式消声器中每个片间距离不应大于250 毫米，各片间加起来的通流截面积总和应相当于原管道截面的1.5~2 倍。
(2) 选用合适吸声材料可用来做消声器的吸声材料种类很多，如超细玻璃棉、泡沫塑料、多孔吸声砖、工业毛毡等。
在选用吸声材料时，除考虑吸声性能外，还要考虑消声器的使用环境，如对于高温、潮湿、有腐蚀性气体的特殊环境。
吸声材料种类确定以后，材料的厚度和密度也应注意选定，一般吸声材料厚度是由所要消声的频率范围决定的。
如果只为了消除高频噪声，吸声材料可薄些；如果为了加强对低频声的消声效果，则应选择厚一些的，但超过某一限度，对消声效果的改善就不明显了。
每种材料填充密度也要适宜，如超细玻璃棉填充容重20~30 公斤/ 米3 为合适。
填充容重太大，浪费材料，同时影响效果；填充容重太小，会由于振动而造成吸声材料下沉，使吸声材料不均匀而影响消声效果。
(3) 决定消声器的长度在消声器形式、通流截面和吸声层等都确定的情况下，增加消声器长度能提高消声值。
消声器长度可根据噪声源的声级大小和现场的降噪要求来决定，如在车间里某风机气流噪声较其它设备噪声高出很多时，就可把消声器设计得长些，反之就应短些。
一般现场使用的空气动力设备，其消声器的长度可设计为1~3 米。
(4) 合理选择吸声材料的护面结构阻性消声器的吸声材料必须用牢固的护面结构固定起来。
常采用的护面结构有玻璃布、穿孔板、窗纱、铁丝网等。
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。
消声器分类与性能评价阻性消声器
• 片式消声器
LNR
' (0 )
P S
L
2 ' (0 )
l a
• 折板式消声器
• 蜂窝式消声器
• 消声弯头
• 迷宫式消声器
LNR
10 lg
S1 (1 )S2
• 阻性消声器
• 气流对阻性消声器声学性能的影响：
• 一是气流的存在会引起声传播和声衰减规律的变化； • 二是气流在消声器内产生一种附加噪声，称为气流再生噪声。
相对粗糙度（%）
相对粗糙度
管壁绝对粗糙度 等效直径
摩擦阻力系数
0.2 0.4 0.5 0.8 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0
0.024 0.028 0.032 0.036 0.039 0.044 0.049 0.057 0.065 0.072
• 局部阻损
• 气流在消声器的结构突然变化处（如折弯、扩张或收缩及遇 到障碍物）所产生的阻力损失。
• 阻力损失
• 阻力损失，简称阻损，是指气流通过消声器时，在消声器出 口端的流体静压比进口端降低的数值。
• 消声器的阻损大小与使用条件下的气流速度大小有密切关系。
• 阻损分类：
•
摩擦阻损
•
局部阻损
• 摩擦阻损
• 由于气流与消声器各壁面之间的摩擦而产生的阻力损失。
H
l de
v2
2g
• 摩擦阻损与相对粗糙度的关系
L' NR
(1
n 3 )LNR
• 改进形式
• 为了在通道截面较大的情况下也能在中高频范围获得好的消声效果， 通常采取在管道中加吸声片或设计成另外的结构形式。
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扩散消声器
小孔喷柱式、 多孔扩散式、 节流减压式
精品课件
宽频带 各类排气放空噪 声
2.1 阻性消声器
2.1.1 阻性消声器的消声原理 2.1.2 阻性消声器的结构形式 2.1.3 阻性消声器的设计
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2.1.1 阻性消声器的消声原理
消声原理：利用吸声材料消声。把吸声材料固
定在气流通道内壁或按一定的方式在管道中排 列起来，因摩擦阻力和黏滞力将声能转化为热 能而散发掉，从而达到消声的目的。吸声材料 类似于电学中的电阻，故称阻性消声器。
扩张式 共振腔式 无源干涉式 有源干涉式
阻抗复合式消 阻性及共振复合式、
声器
阻性及扩张复合式
消声特性 主 要 用 途
中、高频
通风空调系统管 道，机房进排风 口，空气动力设 计 进、排风口
低中频 低频 低中频 低中频
空压机、柴油机 、汽车或摩托车 发动机等以低中 频噪声为主的设 备排气噪声
宽频带 各类宽频带噪声 源
➢外形和装饰 ➢价格和费用
材质耐用，耐高温、耐腐蚀、耐 潮湿、耐粉尘，结构简单、体积小、 重量轻，便于制作安装和维修。
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1.1 消声器声学性能评价
（1）传声损失LR （2）衰减量
（3）插入损失LIL
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（1）传声损失TL： 消声器进口端声功率级与出口端声功率级之差。
TL10lgw w12Lw1Lw2
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② H.J. 赛宾 经验公式：
L1.0
1.4
3
Ll
S
－无规入射平均吸声系数（混响室法）
( )1.4
( )1.4
0.05 0.015 0.45 0.327
0.10 0.040 0.50 0.329
与( ) 1.4 的换算关系
0.15
0.20
0.25
0.070
0.105
0.144
0.60
引起某些频率的声波反射，从而达到消声目的。
传声损失反映消声器自身的特性，与声源、末端负载等因 素无关；
适用于理论计算和在实验室检验消声器自身的消声特性。
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（2）衰减量：
➢消声器内部两点间的声压级的差值称为衰减量
，主要用来描述消声器内 声传播的特征，通 常以消声器单位长度的衰减量（dB/m）来表 征
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（3）插入损失LIL ：
即：管道截面面积S一定时， 管道截面为矩形的声音衰减量最大（L/S最大） 管道截面为圆形的声音衰减量最小（L/S最小）
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2.2 抗性消声器
2.2.1 扩张室消声器
基
本
类
2.2.2 共振式消声器
型
2.2.3 干涉式消声器
精品课件
2.2.1 扩张室消声器
❖扩张室式消声器：利用管道截面的扩张（或收缩）
➢插入损失是在系统中插入消声器前、后，
在系统外某点测得的声压级之差，即LIL＝Lp1 －Lp2
适于在现场测量中用来评价安装消声器前后的综合效果。
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1.2 消声器的空气动力性能
阻力损失：气流通过消声器时，出口端流
体全压比进口端降低的数值。
消声器的阻力损失由两部分组成：
局部阻力
沿程摩擦阻力
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2. 消声器的种类和设计
阻性消声器
扩张室消声器
按
消
抗性消声器
共振腔消声器
声
机 理
干涉式消声器
无源干涉式消声器
和
有源干涉式消声器
结
阻抗复合式消声器
构
消
声
器 分
小孔喷注消声器
为
扩散消声器
多孔扩散消声器
节流减压消声器
精品课件
种类 阻性消声器
抗式、列 管式、折板式、声流式、弯 头式、百叶式、迷宫式、盘 式、圆环式、室式
根据消声 L量 1.03 公 1.4L式 l S
L 圆 1 .0 3 0 .41 .4 6 1 0 .3 .17 522 6 .4 dB
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②当管道为正方形时： 周长 L4 ： 0.1 51.54 m9
L 正 1 .0 3 0 .41 .4 6 1 0 .5 .14 529 7 .2dB
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③当管道截面为1：5矩形时：
矩形a宽 ： 0.150.17m3 5
矩形b长 5：0.150.86m6 5
周L 长 2 (0 .1 ： 7 0 .8 3 )6 2 .0 6m 78
L 矩 1 .0 3 0 .41 .4 6 2 0 ..0 17 528 9 .6 dB
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△L矩＞△L正 ＞ △L圆
L
0
Ll S
其中：L－消声器气流通道断面周长，m S－消声器的气流通道截面积，m2
l－消声器的有效长度，m
j(a0)－消声系数，与材料的法向吸声系数a0（驻波管法）有关
j(a0)与a0的换算关系
0 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 (0 ) 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
第7章 消声技术
1. 消声器性能评价 2. 消声器的种类和设计
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1.消声器性能评价 消声器：
➢允许气流通过，又能有效地阻止或减弱声能向 外传播的装置。
➢主要安装在气流通过管道中或进气口、排气口
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对消声器的基本要求：
➢声学性能：消声量大
➢空气动力性能：阻力小（压力损失小）
➢机械结构性能
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消声的频率特性：具有良好的中、高频消声性
能。
适用范围：消除风机、燃气轮机进、排气噪声
（即气体流速不大的情况）。
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2.1.2 阻性消声器的结构形式
• 直管式 • 片式 • 折板式 • 迷宫式 • 蜂窝式 • 声流式 • 盘式 • 弯头式
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消声量计算
① A.N.别洛夫 理论计算公式：
试问哪种截面形状的声音衰减量最大？哪
种解最题思小路？：
• 已知平均吸声系数、管道有
L1.0
1.4
3
Ll
效长度l、管道截面积S
S
• 求出不同形状的截面周长
精•品课求件 消声量
①当管道为圆形时： 直径 D ： S43 1 .1540 40.7 3c1m 0.43 m7
周 L 长 D 3 .1 ： 0 4 .4 3 1 .37 m 72
0.70
0.80
0.489
0.607
0.732
0.30 0.185 0.90 0.863
精品课件
0.35 0.230 1.00 1.00
0.40 0.277
例: 选用同一种吸声材料（平均吸声系数为
0.46）衬贴的消声管道，管道有效长度为
2m，管道有效截面积1500cm2。当截面
形状分别为圆形、正方形和1：5矩形时，