消声器选型计算

燃气发电机组消声器选型书

燃气发电机组配置465Q-1发动机，发动机相关参数如下：

型式：四冲程、水冷、自然吸气式

发动机排量：0.97L

额定转速：3000r/min

气缸数：4

消声器主要结构形式

抗性消声器：通常对低、中频带消声效果好，高频消声效果差。

阻性消声器：对中、高频消声效果好，通常与抗性消声器组合起来使用

阻抗性符合型消声器：对低、中、高频噪声都有很好的消声效果

消声器性能要求

插入损失

D＝L1－L2

式中：D－插入损失，dB;

L1－安装消声器前在某点测量的排气声压级，dB；取111 dB；

L2－安装消声器后在某点测量的排气声压级，dB；取91.5 dB；

D= 19.5 Db

消声器功率损失

R＝（P1－P2）/P1×100％

式中：R－发动机额定功率点的功率损失比,%；

P1－不带消声器而带空管时的发动机功率，kW；

P2－带消声器后发动机功率，kW；

我国汽车消声器行业对不同车型的功率损失要求为：重型汽车R≤3％；中型汽车R≤5％；轻型汽车R≤6％，轿车R≤8％。

功率损失＜5%

消声器的消声量

首先要确定降低排气噪声的目标值，即由发动机排气噪声大小，频谱特性和消声器所匹配车辆的噪声标准限制来决定消声器消声量大小。根据整车噪声限制来计算消声器出口噪声限制，假设声源特性属线性声源，声衰减量L为：

L＝10lg(R2/R1) (dB)(A)

式中：R1－消声器出口处噪声限制点到声源点距离；取1m(按试验测试收归返要求)；

R2－整车噪声限制测点到声源点距离。取7m(按试验测试要求)

L＝8.45dB

消声量Lm按以下公式计算：

Lm＝L1-( La＋Lb)

式中：La－整机噪声限制，取68bB；

Lb－机柜降低的噪声，91.5-72＝19.5，取19.5 dB；

Lm＝111－（68+19.5）＝23.5 dB

国华配YH465Q：>25 dB ,可满足要求。

7m处噪声限定值为：

L7=68-8.45=59.55 dB

消声器容积

美国Nelson消声器公司推荐的消声器容积计算公式为：

V=Q*n*V st/1000*(τ*i)0.5

式中：V－消声器容积

n－发动机转速，r/min；取3000

i－缸数，取4，

τ－冲程数，取4，

Vst－发动机排量，L，取0.97L

Q－与消声效果有关的修正系统，可取2～6，对消声器要求越高时，Q应越大。取5.5

V＝4.001 L

国华配YH465Q；V=*π/4*3.9=6.18L

消声器扩张比

消声器截面积与消声器进口截面积之比称为扩张比。对消声器插入损失要求越大，扩张比选择值越大

扩张比M,的选择

车型

重型车

中型车

轻型车、轿车

M

6~7

9~10

12~15

M=S整/S进

式中：S整－消声器截面积，取15836.76 mm2(国华配YH465Q)

S进－消声器进口截面积，取1051.64mm2(国华配YH465Q)

M=15.06

消声器进口直径

Di＝（1.27×103Q/Vmax）0.5

式中：Q－进气口处排气流量，L/s；

Vmax－允许最大气流速度，m/s，（通常取100m/s）

Di＝44.24mm

进口处排气流量可以通过发动机进气流量Qi公式估算：

Qi＝0.03Vst×n×φc

式中：n－发动机转速

Φc－充量系数，一般取0.75。

Vst－发动机排量，

Qi＝65.48 L /s

排气流量计算公式：

Q＝（Th＋273）*ψ*Qi/(Ts＋273)

式中：Th－进口处排气温度，℃，取450℃（估计取值）

Ts－进气温度，℃；取28 ℃

ψ－0.98

取Q= 154.14 L /s

消声器出口气流速度

当气流速度超过一定限制，气流所产生的再生噪声将大大减小消声量。一般控制气流速度的原则是，消声器出口管径应尽量与进气管直径一致。

气流速度的计算为：

V＝1.27×103Q/D2

式中：V－气流速度，m/s；

Q－排气流量，m3/s，

D－排气口直径，mm，取36.764mm

V＝0.14 m/s

消声器直径

当扩张比M、消声器进口直径Di确定后，可根据扩张比定义，直接计算出圆形消声器直径Dm；

Dm＝Di*M0.5

式中：Di－消声器进口直径，mm，

M－扩张比，对消声器插入损失要求越大，扩张比选择值越大，取值范围：12~15，取14

Dm＝137.56 mm

消声器长度

当消声器容积V、消声器直径Dm确定后，可直接计算长度L

L＝1.27×106×V/Dm

式中：V－消声器容积V，

Dm－消声器直径Dm，取137.5mm

L=391.55mm