消聲器是消減氣流噪聲的裝置，把它接在管道中或進、排氣口上，能讓氣流通過，對噪聲具有一定的消減作用。第一節消聲器的分類、評價和設計程序對一個好的消聲器要有五個方面的基本要求：1）在消聲性能上的要求。要求具有較高的消聲值和較寬的消聲頻率，也就是說要在所需要的消聲頻率范圍有足夠大的消聲量；2）空氣動力性能上的要求。消聲器對氣流的阻力要小，安裝消聲器后所增加的阻力損失要控制在實際容許的范圍內；第1頁/共23頁第一頁，共24頁。3）機械結構性能上的要求。消聲的體積要小，重量要輕，結構簡單，便于加工，安裝和維修4）外形和裝飾上的要求。符合實際安裝空間的需要，美觀大方，表面裝飾與設備相協調5）價格費用要求。價格便宜，使用壽命長。第2頁/共23頁第二頁，共24頁。二、消聲器的聲學性能評價量1）插入損失（LIL）即系統中插入消聲器前后在系統外某點測得的聲功率之差。2）傳聲損失（TL）即消聲器進出口端聲功率級之差。3）減噪量（LNR）即消聲器進出口端測得的平均聲壓級之差。4）衰減量（LA）即消聲器內部兩點間的聲壓級的差值，通常用消聲器的單位長度的衰減量（dB/m）來表征消聲器內聲傳播特性。第3頁/共23頁第三頁，共24頁。一、消聲器的分類與適用范圍1）阻性消聲器（如P.177圖9-1）：包括的形式：直管式、片式、折板式、聲流式、蜂窩式、彎頭式等。消聲的頻率特性：具有中、高頻消聲性能。適用范圍：消除風機、燃氣輪機進氣噪聲（即氣體流速不大的情況）。消聲原理：利用吸聲材料消聲。把吸聲材料固定在氣流通道內壁或按一定的方式在管道中排列起來，就構成了阻性消聲器，與電學類比，吸聲材料就相當于電阻，故稱阻性消聲器。第4頁/共23頁第四頁，共24頁。2）抗性消聲器包括的形式：擴張室式（如P.181圖9-3）、共振腔式（如P.184圖9-7）、干涉型（如P.188圖9-10）。消聲的頻率特性：具有低、中頻消聲性能。適用范圍：消除空壓機、內燃機、汽車排氣噪聲（較高氣速的情況）。消聲原理：通過控制聲抗的大小來進行消聲的。與阻性消聲器不同，它不使用吸聲材料而是在管道上接截面積突變的管段或旁接共振腔，利用聲阻抗的改變，使某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面發生反射、干涉等現象，從而在消聲器的外測，達到了消聲的目的。第5頁/共23頁第五頁，共24頁。3）阻抗復合式消聲器（如：P.190，圖9-12和P.191圖9-13）包括的形式：阻－擴型、阻－共型、阻－擴－共型等。消聲的頻率特性：具有低、中、高頻消聲性能。適用范圍：消除鼓風機、大型風洞、試車臺噪聲。消聲原理：把阻性與抗性兩種消聲原理通過適當結構復合起來而構成的。可定性地認為阻性和抗性在同一頻帶的消聲值的疊加（并非簡單的疊加關系）。第6頁/共23頁第六頁，共24頁。4）微穿孔板消聲器包括的形式：單層微穿孔板、雙層微穿孔板等。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。適用范圍：適于高溫、潮濕有水、有油霧及特別清潔衛生的場合。消聲原理：利用微穿孔板吸聲結構制成的消聲器。第7頁/共23頁第七頁，共24頁。5）噴注耗散型消聲器（也稱擴散式消聲器）包括的形式：小孔噴注型（如P.194圖9-15）、降壓擴容型、多孔擴散型（如P.195圖9-16）、引射摻冷型（如P.198圖9-19）。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。適用范圍：消除壓力氣體排放噪聲，如鍋爐排氣、高爐放氣、化工廠工藝氣體放散。原理：不是在聲音發出后進行消除，而是從發生機理上使干擾噪聲減小。噴注噪聲值頻率與噴口直徑成反比，如果噴口直徑變小，噴口輻射的噪聲能量將從低頻移向高頻，于是低頻噪聲被降低，而高頻噪聲反而升高，如果孔徑小到一定值時，噴注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍。第8頁/共23頁第八頁，共24頁。6）噴霧消聲器（如P.197圖9-17）消聲的頻率特性：低頻消聲性能。適用范圍：消除高溫蒸汽排放噪聲。7）電子消聲器（如P.189圖9-11）消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。適用范圍：用于低頻消聲的一種輔助。原理：噴淋水霧改變介質的密度，即增加聲阻抗。原理：人為地產生一個幅值相同而相位相反的聲波，使兩列聲波在一定的空間區域相互干涉而抵消，達到降噪目的。第9頁/共23頁第九頁，共24頁。三、消聲器的設計程序1）噪聲源的調查和特性分析（聲源解析、周圍自然環境和聲學環境條件等）2）噪聲標準的確定（根據評價區周圍環境要求及國家相關聲環境質量標準和噪聲排放標準）3）消聲量的計算（根據管道截面，確定消聲器通道結構；根據降噪要求，決定消聲器的長度）4）選擇消聲器的類型（根據噪聲的頻譜，選定消聲器的種類）5）檢驗（驗算消聲頻率范圍）第10頁/共23頁第十頁，共24頁。第二節阻性消聲器一、阻性消聲器的聲衰減量其中：L－消聲器氣流通道斷面周長，mS－消聲器的氣流通道截面積，m2

l－消聲器的有效長度，mφ(a0)－與材料的吸聲系數有關的消聲系數H.J.賽賓經驗公式：降噪量與材料吸聲性能和周長/截面比有關。理論計算公式：第11頁/共23頁第十一頁，共24頁。例1、選用同一種吸聲材料（平均吸聲系數為0.46）襯貼的消聲管道，管道有效長度為2m，管道有效截面積1500cm2。當截面形狀分別為圓形、正方形和1：5矩形時，試問哪種截面形狀的聲音衰減量最大？哪種最小？解：由公式：因為管道的有效直徑為：則管道斷面有效周長為：1）當管道為圓形時第12頁/共23頁第十二頁，共24頁。2）當管道截面為正方形時則管道斷面周長為：所以，3）當管道截面為1：5矩形時則管道斷面長和寬分別為：第13頁/共23頁第十三頁，共24頁。則管道斷面周長為：所以，因此，有：LA3＞LA2

＞LA1即：管道截面為矩形的聲音衰減量最大，截面為圓形管道聲音衰減量最小。第14頁/共23頁第十四頁，共24頁。二、高頻失效頻率（即消聲性能下降的頻率）基于高頻率聲音的方向性強，與管壁的吸聲材料接觸減少。其中：D－消聲通道截面平均邊長（當量直徑），m圓形管道為直徑；矩形管道為邊長平均值，其他管道取面積的開方值。第15頁/共23頁第十五頁，共24頁。當頻率每增加一個倍頻帶，其消聲量約下降1/3，其經驗估算公式為：其中：R’－高于失效頻率的某倍頻帶的消聲量；

R－失效頻率處的消聲量（作為參考值）；

N－高于失效頻率的倍頻程頻帶數。第16頁/共23頁第十六頁，共24頁。三、氣流對阻性消聲器性能的影響主要表現在兩個方面：1）氣流的存在改變了消聲器內聲衰減規律（特別是高速氣流）2）氣流在消聲器內產生一種附加噪聲，即氣流再生噪聲A：順流時（氣流與聲傳播方向一致），由于氣體流速在管道內不均一，根據折射原理，聲波向管壁彎曲，促進消聲降噪；B：逆流時（氣流與聲傳播方向相反），聲波向管道中心彎曲，導致聲波與吸聲材料接觸機會減少，不利于消聲降噪。

氣流經過消聲器通道時，因局部阻力或摩擦阻力而產生湍流，相應輻射一些噪聲；氣流激發消聲器構件振動而輻射噪聲。第17頁/共23頁第十七頁，共24頁。在直通管道消聲器內氣流再生噪聲的估算公式為：其中：LA’－氣流再生噪聲

ν－消聲器內氣流速度，m/s

一個消聲器具體應用到現場時，氣流究竟對它的性能影響有多大，需結合噪聲源強度、氣流速度大小以及消聲器結構等因素進行具體分析；

不同的結構，氣流在管道中允許風速不同。第18頁/共23頁第十八頁，共24頁。第三節抗性消聲器一、擴張室消聲器（膨脹式消聲器）消聲原理：聲波在管道截面的突然擴張（或收縮）造成通道內聲阻抗突變，使聲波傳播方向發生改變，在管道內發生反射、干涉等現象，從而達到消聲的目的。單節擴張室消聲器的消聲量計算：其中：稱為抗性消聲器的擴張比。第19頁/共23頁第十九頁，共24頁。二、共振腔消聲器1）消聲原理：該系統是共振吸聲結構，管壁小孔中的空氣類似活塞，具有一定的聲質量；密閉空腔類似空氣彈簧，具有一定的彈性，當聲波傳到腔口時，在聲波的作用下，空氣柱產生振動，振動時與腔口壁的摩擦使一部分聲能轉化為熱能而耗散；同時由于聲阻抗的突變而使聲波發生反射和干涉現象，導致聲能衰減；當體系固有頻率與聲波頻率發生共振時，消耗的聲能最多，消失量最大。第20頁/共23頁第二十頁，共24頁。

實際工程中，一般單通道的截面直徑不應超過250mm，如果流量較大時則需要多通道。共振腔最大幾何尺寸應小于聲波波長，孔心距應大于孔徑的5倍。第21頁/共23頁第二十一頁，共24頁。本章作業：P.201，第2，3，5，7題預習作業：第十章

第22頁/共23頁第二十二頁，共24頁。感謝您的觀看。第23頁/共23頁第二十三頁，共24頁。內容總結消聲