注册环保工程师

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阻性消声器上限失效频率及其控制

阻性消声器的气流通道截面不宜过大，对于一定截面积的气流通道，当入射声波频率高至一定限度时，相应的声波波长与气流通道宽度(或直径)相比较短，声波将以窄束形式沿通道传播，不与或很少与吸声饰面作用，导致了消声器的消声量明显降低。图5-2-44是气流通道间距为400mm时，不同长度的消声器的消声频率特性。从图上可以看出，在2000Hz以上的高频区域，尽管其他参数没变，材料的吸声系数还增加，但消声量已有明显下降。我们把产生这一现象所对应的频率定义为上限失效频率，也称之为高频失效频率。

在进行消声器的设计时，对于小流量的细管道，可采用直管式消声器。但当流量较大时，通道面积也较大，相应的上限失效频率较低，导致了调频区域消声效果很差，其结果是消声器总的消声量也不会很高。在这种情况下，要想增加直管式消声器的消声量，只能设法增加吸声饰面的表面积，也就是增大通道截面的周长或者增加消声器的长度。当然，从公式中也可以看出，减少通道的截面积也可以增加消声量，但却会由于流速的增加而引起加大阻力的损失。若要在比较宽的频带范围内获得足够大的消声量，可以采用片式或蜂窝式消声器结构，把大的消声器通道分成若干小的通道，每个通道的截面积小了，提高了上限失效频率，同时增加了吸声面的表面积而增大了消声量。

片式消声器的消声量和通道的宽度有关，保证通流面积不变情况下，通道宽度越小，消声量越大。

在通道宽度确定之后，片式消声器的气流通道高度和通道数目直接影响消声器空气动力指标的好坏。一般通道宽度可取100~250mm，吸声层厚度可取50~100mm。

直角弯道消声器就是利用在弯头通道的内壁衬贴吸声材料，来达到提高中、高频消声目的。

二、共振腔消声器的设计

在共振腔消声器中，同轴式共振腔消声器，即在气流通道的一定位置上，局部打一定排列的孔与共振腔相连，使用最为广泛。

按以下步骤进行设计

(1)根据要消除的主要频率和所要求的消声值(倍频程或1/3倍频程)确定相应的K值。

(2)确定K值后，按所确定的关系，求出共振腔的体积和传导率。

(3)在容积和传导率确定后，即可设计消声器的具体几何参数。对于确定的共振容积来说，可以有多种不同的几何形状和尺寸;对于同样的传导率数值，也可以有多种孔径、板厚、穿孔数的组合。

设计时的注意事项

①共振腔的尺寸应小于共振频率相应波长的1/3，以保证共振腔可以视为集中参数元件。

②穿孔位置应集中共振腔的中部，所占范围应小于共振频率波长的1/12，穿孔不能过密或过稀，避免传导率的降低及声波的干涉。孔心距应大于或等于孔径的5倍。

共振腔消声器的优点是特别适用于低、中频成分突出的噪声，且消声量也比较大，这恰恰是一般阻性消声器的弱点。其缺点是消除噪声的有效频率范围窄，如果要增加共振结构的声阻，可以适当扩展有效消声频率范围。于在共振腔中增加一些较大的材料，如多孔吸声材料，或在孔颈处贴薄而透声的材料，如纤维布等。在实际工程中，也经常采用多节共振腔串联的方法，把两个以上不同共振频率的共振腔串接起来，可以有效地扩展消声频率范围

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