第五章 消声器

消声器介绍消声器(Muffler)，是阻止声音传播而允许气流通过的一种常见声学器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。

消音器是安装在空气动力设备（如鼓风机、空压机、锅炉排气口、发电机、水泵等排气口噪音较大的设备）的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。

消音器的种类很多，但究其消声机理，又可以把它们分为六种主要的类型，即阻性消音器、抗性消音器、阻抗复合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。

常见消声器的声频谱特性如下：1. 阻性消声器将多孔吸声材料固定在气流通道内壁，或按一定排列方式固定在管道中，以降低气流噪声的装置。

适用于降低中高频的宽带噪声。

主要类型有直管式、片式、蜂窝式、折板式、弯头式、声流式和迷路式等消声器。

消声器使用的吸声材料与护面层材料，应根据气流管道中的使用条件（风速、温度、水分含量、腐蚀性等）进行选择。

阻性消声器具有设计简单、易于制做、压力降小、性能比较可靠等优点，一般多用在风机的进排风通道上。

消声量约为10～20dB/m。

直管式消声器的声衰减量可由下式计算：式中，△L 为声衰减量，dB；Φ(α0) 为消声系数，是多孔吸声材料的垂直入射吸声系数α0 的函数，换算关系见表1。

P 为气流通道上吸声材料的饰面周长，m；s 为气流通道的横截面积，m²；i 为消声器的有效长度（有吸声材料饰面部分），m。

表2 消声系数Φ(α0) 和吸声系数α0的函数关系（经验值）若消声器通道截面相对较大，高频声波呈束状直接通过，与吸声材料很少或不完全接触，消声量就会明显下降，称作高频失效。

消声量开始明显下降的频率称作上限失效频率，可按下面的经验式计算：式中，f上为上限失效频率，Hz；c 为管道中的声速，m/s；D 为通道直径（圆管）或管道截面边长平均值（矩形）。

2. 抗性消声器利用改变气流通道的截面积或旁接共振腔、支管，使声波产生反射、共振或干涉，达到消声目的装置。

适用于降低中低频噪声，主要类型有扩张室式、共振式与干涉式消声器，如下图。

消声器是控制空气动力性噪声往外传播的有效设备。

它可以看作是管道系统的一个组成部分，在内部做声学处理后，可以减弱噪声的产生与传播，且不影响气流通过，在空气动力性机械设备进、出口气流道口安装一台消声器，可以使进、出口噪声消声量达到10-40db(A)，相应地响度降低50%-93%，主观感觉有明显效果。

消声器按消声原理可以分为：阻性消声器、抗性消声器、微孔消声器、阻抗性复合消声器。

阻性消声器具有吸收中高频声，加工制造简单等特点。

抗性消声器具有针对性强，中低频吸收效果好，不用吸声材料等特点。

微孔消声器是一种新型消声器，该消声器具有低、中频宽带消声性能。

主要用于电厂高压、高温排气放空等。

阻抗性复合消声器具有消声频带宽等特点。

主要用于声级很高、低中频宽带噪声的消声。

评价消声器的性能有两个方面：一是消声器的空气动力性能气动性评价；二是消声器的消声性能评价。

气动性能不但是评价消声器好坏的一个重要指标，也是衡量消声器是否具有实用价值的标志。

选用或设计消声器时，首先要考虑到消声器压力损失必须在许可的极限范围之内，其次要满足噪声标准的要求，这两个方面却一不可。

阻性消声器：阻性消声器的种类很多，按照气流通道的几何形状可分为通道片式消声器、通道拆板式消声器、双圆筒式消声器、室式(迷宫式)消声器、蜂窝状消声器、菱形消声器、正弦波形消声器及圆筒插管式消声器。

阻性消声器的消声原理是利用声阻进行消声的，也就是说，在推导消声量的计算公式时，仅仅考虑声阻碍对消声的贡献，而忽略声抗的影响。

在实际工程中，常常利用吸声材料来制作阻性消声器，以达到降低噪声的目的。

这是由于当声波通过衬贴有多孔吸声材料的管道时，声波将激发多孔材料中无数小孔内空气分子的振动。

其中一部分声能将用于克服摩擦阻力和粘滞力，而变为热能。

一般的说，阻性消声器具有良好的中高频消声性能，而低频性能则较差。

然而只要适当增加吸声材料的厚度、密度以及选用较低的空隙率，低中频消声性能就能大大改善，从而可以做成宽频带阻性消声器。

消声器使用方法1、消声器的定义消声器是指被安装在空气中的某种装置，用于降低发动机噪音或其他声音源的幅度。

消声器安装时，往往需要配合使用一系列调节装置，使静音效果达到最佳状态。

它可以实现对许多环境的隔离，有效的防治噪声干扰。

消声器的主要作用是缓解噪声。

根据不同的消声器类型和结构，可以将噪声从某一特定的容器中隔离出来，使空间中的噪声降低。

特别是在居住区、医院等公共场所，能够有效的减少噪声污染，确保空气质量。

此外，消声器还可以改善发动机性能，防止噪音干扰等。

消声器由一系列模块组成，如阻流板、支架、排气管道、消声罩等。

阻流板一般由金属或其他材料制成，中间可以植入一定数量的孔，可以把进入消声器的气流及噪声减轻，并可将进入空气中的声音减少2/3至5/6。

此外，消声器的结构还包括空气动力学网，使进入消声器的气流和空气混合更加均衡。

4、消声器的安装及使用首先，安装前需要进行正确的结构设计，确定消声器的通风系统，以及消声器应在何处安装。

在安装消声器时，需要注意安装位置，以免发生漏气等情况。

其次，需要确定消声器的规格，比如外形、尺寸、支架式等，以确保最佳的安装结果。

再者，在安装完消声器后，应进行测试和调节，以确保消声器的效果符合要求。

最后，安装完成后，应定期进行维护和清洁，防止消声器内部污垢积聚，影响消声器效果。

5、消声器的注意事项1）在安装消声器时，应注意发动机爆震，防止噪音影响其他装置。

2）在调节消声器时，应注意控制通风量，防止排气过大导致噪音恶化。

3）检查消声器管路时，应注意防止漏气，确保空气流通。

4）定期清洗消声器内部，确保消声器工作效率。

5）消声器安装完毕后，应注意检查和维护，以防老化或损坏。

由以上内容可见，消声器的正确使用和安装非常重要，不仅仅可以降低噪声，还能够提升发动机工作效率。

因此，在安装和使用消声器时，应严格按照规定进行安装、试验、调节，做到科学运用、合理利用，以达到尽可能降低发动机噪声的目的。

汽车消声器原理
汽车消声器，又称排气消声器，是汽车排气系统中的一个重要部件。

它的主要
作用是减少发动机排气时产生的噪音，并且对排气进行消声和净化。

消声器的原理是通过内部结构对排气进行消声和净化处理，使其排出的气体更加环保，同时减少噪音对环境和人体的影响。

消声器内部结构通常由多个隔板和吸音材料组成。

当发动机排气通过消声器时，气流会受到隔板和吸音材料的阻挡和吸收，从而减少排气时产生的噪音。

同时，消声器内部的吸音材料还可以吸收排气中的有害物质，净化排气，降低对环境的污染。

除了减少噪音和净化排气外，消声器还有一个重要的作用就是减少排气的压力。

当发动机运转时，排气会产生一定的压力，如果没有消声器进行处理，排气会直接排出，造成噪音和对环境的污染。

而消声器内部的结构可以有效地减少排气的压力，使排气更加平稳地排出，减少对环境和人体的影响。

在汽车行驶过程中，消声器的原理发挥着重要的作用。

它不仅可以减少排气产
生的噪音，提高行驶的舒适性，还可以净化排气，降低对环境的污染。

因此，消声器的设计和选择对于汽车的性能和环保性能都有着重要的影响。

总的来说，汽车消声器的原理是通过内部结构对排气进行消声和净化处理，减
少排气产生的噪音，降低对环境的污染。

消声器在汽车排气系统中扮演着重要的角色，它的设计和选择对汽车的性能和环保性能都有着重要的影响。

因此，在汽车的设计和制造过程中，消声器的原理和作用都需要得到充分的重视。

消声器工作原理1 消声器的作用消声器（又称消音器）是一种用来减弱来源声音的途径，是用来抑制或减弱声压的装置。

消声器可减少机器噪音以免影响周围环境。

消声器是环境工程和音箱等等各种音场控制手段中最重要的一环，也是其中最关键性的设备。

一般情况下，把发生噪声的设备装置连接到消声器，以减少传播出去的噪声。

在工业管道和通风系统中也可采用消声器的技术和设备来减少噪声。

2 消声器的工作原理消声器的主要作用是抑制辐射到外界的噪声，当消声器连接在某设备或管道上时，将产生压力和流量变化从而有效地抑制噪声蔓延，产生“宁静”的环境。

消声器的设计首先考虑的是声音的闭合，消声原理的基础就是空气的运动，噪声空气的震动，当入口和出口的气流发生变化，此时流体就失去了两个截然不同的状态，出口比入口的气流减少很多，就会形成流量的视突变，此时动能会频繁转变，一部分能量转换成热能，另一部分能量转换成声能。

穿过消声器后，声能发生衰减和减弱，从而达到消除噪声和减弱噪声的效果。

3 不同类型的消声器目前已知的消声器主要有4类：绝缘消声器、平衡膜消声器、等离子体消声器和道森膜消声器。

其中，绝缘消声器是通过采取包括绝绝柱、悬挂隔墙和源减少围板、悬浮地板等结构结合技术，将采取包括绝缘体的厚度、材料的特性、阻燃特性等一系列技术特性来实现声音的隔绝和减少。

平衡膜消声器是一种基于膨胀膜原理的消声器，这种膜的特性为：当声音通过时，会产生振动，这样空气就会在此膜上有一定的摩擦，使声音减弱。

等离子体消声器是以电磁波加热而产生等离子体破坏音频传播，从而实现声波的破坏。

道森膜消声器采用了独特的材料和设计，把噪声穿过吸收材料时会产生摩擦，摩擦的热由噪音转化为动能，从而减弱能量和实现声音隔绝的效果。

4 消声器的应用消声器在安装冷却空调、热采暖、电动机、活塞式冷凝机、离心式制冷机器等高噪音工业机械设备中都有广泛的应用，可以降低设备产生噪音。

在工业生产和民用建筑以及其他构筑物噪音超标时，也可使用；其他如电影拍摄，录音间，电台和音响导演等，也需要使用消声箱。

消声器是控制空气动力性噪声往外传播的有效设备。

它可以看作是管道系统的一个组成部分，在内部做声学处理后，可以减弱噪声的产生与传播，且不影响气流通过，在空气动力性机械设备进、出口气流道口安装一台消声器，可以使进、出口噪声消声量达到10-40db(A)，相应地响度降低50%-93%，主观感觉有明显效果。

消声器按消声原理可以分为：阻性消声器、抗性消声器、微孔消声器、阻抗性复合消声器。

阻性消声器具有吸收中高频声，加工制造简单等特点。

抗性消声器具有针对性强，中低频吸收效果好，不用吸声材料等特点。

微孔消声器是一种新型消声器，该消声器具有低、中频宽带消声性能。

主要用于电厂高压、高温排气放空等。

阻抗性复合消声器具有消声频带宽等特点。

主要用于声级很高、低中频宽带噪声的消声。

评价消声器的性能有两个方面：一是消声器的空气动力性能气动性评价；二是消声器的消声性能评价。

气动性能不但是评价消声器好坏的一个重要指标，也是衡量消声器是否具有实用价值的标志。

选用或设计消声器时，首先要考虑到消声器压力损失必须在许可的极限范围之内，其次要满足噪声标准的要求，这两个方面却一不可。

阻性消声器：阻性消声器的种类很多，按照气流通道的几何形状可分为通道片式消声器、通道拆板式消声器、双圆筒式消声器、室式(迷宫式)消声器、蜂窝状消声器、菱形消声器、正弦波形消声器及圆筒插管式消声器。

阻性消声器的消声原理是利用声阻进行消声的，也就是说，在推导消声量的计算公式时，仅仅考虑声阻碍对消声的贡献，而忽略声抗的影响。

在实际工程中，常常利用吸声材料来制作阻性消声器，以达到降低噪声的目的。

这是由于当声波通过衬贴有多孔吸声材料的管道时，声波将激发多孔材料中无数小孔内空气分子的振动。

其中一部分声能将用于克服摩擦阻力和粘滞力，而变为热能。

一般的说，阻性消声器具有良好的中高频消声性能，而低频性能则较差。

然而只要适当增加吸声材料的厚度、密度以及选用较低的空隙率，低中频消声性能就能大大改善，从而可以做成宽频带阻性消声器。

消声器是控制空气动力性噪声往外流传的有效设施。

它能够看作是管道系统的一个构成部分，在内部做声学办理后，能够减弱噪声的产生与流传，且不影响气流经过，在空气动力性机械设施进、出口气流道口安装一台消声器，能够使进、出口噪声消声量达到10-40db(A)，相应地响度降低50%-93%，主观感觉有显然成效。

消声器按消声原理能够分为：阻性消声器、抗性消声器、微孔消声器、阻抗性复合消声器。

阻性消声器拥有汲取中高频声，加工制造简单等特色。

抗性消声器拥有针对性强，中低频汲取成效好，不用吸声资料等特色。

微孔消声器是一种新式消声器，该消声器拥有低、中频宽带消声性能。

主要用于电厂高压、高温排气放空等。

阻抗性复合消声器拥有消声频带宽等特色。

主要用于声级很高、低中频宽带噪声的消声。

评论消声器的性能有两个方面：一是消声器的空气动力性能气动性评论；二是消声器的消声性能评论。

气动性能不只是评论消声器利害的一个重要指标，也是权衡消声器能否拥有适用价值的标记。

采纳或设计消声器时，第一要考虑到消声器压力损失一定在允许的极限范围以内，其次要知足噪声标准的要求，这两个方面却一不行。

阻性消声器：阻性消声器的种类好多，依据气流通道的几何形状可分为通道片式消声器、通道拆板式消声器、双圆筒式消声器、室式(迷宫式)消声器、蜂窝状消声器、菱形消声器、正弦波形消声器及圆筒插管式消声器。

阻性消声器的消声原理是利用声阻进行消声的，也就是说，在推导消声量的计算公式时，只是考虑声阻挡抵消声的贡献，而忽视声抗的影响。

在实质工程中，经常利用吸声资料来制作阻性消声器，以达到降低噪声的目的。

这是因为当声波经过衬贴有多孔吸声资料的管道时，声波将激发多孔资猜中无数小孔内空气分子的振动。

此中一部分声能将用于战胜摩擦阻力和粘滞力，而变成热能。

一般的说，阻性消声器拥有优秀的中高频消声性能，而低频性能则较差。

但是只需适合增添吸声资料的厚度、密度以及采纳较低的缝隙率，低中频消声性能就能大大改良，进而能够做成宽频带阻性消声器。

第五章 共振式消声器设计共振腔消声器的设计设计共振腔消声器，应根据实际的消声要求，首先确定共振频率和某一频率的消声量 ( 倍频程或 1/3 倍频程的消声量 ) ，再用公式计算或查表的方法求出相应的 K 值。

当 K 值确定后，就可以考虑相应的 G 、 V 和 S ，使之达到 K 值的要求。

以上分析中 ，由此得到消声器的空腔容积为， (8.3.42) 而消声器的传导率为:(8.3.43) 式中通道截面 S ，通常由空气动力性能方面的要求来决定。

当管道中流速选定以后，相应的通道截面也就确定下来。

在条件允许的情况下，应尽可能地缩小通道截面积 S ，以避免消声器的体积过大。

一般地说，对单通道的截面直径不应超过 250 毫米 。

如果流量较大时，则需采用多通道，而每一个通道宽度取 100~200 毫米 ，并且竖直高度取小于 共振波长的 1/3 为宜。

当通道截面积 S 确定以后，就可利用上述公式，求出相应的 V 和 G 。

当共振腔消声器的体积 V 和传导率 G 确定以后，就可以设计消声器的具体结构尺寸。

对于某一确定的共振腔体积 V ，可以有多种的共振腔形状和尺寸，对于某一确定的传导率 G ，也可以有多种的孔径、板厚和穿孔数组合。

因此，对于确定的 S 、 V 和 G ，可以有多种不同的设计方案。

在实际设计上，通常根据现场情况和钢板材料，首先确定几个量 ( 如板厚、孔径和腔深等 ) ，然后再计算其它参数。

为了使消声器的理论计算值与实际结果值一致，在考虑设计方案时，应注意以下条件：(1) 共振器的几何尺寸应小于共振频率波长 λr 的 1/3 。

当共振频率较高时，此条件不易满足，这时不能将共振器看成为一个集中参数系统，而应考虑声波在空腔内的传播特性。

(2) 穿孔位置应集中在共振消声器的中部，穿孔范围应小于λr /12。

相邻各孔之间的孔心距一般应取孔径的5倍。

当穿孔数目较多时，穿孔范围集中在λr /12内与孔心距大于孔径 5 倍这两个要求，往往发生矛盾。