抗性消聲器原理及技術(shù)

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作者來(lái)源:李清 ????? 發(fā)布時(shí)間： 2020-04-12 13:23

導讀：抗性消聲器原理，抗性消聲器技術(shù)。抗性消聲器是生產(chǎn)通過(guò)管道截面的突變處或旁接共振腔等在聲傳播過(guò)程中引起阻抗的改變而產(chǎn)生聲能的反射、干涉，從而降低由消聲器向外輻射的聲

抗-消聲器概述：

抗-消聲器是生產(chǎn)通過(guò)管道截面的-變處或旁接共振腔等在聲傳-過(guò)程-引起阻抗的改變而產(chǎn)生聲能的反射、干涉，從而降低由消聲器向外輻射的聲能，以達到消聲目的的消聲器。-種將聲波反射回到聲-的消聲器。在其內采用膨脹和共鳴器等結-使阻抗失配以反射聲波。主要用于空氣壓縮機、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機和其他活塞發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣和排氣口，-別適用于低頻率的消聲及帶有高溫、易燃氣體的情況。它對氣流產(chǎn)生的壓降較大而造成發(fā)動(dòng)機排氣背壓，這是設計-的-個(gè)-要問(wèn)題。

抗-消聲器簡(jiǎn)介：

主要適于降低低頻及-低頻-的噪聲。抗-消聲器的-大--是不需使用-孔吸聲材料，因此在-高溫、抗潮濕、對流速較大、潔凈要求較高的條件均比阻-消聲器-。抗-消聲器是由-變界面的管和室組合而成的，-像是-個(gè)聲學(xué)濾波器，與電學(xué)濾波器相似，每-個(gè)帶管的小室是濾波器的-個(gè)網(wǎng)孔，管-的空氣-相當于電學(xué)上的電-和電阻，稱(chēng)為聲-和聲阻。小室-的空氣體積相當于電學(xué)上的電容，稱(chēng)為聲順。與電學(xué)濾波器類(lèi)似，每-個(gè)帶管的小室都有自己的固有頻率。當包含有各種頻率成分的聲波進(jìn)入--個(gè)短管時(shí)，只有在--個(gè)網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過(guò)網(wǎng)孔到達-二個(gè)短管口，而另外-些頻率的聲波則不可能通過(guò)網(wǎng)孔．只能在小室-來(lái)回反射，因此，我們稱(chēng)這種對聲波有濾波功能的結-為聲學(xué)濾波器。選取適當的管和室進(jìn)行組合．就可以濾掉某些頻率成分的噪聲，從而達到消聲的目的。抗-消聲器適用于消除-、低頻噪聲。

抗-消聲器的原理：

抗-消聲器：以達到消聲目的的消聲器。主要適于降低低頻及-低頻-的噪聲。抗-消聲器的-大--是不需使用-孔吸聲材料，因此在-高溫、抗潮濕、對流速較大、潔凈要求較高的條件均比阻-消聲器-。抗-消聲器是由-變界面的管和室組合而成的，-像是-個(gè)聲學(xué)濾波器，與電學(xué)濾波器相似，每-個(gè)帶管的小室是濾波器的-個(gè)網(wǎng)孔，管-的空氣-相當于電學(xué)上的電-和電阻，稱(chēng)為聲-和聲阻。小室-的空氣體積相當于電學(xué)上的電容，稱(chēng)為聲順。與電學(xué)濾波器類(lèi)似，每-個(gè)帶管的小室都有自己的固有頻率。當包含有各種頻率成分的聲波進(jìn)入--個(gè)短管時(shí)，只有在--個(gè)網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過(guò)網(wǎng)孔到達-二個(gè)短管口，而另外-些頻率的聲波則不可能通過(guò)網(wǎng)孔．只能在小室-來(lái)回反射，因此，我們稱(chēng)這種對聲波有濾波功能的結-為聲學(xué)濾波器。選取適當的管和室進(jìn)行組合．就可以濾掉某些頻率成分的噪聲，從而達到消聲的目的。抗-消聲器適用于消除-、低頻噪聲。 -、技術(shù)要求 1. 抗-消聲器就是-組聲學(xué)濾波器，濾掉某些頻率成分的噪聲，達到消聲的目的。它與阻-消聲器-大的區別是沒(méi)有-孔-吸聲材料，包括共振式消聲器和擴張式消聲器等。

抗-消聲器技術(shù)要求：

1. 抗-消聲器就是-組聲學(xué)濾波器，濾掉某些頻率成分的噪聲，達到消聲的目的。它與阻-消聲器-大的區別是沒(méi)有-孔-吸聲材料，包括共振式消聲器和擴張式消聲器等。

2. 共振式消聲器是利用共振結-的阻抗引起聲波的反射而進(jìn)行消聲。它由小孔板和共振腔-成。主要用于消除低頻或-頻窄帶噪聲或峰值噪聲。結-簡(jiǎn)單，空氣阻力小。

3. 擴張式消聲器又稱(chēng)膨脹式消聲器，由各個(gè)擴張室與連管連接起來(lái)組成。它是利用橫斷面積的擴張、收縮引起聲波的反射與干涉來(lái)進(jìn)行消聲的。其消聲-能主要取決于擴張室的擴張比和長(cháng)度。

抗-消聲器選用要-：

1. 抗-消聲器選用主要控制參數消聲量、頻譜--、風(fēng)速、風(fēng)量、空氣阻力（系數）。

2. 共振消聲器的穿孔板孔徑-般為3~10mm，微穿孔板消聲器穿孔板孔徑-般為0.5~1.0mm。抗-消聲器-造簡(jiǎn)單，不使用吸聲材料，消除低-頻帶噪聲-能較-，且阻力小，-用于高溫、高濕場(chǎng)合及潔凈空調系-。

3. 消聲器消聲-果與風(fēng)速有關(guān)，應按廠(chǎng)家產(chǎn)-樣本的動(dòng)態(tài)消聲量選用。

4. 消聲器消聲-果與消聲器入口聲-有關(guān)，消聲器入口通-設在系-聲-較高的位置（如風(fēng)機或空調機出口處）。

5. 消聲器應設于風(fēng)管系--氣流平穩的管-上，且應盡量靠近有噪聲控制要求的地方。

6. 為防止再生噪聲的影響，消聲器空氣通道內流速應根據控制噪聲-標準的要求確定，阻-消聲器-般-在8m/s以下，-大不應->12m/s。微穿孔板消聲器大風(fēng)速的情況下（15~20m/s），風(fēng)阻較大。

7. 消聲器不-設置在空調機房?jì)龋膊?設置在室外，防止噪聲穿透進(jìn)入消聲器后的管道。

8. 當-根風(fēng)管輸送到-個(gè)房間時(shí)，-擴大相鄰房間送風(fēng)口的距離，或采用增加消聲彎頭、風(fēng)管內壁粘貼吸聲材料等措施，防止房間的噪聲干擾。

9. -般空調系-減噪選用阻抗復合式消聲器，排風(fēng)系-可選用阻-消聲器。

抗-消聲器-能指標：

抗-消聲器是控制內燃機排氣噪聲的主要技術(shù)措施。大量柴油機汽車(chē)和工程機械應用，所帶來(lái)的噪聲問(wèn)題已成為環(huán)境污染的-要問(wèn)題之-，作為主要噪聲-之-的排氣噪聲-直是降低柴油機噪聲的研究--。衡量抗-消聲器的-能指標主要包括：插入損失、壓力損失、裝配-能、結-工藝-和使用-。

插入損失：

隨著(zhù)-家政策的改變，全-各地大型工程項目相繼展開(kāi)。工程項目對大型機械的需求越來(lái)越-，隨之而來(lái)的是工程機械行業(yè)的大力發(fā)展。工程機械在增大功率的同時(shí)，對環(huán)境產(chǎn)生的噪聲影響越來(lái)越大。發(fā)動(dòng)機排氣噪聲占工程機械噪聲的主要部分，使用消聲器是降低發(fā)動(dòng)機排氣噪聲的-有-途徑。對于工程機械，應用--的消聲器是抗-消聲器，因為抗-消聲器不會(huì )因發(fā)動(dòng)機排出的煙塵、油漬堵塞，便于維護。本文論述了抗-消聲器的消聲原理和評-指標，并對抗-消聲器試驗設備及系-組成，包括聲學(xué)測量、氣流測量、壓力測量和插入損失測量四部分，進(jìn)行了介紹。同時(shí)闡明了試驗的原理與方法，明確插入損失測量數據來(lái)-。通過(guò)分析-種抗-消聲器的試驗測試結果，建立了消聲器在970-2200r/min轉速下的1/3倍頻程頻譜。經(jīng)過(guò)對噪聲頻譜的分析，探尋抗-消聲器的消聲-能與結-布置、氣流的關(guān)系。在不考慮壓力損失的條件下，抗-消聲器的消聲-能與擴張比和插入管的結-關(guān)系-為-切，插入管結-的簡(jiǎn)化方案直接影響消聲量計算結果。在膨脹腔消聲器、穿孔管消聲器、插入管消聲器經(jīng)驗計算公式以及氣流再生噪聲的基礎上，本文提出適合于復雜結-抗-消聲器的消聲量計算公式。計算方法是：把-腔消聲器分成-至兩腔單-計算，-后疊加計算結果。將經(jīng)驗公式的計算結果與試驗數據作對比，-明公式在部分頻-具有足夠的正確-、-確度。利用內燃機-火頻率計算得到的計算值，與試驗測量得到的消聲器的插入損失值誤差在5%以?xún)龋梢岳么祟l率下的計算結果評-整個(gè)消聲器的消聲-能。通過(guò)計算，以減少消聲器設計初期的盲目-，縮短設計周期。

壓力損失：

隨著(zhù)近年來(lái)汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，伴之而來(lái)的汽車(chē)噪聲污染也成為全球-的問(wèn)題，發(fā)動(dòng)機的排氣噪聲是汽車(chē)噪聲的主要聲-之-，安裝-能良-的排氣消聲器是降低排氣噪聲的有-途徑。排氣消聲器的設計水平影響著(zhù)我-汽車(chē)行業(yè)汽車(chē)-的整體提升，排氣消聲器設計的關(guān)鍵是研究用來(lái)評-消聲-能和空氣動(dòng)力-能的兩個(gè)-要指標。在當-“節能減排”、“建設環(huán)境友-型社會(huì )”的大環(huán)境下，不僅要考慮消聲-能，消聲器對發(fā)動(dòng)機動(dòng)力-能的影響也有-要影響，因此，在保-消聲量滿(mǎn)足-定標準的-提下，使消聲器的壓力損失在符合標準的情況下盡量地降低能夠有-提高發(fā)動(dòng)機的燃油經(jīng)濟-。不僅如此，消聲器相關(guān)技術(shù)的提高能擺脫我-部分消聲器只能依賴(lài)-的現狀，提高-產(chǎn)消聲器的-競爭力，-得良-的經(jīng)濟-益和社會(huì )-益。--對于消聲器基本單元和不同入口流速下消聲器的壓力損失的變化規律進(jìn)行了相關(guān)研究，利用計算流體力學(xué)的方法，通過(guò)-期建模、網(wǎng)格劃分、求解器選擇、邊界條件設定等步驟，對消聲器基本單元(擴張室、內插管、穿孔管)的內部流場(chǎng)進(jìn)行了數值模擬，研究了消聲器基本單元結-(進(jìn)出口直徑、擴張比、內插管長(cháng)度及位置、穿孔管穿孔率和穿孔孔徑)對消聲器氣流速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、湍動(dòng)能場(chǎng)的影響規律，探討了不同入口流速條件下消聲器消聲單元壓力損失的變化規律，為復雜結-消聲器的設計提供了-定的設計依據。其次進(jìn)行了復雜單元結-(擴張室、內插管、穿孔管)的復雜結-消聲器內部流場(chǎng)的數值模擬。-后通過(guò)與臺架試驗結果的對比驗-了通過(guò)數值計算方法對排氣消聲器進(jìn)行壓力損失計算是有-可行的。

裝配-能：

根據企業(yè)產(chǎn)-技術(shù)研發(fā)需求，采用計算機仿真方法對消聲器的消聲-能進(jìn)行了模擬仿真，并輔以試驗手-對設計-果進(jìn)行了驗-評-，-終達成設計目標，提高了消聲器-能設計的準確度和研發(fā)-率。分析了消聲器設計分析方法的發(fā)展現狀，系-闡述了消聲元件的基本消聲原理，并對消聲器的各項-能評-指標進(jìn)行了詳細對比，詳述了消聲器設計過(guò)程-各基本尺寸參數的確定方法，并依此設計了輕型載貨汽車(chē)消聲器的基礎技術(shù)方案，方案選用抗-消聲器，內部機-采用擴張腔、赫姆霍茲消聲器等復合結-，主要用于消除發(fā)動(dòng)機排氣系-的-低頻噪聲成分。在結-設計的基礎上，應用GT-Power軟件對消聲器-能進(jìn)行了仿真計算，得到傳遞損失、插入損失等-能參數，結合分析結果，對基礎設計方案進(jìn)行改進(jìn)-化，并-終形成滿(mǎn)足設計目標的消聲器詳細設計方案;將消聲器設計方案轉化為工程圖紙，制作合格的物理樣件，對消聲器樣件總成在試驗臺架上進(jìn)行了主要-能指標的測試，并與模擬仿真結果結合進(jìn)行-致-對比分析。測試合格的試驗樣件-終在整車(chē)產(chǎn)-上進(jìn)行裝配，應用測試系-和軟件對-際裝車(chē)條件下的整車(chē)噪聲進(jìn)行測試及分析，根據測試結果，分析該消聲器在整車(chē)裝配條件下是否滿(mǎn)足整車(chē)相關(guān)-能設計目標的要求。圍繞消聲器及系-的產(chǎn)--能指標，采用了仿真分析與測試試驗分析相結合的研究方法，設計了可滿(mǎn)足-際整車(chē)工程需要的消聲器產(chǎn)-，縮短了項目開(kāi)發(fā)周期，降低了產(chǎn)-開(kāi)發(fā)成本，達到了預期的產(chǎn)--能目標要求。

共振式消聲器：

利用共振結-的阻抗引起聲波的反射而進(jìn)行消聲。它由小孔板和共振腔-成。主要用于消除低頻或-頻窄帶噪聲或峰值噪聲。結-簡(jiǎn)單，空氣阻力小。

擴張式消聲器又稱(chēng)膨脹式消聲器：

由各個(gè)擴張室與連管連接起來(lái)組成。它是利用橫斷面積的擴張、收縮引起聲波的反射與干涉來(lái)進(jìn)行消聲的。其消聲-能主要取決于擴張室的擴張比和長(cháng)度。

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