机械振动与噪声培训课件

（1）通流面积S=0.00785m2，由D=10lg(1+2β2)，求得β=4
(2)空腔体积V c S 340 4 0.00785 0.027(m3)
fr
3.14 125
G ( 2 fr )2 •V ( 2 3.14125)2 • 0.027 0.144m
c
340
fr
c
2
GV
GV 2S
b.改善消声特性的方法： 在扩张室内插入内接管
c.上、下限截止频率：
2. 共振式消声器
利用共振吸声原理进行吸声。
优点：适用于低中频频段 缺点：消声频带窄
2. 共振式消声器
a.消声量的计算： 对频率为f 的声波的消声量为：
2
D
Biblioteka Baidu10
lg1
f
fr fr
f
2
c
fr 2 G V
G nS0 n d 2 , GV
3.设计消声器时，考虑到气流再生噪声的影响，使气流再 生噪声小于环境允许的噪声级；
4.注意消声器和管道中的气流速度；
5.还应该考虑到隔声及坚固耐用、体积大小与空气机械设 备匹配问题。
1.00
0.88
0.75
0.45
1.1
1.3
1.3
1.2
1.2
1.1
0.78
0.86
0.85
0.83
0.80
0.78
9.2.2 抗性消声器
不使用吸声材料，依靠管道截面的突变或旁接 共振腔，通过声波的反射、干涉降低声能量。 优点： 不需要使用多孔吸声材料，耐高温、抗潮，
流速较大，洁净要求较高的条件有优势。
1.插入损失
插入损失：系统中插入消声器前后管道出口端噪声 的声功率级之差，单位分贝。
2.传递损失Dt
传递损失：消声器进口端声功率级与出口端声 功率级之差。
3. 传递声压级差
消声器进口端面测得的平均声压级与出口端 测得的平均声压级差。
4. 插入声压级差
安装消声器前后在同一点测得的声压级差或 同一小块面积得到的平均声压级差。
优点：在较宽的中、高频范围内消声，特别是 对刺耳的高频声消声效果明显。 缺点： 在高温、高速、含水蒸汽、含尘、含油以及
对吸声材料有腐蚀性的气体中寿命短，消声 效果差； 对低频噪声消声效果不理想。
3.高频失效频率
c—声速，m/s； deq—消声通道的等效直径，m
4.常用阻性消声器的类型
1. 直管式 2.片式
（3）确定设计方案为与原管道同轴的圆筒形共振腔，内径为100mm， 外径为400mm，则共振腔的长度为：
l
4V
(d
2 2
d12 )
4 0.027 (0.42 0.12 )
m
0.23m
选用t 2mm厚的钢板，孔径d 0.5cm，由G= nS0 t 0.8d
求得开孔数为n 44个
(4)验算
c fr 2
缺点：加工复杂，造价较高。
5. 蜂窝式消声器
优点：中、高频消声效 果好，可根据不同的适 应范围，设计单元结构。
缺点：阻力损失较大， 阻力系数一般在1-1.5之 间，用于风量较大、流 速较低的情况。
6. 室式消声器
优点：消声频带较宽， 消声量较大。
缺点：阻力损失较大， 占用空间也大，一般适 用于低速进排风消声。
消声器
锅炉烟囱消声器 汽车消声器
Chapter 9 消声器
9.1 消声器性能评价 9.2 消声器的分类和消声机理 9.3 消声设计
9.1 消声器性能评价
9.1.1 声学性能 9.1.2 空气动力性能 9.1.3 结构性能
9.1.1 声学性能
1.插入损失 2.传递损失 3.传递声压级差 4.插入声压级差
9.1.2 空气动力学性能—阻力损失
a.局部阻力损失
b.摩擦阻损:是由于气流与消声器各壁面之间的摩擦而产
生的阻力损失。
Hf
l D
u2 2
9.1.3 结构性能
材料坚固、耐用； 体积小、重量轻； 结构简单、便于加工、使用、价格便宜。
消声器的基本要求
声学性能 空气动力性能 结构机械性能 外观要求 价格要求
9.2 消声器的分类和消声机理
阻性消声器
抗性消声器
消
声
微穿孔板消声器
器 有源消声器
扩散性消声器
9.2.1 阻性消声器
1.消声机理：内设吸声材料或结构 一维公式：
经验公式（无规入射）：
0 :消声器的消声系数
L :消声器横截面铺设吸声材料的边长总和，m l: 消声器长度，S：消声器截面积
2. 阻性消声器的优缺点
缺点：较大的压力损失
应用实例:某型号风机，风量为40m3/min，进气管口直径为200mm，
距进气口3m处测得的噪声频谱如表。要求消声后在距进气口3m处达 到NR90，试对进气口作阻性消声器设计。
序 号
项目
63 125
进气口噪声
1
/dB
109 112
降噪要求
2
/NR90
107 100
3 消声量/dB
2
12
4
L/S
20
20
5 消声器长度/m 0.25 0.86
6
Φ(α0)
0.4
0.7
7
α0
0.03 0.52
倍频程中心频率/Hz 250 500 1000 2000
104
115
116
108
4000
104
8000
94
95
92
90
87
86
84
9
23
26
21
18
10
20
20
20
20
20
20
0.86
0.89
G
c
V 125Hz; f上 1.22 D 1037Hz
在消声范围内不会出现高频失效问题。
孔5 44
400
100
230
3. 干涉式消声器
原理： 借助于相干声波相互抵消作用，来达到消声目的。
分类： 无源(被动式)消声器和有源(主动式)消声器两类。
特点： 具有显著的频率选择性。
无源消声器：
将声波分成两路， 在并联的管道内分 别传播不同的距离 后，再汇合在一起。
有源消声器
人为外加相位相反的声波使它们产生干涉而抵消。
9.2.3 阻抗复合式消声器
9.2.4 微穿孔板式消声器
9.2.5 扩散消声器
降低流速极高的 排气放空噪声
1.小孔喷注消声器 2.多孔扩散消声器 3.节流减压消声器
1.小孔喷注消声器
高压、高速排气放空噪声（排气噪声）
潮湿高温、油雾，有火焰空气动力设备
具体采取措施 阻性或阻抗复合式消声器 阻抗复合式消声器或微穿孔板消声器
抗性消声器或微穿孔板消声器 扩散消声器 抗性消声器或微穿孔板消声器
9.3 消声设计原则
2.根据声源空气动力性能的要求，考虑消声器的空气动力 性能，使消声器的阻力损失控制在机械设备正常的工作 范围内；
7. 迷宫式消声器
优点：可用于流量大、流速低，要求消声量高的 情况。
缺点：气流速度不能过大，否则产生的阻力损失 较大。
8. 盘式消声器
优点：阻损小，体积小，重量轻、安装简便 用于锅炉鼓风机进风口消声、各类风机进风口或管道开口
端。隔声罩、室顶部的散热消声器风口。
9. 弯头式
优点：结构简单、体积 小，占地少，在通风空 调工程中应用普遍
t 0.8d 4(t 0.8d )
2S
2. 共振式消声器
2. 共振式消声器
某一频带内共振时的消声量：
倍频带： D 10 lg(1 2 2 )
1/3倍频带： D 10 lg(119 2 )
2. 共振式消声器
b.改善消声性能的方法：
选定较大的β 值； 增加声阻； 多节共振腔串联。
应用实例：在管径为100mm的常温气流管道上，设计一单腔共振消声器， 要使其中125Hz的倍频程上有15dB的消声量。
3.蜂窝式
4.折板式 5. 声流式 6.室式
7.迷宫式 8.盘式
9.弯头式
2. 片式消声器
优点：结构不复杂，中、高频消声效果好， 阻力系数较小。
3. 折板式消声器
优点：适用于压力和噪声较高的设备。 缺点：大大增加了阻力损失。
4. 声流式消声器
优点：可达到高消声、低阻损的要求，阻力系数介 于片式和折板式消声器之间，适用于大断面流通管 道。
对低频噪声有较好的效果。
常用抗性消声器的类型
1.扩张室式消声器 2.共振式消声器 3.干涉式消声器
1. 扩张室式消声器
利用管道横断面的扩张和收缩引起的反射和干涉现 象进行消声。
1. 扩张室式消声器
a.消声量的计算： 消声器的传递损失：
D0
b.改善消声特性的方法： 多节扩张室串联
v f p 0.2 Djet
2.多孔扩散消声器
3.节流减压消声器
9.3 消声设计原则
消声措施适用于降低空气动力性机器、设备的噪声。
1.根据所需降噪量、空气动力性能要求以及空气动力设备管道 中的防潮、耐蚀、防火、耐高温等要求，选择消声器类型。
噪声源 低、中频为主（离心式通风机） 带宽噪声源（高速旋转鼓风机、燃气轮 机） 脉动性低频噪声源（空气内燃机）