《消声器的设计制造技》.doc

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1、《消声器的设计制造技术》。【关键词】微穿孔板吸声消声喷阻岩棉一、刖存著名的声学专家、科学院院士马大猷教授一九七五年在《屮国科学》上发表了独创的《微穿孔板吸声结构的理论和设计》论文。二十多年来，根据马先生的理论，微穿孔板结构得到了迅速发展，并在各个领域广泛应用。我安百利电力辅机厂是把马先生的理论应用于实践的单位之一，生产制造了各种规格的不同类型的消声器，并将小孔喷注和微穿孔板吸声结构成功结合于抗阻型消声器屮，并采用不锈钢制造，使消声器不怕水，耐温防火，清洁，无污染，可耐高温，耐腐蚀，能承受高连气流冲击。经过上百家电厂及大型锅炉排汽使用后，在吸声降噪方面已经得到实践经验。被列为重要环

2、保降噪工程单位。本文重点介绍微穿孔板消声器的设计制造技术，同吋概述微穿孔板的加工制造技术。二、微穿孔板吸声结构：在板厚小于1.0毫米的薄板上穿以孔径小于1.0毫米的微孔，穿孔率在1〜5%之间，后部留有一定的厚度（5〜20cm）的空气层，空腔内不填任何吸声材料，这样即构成了微穿孔板吸声结构。常用单层或双层微穿孔板结构形式。微穿孔板吸声结构是一种低声质量、高声阻的共振吸声结构,其性能介于多孔吸声材料和共振吸声结构之间，其吸声频带宽度可优于常规的穿孔板共振吸声结构。研究表明，表征微穿孔板吸声特性的吸声系数和频带宽度，主要由微穿孔板结构的声质量m和声阻r来决定，血这两个因素又与微孔直径d

3、及穿孔率p有关。微穿孔板吸声结构的相对声阻抗Z（以空气的特性阻抗PC为单位）用式（1）计算：z二r+jwm二jctg（WD/C）（1）式屮：P--空气密度（公斤/厘米3）；C--空气中声速（米/秒）；D-腔深（穿孔板与后壁的距离）（毫米）；m~相对声质量；r~相对声阻；W—角频率,w=2nf(f为频率);而t和m分别由式(2)(3)表达：r=atkr/dzp(2)m=(0.294)X10-3tkm/p(3)式屮：t-板厚(毫米)d-孔径(毫米)P--穿孔率(%)kr--声阻系数kr=(l+x2/32)l/2+(2x)1/2/8Xd/tkm—声质量系数km二l+(l+(l/(9+(

4、x2/2))))+0・85d/t其中x=abf,8和b为常数,对于绝热板a=0.147,b=0.32对于导热板a=0.235,20.21。声吸收的角频带宽度，近似地由t/ni决定，此值越大，吸声的频带越宽。r/m=(l/d2)X(kr/km)(4)式屮1—常数，对于金属板1=1140,而隔热板1=500。上式也可以用式(5)表达r/m=50f((kr/km)/x2)(5)而kr/km的近似计算式为kr/km=0.5+0.lx+0.005x2(6)利用以上各式就可以从要求的门m、f求出微穿孔板吸声结构的x、d、t、p等参量。由于微穿孔板的孔径很小且稀，基声阻r值比普通穿孔板大得多，

5、而声质量m又很小，故吸声频带比普通穿孔板共振吸声结构大得多，一般性能较好的单层或双层微穿孔板吸声结构的吸声频带宽度可以达到6〜10个1/3信频程以上。这就是微穿孔板吸声结构最大的特点。共振吋的最大吸声系数a0为a0=4r/(l+r)2(7)具体设计微穿孔板吸声结构时，可通过计算，也可查图表，计算结果与实测结果相近。在实际工程屮为了扩大吸声频带的宽度，往往采用不同孔径、不同穿孔率的双层或多层微穿孔板复合结构。三、微穿孔板消声器微穿孔板声学结构在消声技术领域也早有十分广泛的应用,利用微穿孔板声学结构设计制造的微穿孔板消声器种类繁多，最简单的是直管式消声器，而多数是阻抗复合式消声器。微

6、穿孔板消声器用金属穿孔薄板制成，常见的微穿孔板可用钢板（管）、不锈钢板（管）、合金板（管）等材料制做，由于微穿孔板后的空气层内可填装多孔性岩棉材料，即利用吸声材料的阻性吸声原理，进一步达到降噪消声H的•其吸声系数高，吸收频带宽，压力损失很小，气流再生噪声低，且易于控制。为获得宽频带高吸收效果，一般用双层微穿孔板结构。微穿孔板与外壳之间以及微穿孔板之间的空腔尺寸大小按需要吸收的频带不同而异，吸收低频空腔大些（150~200毫米），屮频小些（80^120）毫米，高频更小些（30^50毫米），双层结构的前腔深度一般应小于后腔，前后腔深度之比不大于3,前部接近气流的一层微穿孔板穿孔率应高

7、于后层，为减小轴向声传播的影响，可在微穿孔板消声器的空腔内每隔500毫米左右加一块横向隔板。单层管式微穿孔板消声器是一种共振式的吸声结构。对于低频消声，当声波波长大于共振腔（空腔）尺寸时，可以应用共振消声器计算式（7）来计算微穿孔板消声器的消声量LTL：LTL=101g（l+（a+0.25）/（a2+b2Xf/fo-fo/f）2））（分贝）（7）式中a=rsb=sc/2Jifovr-相对声阻s--通道截面积（米2）v-板后空腔体积（米3）c—•空气屮的声速（米/秒）f--入射声波