消聲器是一種在允許氣流通過的同時,又能有效地阻止或減弱聲能向外傳播的裝置。
它主要用于機械設備的進、排氣管道或通風管道的噪聲控制。一個性能好的消聲器,可使氣流噪聲降低20~40dB(A)。但是,消聲器只能降低空氣動力設備的進排氣口噪聲或沿管道傳播的噪聲,不能降低空氣動力設備的機殼、管壁等輻射的噪聲。
消聲器類型很多,按其降噪原理主要有如下三種類型:阻性消聲器、抗性消聲器和復合式消聲器。
安裝在管道中或進、排氣口上的消聲器,能讓氣流通過,對噪聲具有一定的消減作用,其性能主要包括:聲學性能、空氣動力性能、結構性能,具體來講,對一個好的消聲器要有五方面的基本要求:
1)聲學性能要求。具有高的消聲值和寬的消聲頻率,即在所需要的消聲頻率范圍有足夠大的消聲量;
2)空氣動力性能要求。消聲器的氣流阻力小,安裝消聲器后所增加的阻力損失,要控制在實際容許的范圍內;
3)機械結構性能要求。體積小,重量輕,結構簡單,便于加工,安裝和維修;
4)外形和裝飾的要求。符合實際安裝空間的需要,美觀大方,表面裝飾與設備相協調
5)價格費用要求。價格便宜,使用壽命長。
消聲器聲學性能評價量
消聲器聲學性能評價量有插入損失(IL)、傳聲損失(TL)、減噪量(LNR)、衰減量(LA)。
1.插入損失(IL) 系統中插入消聲器前后在系統外某點測得的聲功率級之差。在聲場分布情況近似保持不變時,也可用指定測點上聲壓級差代替。插入損失適合現場測量。它反映了聲源、消聲器及其末端聲學特性的綜合效果,不單純代表消聲器的效果。
2.傳聲損失(TL) 消聲器進口端聲功率級與出口端聲功率級之差。由于聲功率不宜直接測量,一般通過聲壓求得。傳聲損失僅反映消聲器本身的特性,不受聲源、管道及出口端的影響。
3.減噪量(LNR) 消聲器進、出口端測得的平均聲壓級之差。
4.衰減量(LA) 消聲器內部兩點之間的聲壓級之差。通常用消聲器單位長度上的衰減量來表征,dB/m。
消聲器的空氣動力性能
消聲器結構性能
消聲器分類
阻性消聲器
消聲原理:利用吸聲材料消聲。把吸聲材料固定在氣流通道內壁或按一定的方式在管道中排列起來,就構成了阻性消聲器,與電學類比,吸聲材料就相當于電阻,故稱阻性消聲器。
包括的形式:直管式、片式、折板式、聲流式、蜂窩式、彎頭式等。
消聲的頻率特性:具有中、高頻消聲性能。
適用范圍:消除風機、燃氣輪機進氣噪聲(即氣體流速不大的情況)。
消聲原理:通過控制聲抗的大小來進行消聲的。與阻性消聲器不同,它不使用吸聲材料而是在管道上接截面積突變的管段或旁接共振腔,利用聲阻抗的改變,使某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面發生反射、干涉等現象,從而在消聲器的外測,達到了消聲的目的。
包括的形式:擴張室式、共振腔式、干涉型。
消聲的頻率特性:具有中、低頻消聲性能。
適用范圍:消除空壓機、內燃機、汽車排氣噪聲(氣體流速較高氣速的情況)
消聲原理:把阻性與抗性兩種消聲原理通過適當結構復合起來而構成的。可定性地認為阻性和抗性在同一頻帶的消聲值的疊加(并非簡單的疊加關系)。
包括的形式:阻~擴型、阻~共型、阻~擴~共型等。
消聲的頻率特性:具有低、中、高頻消聲性能。
適用范圍:消除鼓風機、大型風洞、試車臺噪聲。
消聲原理:利用微穿孔板吸聲結構制成的消聲器。
包括的形式:單層微穿孔板、雙層微穿孔板等。
消聲的頻率特性:具有低、中、高頻的寬帶消聲性能。
適用范圍:適于高溫、潮濕,有水、有油霧及特別清潔衛生的場合。
消聲原理:不是在聲音發出后進行消除,而是從發生機理上使干擾噪聲減小。噴注噪聲值頻率與噴口直徑成反比,如果噴口直徑變小,噴口輻射的噪聲能量將從低頻移向高頻(頻移),于是低頻噪聲被降低,而高頻噪聲反而升高,如果孔徑小到一定值時,噴注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍。
包括的形式:小孔噴注型、降壓擴容型、多孔擴散型 、引射摻冷型等。
消聲的頻率特性:具有低、中、高頻的寬帶消聲性能。
適用范圍:消除壓力氣體排放噪聲,如鍋爐排氣、高爐放氣、化工廠工藝氣體放散。
消聲器設計原則
1.根據噪聲源所需的噪聲量、空氣動力性能要求以及空氣動力設備管道中的防潮、耐蝕、防火、耐高溫等要求,選擇消聲器的類型。
2.根據聲源空氣動力性能的要求,考慮消聲器的空氣動力性能,是消聲器的阻力損失控制在機械設備正常的工作范圍內;
3.設計消聲器時,考慮到氣流再生噪聲的影響,是氣流再生噪聲小于環境允許的噪聲級;
4.注意消聲器和管道中的氣流速度;
5.還應考慮到隔聲及堅固耐用、體積大小與空氣機械設備匹配問題。
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低、中頻為主(離心式通風機) |
阻性或阻抗復合式消聲器 |
帶寬噪聲源(高速旋轉鼓風機、燃氣輪機) |
阻抗復合式消聲器或微穿孔板消聲器 |
脈動性低頻噪聲源(空氣內燃機) |
抗性消聲器或微穿孔板消聲器 |
高壓、高速排氣放空噪聲(排氣噪聲) |
小孔消聲器 |
潮濕高溫、油霧,有火焰空氣動力設備 |
抗性消聲器或微穿孔板消聲器 |
節流降壓的消聲量按下式計算 Z=r+jwm=jctg(WD/c)
式中: ρ--空氣密度(kg/cm3); c--空氣中聲速(m/s); D--腔深(mm); m--相對聲質量; r--相對聲阻; W--角頻率,W=2πf(f為頻率);
實例應用舉例說明
(一)噪聲控制標準
(二)消聲器設計要求
a)根據工程的通風空調平面圖、系統圖(電子文件)、風機相應參數(如風量、風壓、倍頻噪聲值、轉速、電機功率、效率、葉片數等)進行系統消聲設計及消聲器的選型配置。
b)對各風亭進行噪聲計算并提供綜合噪聲治理方案,該方案必須達到地面風亭的噪聲控制標準;如在工程實施過程中,買方的風機參數、通風空調系統的設計發生修改后,應及時修改消聲方案;并保證最終使用效果滿足噪聲控制標準。
c)消聲器設計的片間風速應不大于12m/s。
1) 材料、部件要求
(1)材料要求
a)消聲器采用的全部材料,必須符合國家或行業標準規定的牌號、規格、品種。
b)材料性能應能滿足消聲器使用安全及壽命要求。
c)采用的吸聲材料應滿足JC/T 469-2005《吸聲用玻璃棉制品》的要求,應為超細玻璃棉,且應經過國家認可的聲學試驗室鑒定,有詳細吸聲系數與頻譜特性,資料數據齊全。承包商應提供其直徑及填充密度。
d)吸聲材料允許容量誤差應不超過±5%,允許含濕量不大于5%,含雜質量不大于3%。
(2)吸聲材料護面結構
a)對于室內安裝的消聲器,吸聲材料護面、消聲片兩端的導流罩均應采用厚度為不小于0.8mm的熱鍍鋅鋼板,其厚度應保證護面穿孔后在正常使用壽命內,在正常風速及消聲材料擠壓力作用下不發生變形,其鍍鋅層厚度應不小于175g/m2,穿孔后應有在運行過程中保證由于穿孔而不使鋼板銹蝕的措施及詳細的方案說明,并提供相應的使用實例證明材料。
b)吸聲材料護面板的穿孔率應滿足消聲性能要求,平面度不應超過2/1000(mm),穿孔板邊緣要求平整,表面應光滑無毛刺,無污物或銹痕,孔板平面度按GB1184未注公差D級精度執行,孔板最小周邊距不小于5mm。
c)采用粘貼玻璃布的穿孔板護面層,其玻璃布應為平紋無堿玻璃布,并不允許有堵塞孔洞的情況。
d)吸聲材料護面的開孔率、孔徑的大小應針對該工程的聲學特性進行方案的詳細比選,并進行詳細的方案說明;同時推薦的開孔方案應使得消聲器在運行的過程中雨水不易透過護面進入吸聲體、吸聲孔不易被灰塵堵塞、方便清理表面灰塵等特性。
e)消聲器密封材料應采用理化性能穩定、耐高溫、抗老化沖擊、無腐蝕并不產生污染的橡膠制品或者其他材料。
f)全部標準件、外構件、外協件應有產品檢驗證明或者產品合格證。
(3)框架要求
2) 消聲彎頭(超細玻璃棉)
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