消声器分类与性能评价阻性消声器

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。

阻性消音器的9种常见形式及其消声性能评在工业和民用领域，各种机械装置（如发动机、风机等）产生的噪声是不可避免的。

解决这些机械噪声问题的一种方法是使用阻性消音器。

本文将介绍阻性消音器的9种常见形式，并对这些形式的消声性能进行评价。

1. 网状阻性消音器网状阻性消音器是一种通过网格结构形成的高阻阻抗来消除噪音的消音器。

这种消音器构造简单，维护成本低廉，但其噪声降低能力较低。

2. 孔道板阻性消音器孔道板阻性消音器是由一系列平行的钢板制成，钢板上有各种不同的孔洞。

孔道板阻性消音器具有良好的抗腐蚀性和结构强度，但其消声效果较网状阻性消音器略好。

3. 碟形阻性消音器碟形阻性消音器是一种由圆形钢制碟片组成的消音器。

这种消音器结构简单，但噪声降低效果较差。

4. 渡流板阻性消音器渡流板阻性消音器通过改变流体的方向和速度来消音。

这种消音器结构复杂，但在低频噪声控制方面有良好的效果。

5. 多孔材料阻性消音器多孔材料阻性消音器是一种先进的消声材料，通常采用多孔性聚合物或陶瓷制成。

这种消音器具有高降噪能力和良好的阻尼性能。

6. 直管阻性消音器直管阻性消音器是一种管形结构，由许多小孔洞组成。

这种消音器能够有效地消除高频噪声，并且易于维护和更换。

7. 金属纤维阻性消音器金属纤维阻性消音器是通过金属纤维的高阻抗来消除噪音的消音器。

这种消音器具有高降噪能力和优良的阻尼特性。

8. 旋转阻性消音器旋转阻性消音器是通过旋转或涡流的方式来消除噪音的消音器。

这种消音器可以有效地降低噪声，但需要消耗能量，因此运行成本较高。

9. 涡流阻性消音器涡流阻性消音器是一个复杂的结构，由数百个小孔和涡流发生器组成。

这种消音器可以消除低频和中频噪声，并且具有较高的降噪效率。

综上所述，9种阻性消音器各有优缺点，应根据具体需求进行选择。

在选型时，需要考虑消音器降噪效率、构造复杂度、维护成本和运行成本等各方面的因素。

消声器的种类如图10-9所示。

除(1)～(7)为阻性消声器，(12)、(13)为阻抗复合型消声器外，其余均属于抗性消声器。

抗性排气产生的噪声随气流从右侧的插入管1进入,通过穿孔管2在扩张室A中膨胀消声,气流再经隔板3上的孔进入扩张室B,又一次扩张消声,气流进入B后经过隔板5上的孔4进行收缩消声,然后进入扩张室C,又一次膨胀消声,再经过隔板6上的孔,进入扩张室D,再一次膨胀消声,经过穿孔管7气体收缩消声,最后经消声器的尾管8排入大气。

1．阻性消声器阻性消声器，亦称吸收消声器（absorptive muffler），是利用吸声材料的吸声作用，使沿通道传播的噪声不断被吸收而逐渐衰减的装置。

把吸声材料固定在气流通过的管道周壁，或按一定方式在通道中排列起来，就构成阻性消声器。

其消声原理是：当声波进入消声器，便引起阻性消声器内多孔材料中的空气和纤维振动，由于摩擦阻力和粘滞阻力，使一部分声能转化为热能而散失掉，起到消声作用。

阻性消声器对中高频范围的噪声具有较好的消声效果，应用范围很广。

它的型式有直管式、片式、蜂窝式、折板式、声流式、弯管式和迷宫式等多种，如图10-9中（1）～(7)所示。

2. 抗性消声器抗性消声器，亦称反应消声器（reactive muffler），是由声抗性元件组成的消声器。

声抗性元件类似于交流电路中的电抗性元件电容或电感，是对声压的变化、声振速度变化起反抗作用的元件，它们不消耗声能，但可贮蓄与反射声能。

抗性消声器的特点是：它不使用吸声材料，而是在管道上连接截面突变的管段或旁接共振腔，利用声阻抗失配，使某些频率的声波在声阻抗突变的界面处发生反射、干涉等现象，从而达到消声的目的。

抗性消声器对低中频范围的噪声具有较好的消声效果，它的型式有扩张室式、共振腔式、微穿孔板式和干涉型等多种，其结构简图见图10-9，(8)和(9)均是扩张室式，(10)是共振腔式，(11)是微穿孔板式，（14)是干涉型。

（1）扩张室消声器。

消声器是一种在允许气流通过的同时，又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。

它主要用于机械设备的进、排气管道或通风管道的噪声控制。

一个性能好的消声器，可使气流噪声降低20～40dB（A）。

但是，消声器只能降低空气动力设备的进排气口噪声或沿管道传播的噪声，不能降低空气动力设备的机壳、管壁等辐射的噪声。

消声器类型很多，按其降噪原理主要有如下三种类型：阻性消声器、抗性消声器、复合式消声器、微穿孔消声器和喷注型消声器。

一、阻性消声器阻式消声器：是通过吸声材料来吸收声能降低噪音，一般的微穿孔板消声器就属于这个类型，一般是用来消除高、中频噪声。

但是由于结构的原因，在高温、高湿、高速的情况下不适用。

阻性消声器是把吸声材料固定在气流通道内壁或按一定的方式在管道中排列起来，就构成了阻性消声。

1、阻性消声包括的形式：直管式、片式、折板式、声流式、蜂窝式、弯头式等。

适用范围：消除风机、燃气轮机进气噪声（即气体流速不大的情况）。

其中：F－消声器气流通道断面周长，m；S－消声器的气流通道截面积，m2；l－消声器的有效长度，m；Ψ(α0)－与材料的吸声系数有关的消声系数。

H.J. 赛宾经验公式： 降噪量与材料吸声性能和周长/截面比有关。

衰减量(LA) 消声器内部两点之间的声压级之差。

通常用消声器单位长度上的衰减量来表征，dB/m 。

LA 是减噪量，l 是消声器消声有效长度。

阻性消声器对消除高、中频噪声效果显著对低频噪声的消除则不是很有效其消声量与消声器的结构形式、空气通道横断面的形状与面积、气流速度、消声器长度以及吸声材料的种类、密度、厚度等因素有关护面板材料及其型式对消声效果也有很大影响。

护面材料可采用柔软多孔透气的织物如玻璃纤维布或穿孔板。

护面用的穿孔板一般采用薄钢板、铝板、不锈钢板加工制成。

为了发挥吸声材料的吸声性能穿孔板的穿孔率应大于20%，孔径3-10mm 。

阻性消声器一般宜在风速8m/s 以下，最大不应宜>12m/s, 微穿孔板消声器大()l SF L 4.103.1α=∆lL LA /∆=风速的情况下(15~20m/s)风阻较大. 常用吸声材料有玻璃纤维丝、低碳钢丝网、毛毡等2. 阻性消声器的高频失效频率在单通道直管消声器中，高频声随着通道面积的增大消声效果显著下降。

消声器是利用声的吸收、反射、干涉等原理，降低通风与空调系统中气流噪声的装置。

根据消声原理的不同可以分为阻性、抗性、共振型和复合型等。

一、阻性消声器阻性消声器利用吸声材料的吸声作用而消声的。

其构造是把吸声材料固定在气流流动的管道内壁，或按一定方式排列在管道或壳体内构成阻性消声器，吸声材料能够把入射在其上的声能部分地吸收掉。

声能之所以能被吸收，是由于吸声材料的多孔性和松散性。

当声波进入孔隙，引起孔隙中的空气和材料产生微小的振动，由于摩擦和粘滞阻力.使相当一部分声能化为热能而被吸收掉。

它对于高频和中频噪声效果较好，但对低频噪声消声性能较差。

1.管式消声器管式消声器是一种最简单的消声器，它仅在管壁内周贴上一层吸声材料，故又称“管衬”。

特点是制作方便，阻力小，但只适用于较小的风道，直径一般不大于400mm风管。

管式消声器仅对中、高频率吸声有一定的消声作用.对低频性能很差。

2.片式和格式消声器管式消声器对低频性能很差，对中、高额率噪声又易直通，并且当管道段面积较大时，会影响对高频噪声的消声效果，这是由于高频声波(波长短)在管内以窄束传播，当管道面积较大时，声波与管壁吸声材料接触减少，从而使高频声的消声量减少，因此对断面较大的风管可将断面分成几个格子，这就是片式及格式消声器。

片式消声器应用广泛，构造简单，格式消声器要保证有效断面积不小于风道断面，因而体积较大，每格的尺寸宜控制在200mm ×200mm左右。

片式消声器的片间距一般在100~200mm的范围内，片间距增大时，消声量会相应地下降。

二、共振型消声器吸声材料通常对低频噪声的吸收能力很低，单靠增加吸声材料的厚度来提高吸声效果并不经济，为了改善低频噪声的吸声效果，通常采用共振型消声器。

共振型消声器的形式是利用管道开孔与共振腔相连接，利用小孔处的空气柱和空腔内的空气构成了弹性共振系统，当外界噪声频率和此共振系统的固有频率相同时，小孔中的空气柱发生共振并与孔壁发生剧烈摩擦，摩擦可以消耗声能，从而达到消声的目的。

2.3 消声降噪工程复习要求1、熟悉各类消声器的消声机理、特性及其适用范围。

2、掌握各类消声器的设计和应用。

3、了解消声器性能的基本测量方法。

一、阻性消声器采用消声器降低噪声是主要的噪声控制之一，对于大多数以气流噪声为主要噪声源的设备和以气流通道为主要噪声传播途径的场所，消声器往往是有效的控制措施。

为了有效利用消声器控制气流噪声，实施消声降噪工程，首先要了解各类消声器的特性和设计方法，在噪声源和噪声传播途径识别基础上，选择合理的设计方案。

1、阻性消声器的分类阻性消声器的种类和形式很多，一般按气流通道的几何形状，可以分为直管式、片式、折板式、蜂窝式、迷宫式、声流式、盘式、弯头式等。

（1）直管式消声器是结构最简单的一种阻性消声器，吸声材料直接布置在管道内壁、根据管道的需要可以是圆形或方形。

由于只有一个气流通道，适合流量不大的情况使用。

（2）片式消声器适合较大风量和较大管道情况使用。

由于把大的管道分成多个尺寸较小的消声通道，即可以保持较大的气流通道，又增加了气流通道的吸声材料的周长，使之具有较好的消声效果。

（3）折板式消声器是在片式消声器的基础上，增加气流通道的长度和弯曲，增加噪声和吸声材料的接触时间，减少高频噪声的直接投射，适当地增加了消声效果，但是和片式消声器比较阻力也要增加。

（4）蜂窝式消声器的结构特点类似于片式消声器，只是为了进一步减小每一个消声器通道截面尺寸，把整个大的通道分成多个蜂窝式小的消声通道。

（5）迷宫式消声器是在直管消声器基础上，插入一些吸声障板，使声波不断的由一个小室绕行到另一个小室，从而增加了消声效果，特别在中低频率范围，当然阻力也要增加。

迷宫式消声器中的气流速度不宜太高。

（6）声流式消声器类似于折板式消声器，只是为了减小阻力，把通道加工成声流式。

声流式消声器阻力较低，但是结构较为复杂，加工难度较大。

（7）盘式消声器的形状类似圆盘，具有较小的长度，气流和声波通过圆盘四周辐射，适合于在某些情况下，现场条件和空间不容许安装较长形状的消声器。

汽车排气管消声器简介实用一份汽车排气管消声器简介 1汽车排气管消声器分类1、抗性消声器又称之反射式，它为绝大多数原装车所用，它不需担心吸音绵会随时间变化而失效，因而相对地耐用。

抗性消声器是在内部通过管道、隔板等部件组成扩张室、共振室等各种消声单元时，声波在传播时发生反射和干涉，降低声能量达到消声目的。

抗性消声器消声频带有限，通常对低、中频带消声效果好，高频消声效果差，货车多采用抗性消声器。

2、阻性消声器形状不同，气流方向也不一。

是在内部排气通过的管道周围填充吸声材料来吸收声能量达到消声目的的消声器。

对中、高频消声效果好，单纯用作汽车排气消声器较少，通常与抗性消声器组合起来使用。

它是有多孔管、吸音纤维，当废气通过多孔管与纤维接触时，后者产生振动并因为摩擦、粘滞而产生热能，噪音就是在这过程中被转化的，因此也叫吸音过程。

阻形消声器有着体积小的特点，因而大多数原装车的中鼓都喜欢使用阻形，想充分发挥其消声功能的的话，安装位置一般较靠引擎方向。

大量试验表明，阻性消声器对引擎中、高频噪声的抑制效果要好于其对中低频的。

同样一种情况，抗性排气的表现与阻性正好相反。

3、阻抗复合型消声器其特点是既有膨胀室，又有吸音纤维。

分别用抗性消声单元和吸声材料组合构成的消声器，它合并了前两种消声器的特点。

，对应范围广，体积更灵活，但造价也相对地高。

汽车排气管消声器工作原理消音器的原理就是其排气管是由两个长度不同的管道构成，这两个管道先分开再交汇。

由于两个管道的的长度差值等于汽车所发出的声波的波长的一半，使得两列声波在叠加时发生干涉时相互抵消而减弱声强，使声音减小，从而起到消音的效果。

阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。

把吸声材料固定在气流通道的'内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消声器。

当声波进入阻性消声器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消声器的声波减弱。

阻性消声器就好象电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻。