噪聲控制技術(shù)PPT課件

1、 消聲器是消聲器是消減氣流噪聲消減氣流噪聲的裝置，把它接的裝置，把它接在管道中或進(jìn)、排氣口上，能讓氣流通過，在管道中或進(jìn)、排氣口上，能讓氣流通過，對噪聲具有一定的消減作用。對噪聲具有一定的消減作用。第一節(jié) 消聲器的分類、評價(jià)和設(shè)計(jì)程序?qū)σ粋€(gè)好的消聲器要有五個(gè)方面的基本要求：對一個(gè)好的消聲器要有五個(gè)方面的基本要求：1 1）在）在消聲性能消聲性能上的要求。要求具有上的要求。要求具有較高的消較高的消聲值聲值和和較寬的消聲頻率較寬的消聲頻率，也就是說要在所需，也就是說要在所需要的消聲頻率范圍有足夠大的消聲量；要的消聲頻率范圍有足夠大的消聲量；2 2）空氣動力性能空氣動力性能上的要求。消聲器對上的要求。

2、消聲器對氣流的氣流的阻力阻力要小，安裝消聲器后所增加的要小，安裝消聲器后所增加的阻力損失阻力損失要控制在實(shí)際容許的范圍內(nèi)；要控制在實(shí)際容許的范圍內(nèi)；第1頁/共23頁3 3）機(jī)械）機(jī)械結(jié)構(gòu)性能結(jié)構(gòu)性能上的要求。消聲的上的要求。消聲的體積體積要小，要小，重量重量要輕，要輕，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，便于簡單，便于加工加工，安裝和維修，安裝和維修4 4）外形和裝飾上的要求。符合實(shí)際安裝空間的）外形和裝飾上的要求。符合實(shí)際安裝空間的需要，美觀大方，表面裝飾與設(shè)備相協(xié)調(diào)需要，美觀大方，表面裝飾與設(shè)備相協(xié)調(diào)5 5）價(jià)格費(fèi)用要求。價(jià)格便宜，使用壽命長。）價(jià)格費(fèi)用要求。價(jià)格便宜，使用壽命長。第2頁/共23頁二、消聲器的聲

3、學(xué)性能評價(jià)量二、消聲器的聲學(xué)性能評價(jià)量1 1）插入損失插入損失（L LILIL）即系統(tǒng)中插入消聲器前后在系統(tǒng)外即系統(tǒng)中插入消聲器前后在系統(tǒng)外某點(diǎn)某點(diǎn)測得的測得的聲聲功率功率之差之差。2 2）傳聲損失傳聲損失（TLTL）即消聲器進(jìn)出口端即消聲器進(jìn)出口端聲功率級聲功率級之差。之差。3 3）減噪量減噪量（L LNRNR）即消聲器進(jìn)出口端測得的即消聲器進(jìn)出口端測得的平均聲壓級平均聲壓級之差。之差。4 4）衰減量衰減量（L LA A）即消聲器即消聲器內(nèi)部兩點(diǎn)間內(nèi)部兩點(diǎn)間的聲壓級的差值，通常用消的聲壓級的差值，通常用消聲器的單位長度的衰減量（聲器的單位長度的衰減量（dB/mdB/m）來表征消聲器）來表征消

4、聲器內(nèi)內(nèi)聲傳播特性聲傳播特性。第3頁/共23頁一、消聲器的分類與適用范圍一、消聲器的分類與適用范圍1 1）阻性消聲器）阻性消聲器（如（如P.177P.177圖圖9-19-1）：包括的形式包括的形式：直管式、片式、折板式、直管式、片式、折板式、聲流式、蜂窩式、彎頭式聲流式、蜂窩式、彎頭式等。等。消聲的頻率特性消聲的頻率特性：具有：具有中、高頻中、高頻消聲性能。消聲性能。適用范圍適用范圍：消除風(fēng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)：消除風(fēng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣噪聲進(jìn)氣噪聲（即氣體流速不大的情況）。（即氣體流速不大的情況）。消聲原理消聲原理：利用：利用吸聲材料吸聲材料消聲。把吸聲材料消聲。把吸聲材料固定在氣流通道內(nèi)壁或按一定的方

5、固定在氣流通道內(nèi)壁或按一定的方式在管道中排列起來，就構(gòu)成了阻式在管道中排列起來，就構(gòu)成了阻性消聲器，性消聲器，與電學(xué)類比，吸聲材料與電學(xué)類比，吸聲材料就相當(dāng)于電阻就相當(dāng)于電阻，故稱阻性消聲器。，故稱阻性消聲器。第4頁/共23頁2 2）抗性消聲器）抗性消聲器包括的形式包括的形式：擴(kuò)張室式擴(kuò)張室式（如如P.181P.181圖圖9-39-3） 、共振共振腔式腔式（如如P.184P.184圖圖9-79-7） 、干涉型干涉型（如如P.188P.188圖圖9-109-10）。）。消聲的頻率特性消聲的頻率特性：具有：具有低、中頻低、中頻消聲性能。消聲性能。適用范圍適用范圍：消除空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽車排氣：消除

6、空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽車排氣噪聲（噪聲（較高氣速的情況較高氣速的情況）。）。消聲原理消聲原理：通過：通過控制聲抗的大小控制聲抗的大小來進(jìn)行消聲的。來進(jìn)行消聲的。與阻性消聲器不同，它與阻性消聲器不同，它不使用吸聲材料不使用吸聲材料而是而是在管道上接截面積突變的管段或旁接共振腔，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(fā)生阻抗突變的界面發(fā)生反射、干涉反射、干涉等現(xiàn)象，從等現(xiàn)象，從而在消聲器的外測，達(dá)到了消聲的目的。而在消聲器的外測，達(dá)到了消聲的目的。第5頁/共23頁3 3）阻抗復(fù)合式消聲器（如：）阻抗復(fù)合式消聲器

7、（如：P.190P.190，圖，圖9-129-12和和P.191P.191圖圖9-139-13）包括的形式：阻擴(kuò)型、阻共型、阻擴(kuò)共包括的形式：阻擴(kuò)型、阻共型、阻擴(kuò)共型等。型等。消聲的頻率特性：具有低、中、高頻消聲性能。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(fēng)機(jī)、大型風(fēng)洞、試車臺噪聲。適用范圍：消除鼓風(fēng)機(jī)、大型風(fēng)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(dāng)消聲原理：把阻性與抗性兩種消聲原理通過適當(dāng)結(jié)構(gòu)復(fù)合起來而構(gòu)成的。可定性地認(rèn)為阻性和抗結(jié)構(gòu)復(fù)合起來而構(gòu)成的。可定性地認(rèn)為阻性和抗性在同一頻帶的消聲值的疊加（并非簡單的疊加性在同一頻帶的消聲值的疊加（并非簡單的疊加

8、關(guān)系）。關(guān)系）。第6頁/共23頁4 4）微穿孔板消聲器）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。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。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、有油霧及特別適用范圍：適于高溫、潮濕有水、有油霧及特別清潔衛(wèi)生的場合。清潔衛(wèi)生的場合。消聲原消聲原 理：利用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)制成的消聲器。理：利用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)制成的消聲器。第7頁/共23頁5 5）噴注耗散型消聲器（也稱擴(kuò)散式消聲器）噴注耗散型消聲器（也稱擴(kuò)散式消聲器）包括的形式：小孔噴注型（如包括的形式：小孔噴注型（如P.194P.194圖圖9-

9、159-15） 、降壓擴(kuò)容型、多孔擴(kuò)散型（如降壓擴(kuò)容型、多孔擴(kuò)散型（如P.195P.195圖圖9-169-16） 、引射摻冷型（如引射摻冷型（如P.198P.198圖圖9-199-19） 。消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。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。氣、高爐放氣、化工廠工藝氣體放散。原理：不是在聲音發(fā)出后進(jìn)行消除，而是從發(fā)生機(jī)原理：不是在聲音發(fā)出后進(jìn)行消除，而是從發(fā)生機(jī)理上使干擾噪聲減小。噴注噪聲值頻率與噴口直徑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

10、小，噴口輻射的噪聲能量成反比，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(shí)，噴注噪聲噪聲反而升高，如果孔徑小到一定值時(shí)，噴注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍。將移到人耳不敏感的頻率范圍。第8頁/共23頁6 6）噴霧消聲器）噴霧消聲器（如如P.197P.197圖圖9-179-17）消聲的頻率特性消聲的頻率特性：低頻低頻消聲性能。消聲性能。適用范圍適用范圍：消除高溫蒸汽排放噪聲。：消除高溫蒸汽排放噪聲。7 7）電子消聲器）電子消聲器（如如P.189P.189圖圖9-119-11）消聲的頻

11、率特性消聲的頻率特性：寬頻帶消聲性能。：寬頻帶消聲性能。適用范圍適用范圍：用于：用于低頻消聲的一種輔助低頻消聲的一種輔助。原原 理理：噴淋水霧改變介質(zhì)的密度，即增加聲阻抗。：噴淋水霧改變介質(zhì)的密度，即增加聲阻抗。原原 理理：人為地產(chǎn)生一個(gè)：人為地產(chǎn)生一個(gè)幅值相同而相位相反幅值相同而相位相反的聲的聲波，使兩列聲波在一定的空間區(qū)域相互波，使兩列聲波在一定的空間區(qū)域相互干涉干涉而抵消，達(dá)到降噪目的。而抵消，達(dá)到降噪目的。第9頁/共23頁三、消聲器的設(shè)計(jì)程序三、消聲器的設(shè)計(jì)程序1 1）噪聲源的調(diào)查和特性分析（聲源解析、周圍自）噪聲源的調(diào)查和特性分析（聲源解析、周圍自然環(huán)境和聲學(xué)環(huán)境條件等）然環(huán)境和聲學(xué)

12、環(huán)境條件等）2 2）噪聲標(biāo)準(zhǔn)的確定（根據(jù)評價(jià)區(qū)周圍環(huán)境要求及）噪聲標(biāo)準(zhǔn)的確定（根據(jù)評價(jià)區(qū)周圍環(huán)境要求及國家相關(guān)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)）國家相關(guān)聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)）3 3）消聲量的計(jì)算（根據(jù)管道截面，確定消聲器通）消聲量的計(jì)算（根據(jù)管道截面，確定消聲器通道結(jié)構(gòu)；根據(jù)降噪要求，決定消聲器的長度）道結(jié)構(gòu)；根據(jù)降噪要求，決定消聲器的長度）4 4）選擇消聲器的類型（根據(jù)噪聲的頻譜，選定消）選擇消聲器的類型（根據(jù)噪聲的頻譜，選定消聲器的種類）聲器的種類）5 5）檢驗(yàn)（驗(yàn)算消聲頻率范圍）檢驗(yàn)（驗(yàn)算消聲頻率范圍）第10頁/共23頁第二節(jié)第二節(jié) 阻性消聲器阻性消聲器一、一、阻性消聲器的聲衰減量阻

13、性消聲器的聲衰減量lSLLA0其中：其中：L L消聲器氣流通道斷面周長，消聲器氣流通道斷面周長，m m S S消聲器的氣流通道截面積，消聲器的氣流通道截面積，m m2 2 l l消聲器的有效長度，消聲器的有效長度，m m (a (a0 0) )與材料的吸聲系數(shù)有關(guān)的消聲系數(shù)與材料的吸聲系數(shù)有關(guān)的消聲系數(shù)H.J. H.J. 賽賓賽賓經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式： lSLLA4 . 103. 1降噪量與材料吸聲性能降噪量與材料吸聲性能和周長和周長/ /截面比有關(guān)。截面比有關(guān)。理論計(jì)算公式：理論計(jì)算公式：第11頁/共23頁例例1 1、選用同一種吸聲材料（、選用同一種吸聲材料（平均吸聲系數(shù)平均吸聲系數(shù)為為0.46

14、0.46）襯貼的消聲管道，管道有效）襯貼的消聲管道，管道有效長度為長度為2m2m，管道有效截面積，管道有效截面積1500cm1500cm2 2。當(dāng)截面形狀分別為圓形、正方形和。當(dāng)截面形狀分別為圓形、正方形和1 1：5 5矩矩形時(shí)，試問哪種截面形狀的聲音衰減量最大？哪種最小？形時(shí)，試問哪種截面形狀的聲音衰減量最大？哪種最小？解：解：由公式：由公式：因?yàn)楣艿赖囊驗(yàn)楣艿赖挠行е睆接行е睆綖椋簽椋簞t管道則管道斷面有效周長斷面有效周長為：為： lSLLA4 . 103. 1mcmSD437. 071.43414. 315004mDL372. 1437. 014. 31 1）當(dāng)管道為當(dāng)管道為圓形圓形時(shí)時(shí)第

15、12頁/共23頁dBLA4 . 6215. 0372. 146. 003. 14 . 112 2）當(dāng)管道截面為當(dāng)管道截面為正方形正方形時(shí)時(shí)則管道則管道斷面周長斷面周長為為：mL549. 115. 04dBLA2 . 7215. 0549. 146. 003. 14 . 12所以，所以，3 3）當(dāng)管道截面為當(dāng)管道截面為1 1：5 5矩形矩形時(shí)時(shí)則管道則管道斷面長和寬斷面長和寬分別為：分別為：m866. 0515. 05m173. 0515. 0第13頁/共23頁則管道斷面周長為：則管道斷面周長為：mL078. 2)866. 0173. 0(2所以，所以，dBLA6 . 9215. 0078. 2

16、46. 003. 14 . 13因此，有：LA3LA2 LA1即：即：管道截面為管道截面為矩形矩形的聲音衰減量最大，截面為的聲音衰減量最大，截面為圓圓形形管道聲音衰減量最小。管道聲音衰減量最小。第14頁/共23頁二、高頻失效頻率二、高頻失效頻率（即消聲性能下降的頻率）（即消聲性能下降的頻率）Dcfn85. 1基于高頻率聲音的方向性強(qiáng)，與管壁的吸聲材料接基于高頻率聲音的方向性強(qiáng)，與管壁的吸聲材料接觸減少觸減少。其中：其中：D D消聲通道消聲通道截面平均邊長截面平均邊長（當(dāng)量直（當(dāng)量直徑），徑），m m圓形管道為直徑；矩形管道為邊長平均圓形管道為直徑；矩形管道為邊長平均值，其他管道取面積的開方值。

17、值，其他管道取面積的開方值。第15頁/共23頁當(dāng)頻率每增加一個(gè)倍頻帶，其當(dāng)頻率每增加一個(gè)倍頻帶，其消聲量消聲量約下降約下降1/31/3，其經(jīng)驗(yàn)估算公式為：其經(jīng)驗(yàn)估算公式為：RNR33其中：其中：R R高于失效頻率的某倍頻帶的消聲量；高于失效頻率的某倍頻帶的消聲量； R R失效頻率處的消聲量（作為失效頻率處的消聲量（作為參考值參考值）；）； N N高于失效頻率的倍頻程頻帶數(shù)高于失效頻率的倍頻程頻帶數(shù)。第16頁/共23頁三、氣流對阻性消聲器性能的影響三、氣流對阻性消聲器性能的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1 1）氣流的存在改變了消聲器內(nèi)）氣流的存在改變了消聲器內(nèi)聲衰減規(guī)律聲衰減規(guī)律（

18、特別是高（特別是高速氣流）速氣流）2 2）氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生一種）氣流在消聲器內(nèi)產(chǎn)生一種附加噪聲附加噪聲，即，即氣流再生噪聲氣流再生噪聲A A：順流順流時(shí)（氣流與聲傳播方向一致），由于氣體流速在管道內(nèi)時(shí)（氣流與聲傳播方向一致），由于氣體流速在管道內(nèi)不均一，根據(jù)不均一，根據(jù)折射原理折射原理，聲波向管壁彎曲聲波向管壁彎曲，促進(jìn)消聲降噪；，促進(jìn)消聲降噪；B B：逆流逆流時(shí)（氣流與聲傳播方向相反）時(shí)（氣流與聲傳播方向相反） ，聲波向管道中心彎曲聲波向管道中心彎曲，導(dǎo)致聲波與吸聲材料接觸機(jī)會減少，不利于消聲降噪。導(dǎo)致聲波與吸聲材料接觸機(jī)會減少，不利于消聲降噪。 氣流經(jīng)過消聲器通道時(shí)，因局部阻力或摩擦阻力

19、而產(chǎn)生氣流經(jīng)過消聲器通道時(shí)，因局部阻力或摩擦阻力而產(chǎn)生湍流湍流，相應(yīng)輻射一些噪，相應(yīng)輻射一些噪聲；氣流激發(fā)消聲器聲；氣流激發(fā)消聲器構(gòu)件振動構(gòu)件振動而輻射噪聲。而輻射噪聲。第17頁/共23頁在直通管道消聲器內(nèi)氣流在直通管道消聲器內(nèi)氣流再生噪聲再生噪聲的的估算公式估算公式為：為：lg60218AL其中：其中：L LA A氣流再生噪聲氣流再生噪聲 消聲器內(nèi)氣流速度，消聲器內(nèi)氣流速度，m/sm/s 一個(gè)消聲器具體應(yīng)用到現(xiàn)場時(shí)，氣流究竟對它的性能影響有多大，需結(jié)一個(gè)消聲器具體應(yīng)用到現(xiàn)場時(shí)，氣流究竟對它的性能影響有多大，需結(jié)合合噪聲源強(qiáng)度噪聲源強(qiáng)度、氣流速度大小氣流速度大小以及以及消聲器結(jié)構(gòu)消聲器結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行具體分析；等因素進(jìn)行具體分析； 不同的結(jié)構(gòu)，氣流在管道中允許風(fēng)速不同不同的結(jié)構(gòu)，氣流在管道中允許風(fēng)速不同。第18頁/共23頁第三節(jié)第三節(jié) 抗性消聲器抗性消聲器一、一、擴(kuò)張室消聲器擴(kuò)張室消聲器（膨脹式消聲器膨脹式消聲器）消聲原理消聲原理：聲波在管道截面的突然擴(kuò)張（或：聲波在管道截面的突然擴(kuò)張（或收縮）造成通道內(nèi)收縮）造成通道內(nèi)聲阻抗突變聲阻抗突變，使，使聲波傳播方向聲波傳播方向發(fā)生改變，在管道內(nèi)發(fā)生改變，在管道內(nèi)發(fā)生發(fā)生反射、干涉反射、干涉等現(xiàn)象，從而達(dá)到等現(xiàn)象，從而達(dá)到消聲的目的。消聲的目的。單節(jié)擴(kuò)張室單節(jié)擴(kuò)張室消聲器的消聲量計(jì)算：消