消声器结构设计项目目的：了解常用消声器类型、消声器原理、常用消声器设计目录应注意的问题及设计方法 1 消声器性能评价 2 消声器分类及消声机构 3 阻力消声器 4 阻力消声器 5 其他消声器6 降噪设计与总结 1 消声器性能评价 消声器的性能主要包括：声学性能、气动性能和结构性能。 具体来说，一个好的消声器有五个基本要求： 1）声学性能要求。 消音值高，消音频率宽，即在要求的消音频率范围内有足够大的消音量； 2）气动性能要求。 消声器气流阻力小，安装消声器后减少的阻力损失应控制在实际允许范围内； 3）机械结构性能要求。 体积小、重量轻、结构简单，易于加工、安装和维修； 4）外观装饰要求。 符合实际安装空间的需要，美观大方，表面装饰与设备相协调。 5）价格要求。 该系统成本低，使用寿命长。 1.1 声学性能评价消声器的声学性能评价包括：插入损失（IL）、传声损失（TL）、降噪（LNR）、衰减（LA）。 1、插入损耗（IL）：消声器插入系统前后在系统外一点测得的声功率级之差。 当声场分布基本保持不变时，也可用指定测点处的声压级差代替。
2、传声损失（IL）：消声器进口端声功率级与出口端声功率级之差。 由于声功率不适合直接检测，通常通过响度获得。 传声损失只反映消声器本身的特性，不受声源、管道、出口的影响。 3. 降噪(LNR)：消声器入口和出口测得的平均声压级之差。 1.2 空气动力性能消声器的空气动力性能是指消声器对气流阻力的大小。 一般用风阻系数或阻力损失来表示，包括摩擦阻力损失和局部阻力损失两部分。 阻力系数：安装消声器前后的总压力差与总压力的比值。 阻力损失：与入口相比，出口处静水压力的增加。 摩擦阻力损失：是气流与消声器壁面摩擦产生的阻力损失。 局部阻力损失：指气流通过消声器截面突然变化时形成的阻力损失。 如膨胀、收缩、转动等。 1.3 结构性能消声器的结构性能是指其外观规格、牢固度、维护要求、使用寿命等，也是评价消声器性能的指标。 好的消声器除了具有良好的声学性能和空气动力性能外，还应具有体积小、重量轻、结构简单、外形美观、加工方便、经久耐用、使用寿命长、维护简单、成本低廉等特点。 和其他特征。 评价消声器的上述三个方面的性能既相互关联又相互制约。 考虑到消声器的消声性能，实际上在要求的频率范围内消声体积越大越好； 同时，必须考虑气动性能要求。
例如，车辆上的排气消声器如果阻力太大，会降低动力损失，甚至影响汽车的行驶。 消声器的声学性能和空气动力性能相结合的同时，还必须考虑结构性能要求，不仅要坚固耐用，还要防止体积过大和安装困难。 在实际使用中，这三方面的性能要求要根据具体情况具体分析，并有所侧重。 2、消声器的分类及作用机理 消声器的种类很多。 按降噪原理主要有以下几种： 2.1 阻性消声器 2.2 阻性消声器 2.3 复合型消声器 2.4 微孔消声器 2.5 注射式消声器 2 消声器的分类及消声机构的分类图例 2.1 阻性消声器的原理消音器：借助吸音材料消音。 将吸声材料固定在气流通道内壁上或按一定形式布置在管道中，就构成了阻性消声器。 与热类比相比，吸音材料相当于电阻值，故称阻性消声器。 包括方式：直管式、片式、折板式、声流式、蜂窝式、弯头式等。 降噪频率特性：具有中、高频降噪性能。 适用范围：去除风机、燃气轮机的进气噪音（即二氧化碳流量不大时）。 2.2 电阻消音器的降噪原理：通过控制声阻的大小来进行降噪。 与阻性消声器不同的是，它不采用吸声材料排气管消声器原理，而是在管道旁连接截面积突变的管段或谐振腔。 借助于声阻抗的变化，各个频率的声波在声阻抗突变的界面处被反射。 、干扰等现象，所以在消声器的外部试验中，达到了消声的目的。
包括方式：膨胀腔式、谐振腔式、干涉式。 降噪频率特性：具有中低频降噪性能。 适用范围：去除空压机、内燃机、汽车尾气噪声（在二氧化碳流量大的情况下） 2.3 阻抗复合消音器 消音原理：将阻力和阻力两种消音原理通过适当的结构组合而成. 可以定性的感受到电阻的降噪值与同频段电阻的叠加（不是简单的叠加关系）。 包括方法：电阻膨胀式、电阻普通式、电阻膨胀普通式等。 降噪频率特性：低、中、高频降噪性能。 适用范围：去除鼓风机、大型风洞、试验台的噪声。 2.4 微穿孔板消声器消声原理：消声器采用微穿孔板吸声结构。 包括方式：双层微穿孔板、双层微穿孔板等。 降噪频率特性：具有低、中、高频宽带降噪性能。 适用范围：易低温、潮湿、水、油雾及非常清洁卫生的场合。 2.5 小孔喷射消声器降噪原理：声音发出后不是清除，而是从发生机理上降低干扰噪声。 喷射噪声值的频率与喷嘴的半径成正比。 如果喷管半径变小，喷管辐射出的噪声能量就会由低频向高频偏移（频移），因此低频噪声增大，而高频噪声则相反。 如果孔径减小到一定值，注入噪声就会移动到人耳不敏感的频率范围。 包括方法：小孔喷射式、减压膨胀式、多孔扩散式、喷射混冷式等。
降噪频率特性：具有低、中、高频宽带降噪性能。 适用范围：去除压力二氧化碳排放噪声，如窑炉尾气、高炉漏风、鞋厂二氧化碳排放等。 3 阻性消声器的理论估算公式： 其中：F——消声器气流通道截面的边长，m； S——消声器的气流通道截面积，m2； l——消声器的有效宽度，m； ψ(α0)——与材料的吸声系数有关的声衰减系数。 HJ萨宾的经验公式：降噪量与材料吸声性能的边长/截面比有关。 3.1阻性消声器消声示例：采用相同的吸声材料（平均吸声系数0.46）衬砌消声器管道，管道有效宽度为2m，管道有效截面积为管道为1500cmcm2。 当截面形状为正方形、正圆形和1:5正方形时，哪种截面形状的声衰减最大？ 哪个最小？ 解：1）当管道为方形时，由于管道的有效半径为：截面的边长为： 声衰减为： 3.1 阻性消声器的声衰减 2）当管道为正圆时，管道截面的边长 对于：声衰减为： 3）当管道为1：5圆形时，管道的截面长度和宽度分别为： 管道截面的边长为： 声衰减为： 为此，有：ΔL3>ΔL2>ΔL1。 即当管道截面积一定时，圆形管道的声衰减最大，方形管道的声衰减最小。 3.2 阻性消声器的高频失效频率在单通道直管消声器中，随着通道面积的减小，高频声的消声效果显着增加。
由于频率超过一定值，不符合平面波传播规律，窄波束传播的声波不接触吸声材料，吸声效果增加。 当声波的波长大于通道截面规格的一半时，吸声效果增强，这个频率称为高频失效频率。 其经验公式： 式中：c——波速ms-1； ——消声通道截面的等效周长m（方形管道为半径；圆形管道为周长的平均值，其他管道为面积的平方根）。 若f>fc，每降低一个外频，消音量增加1/3，其计算公式为：f低于fc的外频频段数。 风量大的粗管道应设计成多通道。 3.3 气流速率对阻性消声器的影响主要表现在两个方面： 1）气流的存在导致消声器中声传播规律和声衰减规律的改变。 a) 顺水而行时（气流与声音传播方向相同），由于管道中二氧化碳流速不均匀，根据折射原理，声波向管壁弯曲，促进降噪； b) 逆流时（气流与声音传播方向相反），声波向管道中心弯曲，减少了声波与吸声材料的接触，不利于降噪。 2）气流在消声器中形成附加噪声，即气流再生噪声。 气流通过消声通道时，由于局部阻力或摩擦阻力而形成湍流，并相应地辐射出一些噪声； 当气流爆发时，消声器的预制构件振动并辐射噪音。 气流速率越高，气流再生的声音越大。 3.3 气流速率对阻性消声器的影响 直通管道消声器中气流再生噪声的计算公式为：气流再生噪声一般为低频噪声，声压随频率的升高而逐渐增大。
气流再生噪声外部频率范围声压级计算公式为：消音器应用于现场时，气流对其性能影响的大小需要结合噪声源的硬度、气流速度和消音器的结构。 ; 不同的结构允许在管道中有不同的风速。 3.4 常用阻性消声器的种类3.4 常用阻性消声器的种类3.4 常用阻性消声器的种类3.4 常用阻性消声器的种类3.4 常用阻性消声器的种类3.4 常用阻性消声器的种类3.4 常用常用阻性消声器种类 3.4 常用阻性消声器种类 3.4 常用阻性消声器种类 3.4 常用阻性消声器种类 低温、防潮； 高流速，清洁； 对低频、窄带噪声效果好。 常用阻性消声器的种类 1.膨胀室消声器 2.共振消声器 3.干扰消声器 4.1膨胀室消声器（膨胀消声器） 1.降噪原理：声波在管道断面突然膨胀（或收缩），导致管道内声阻抗的突然变化，改变声波传播方向，在管道内产生反射、干涉等现象，进而达到降噪的目的。 2、消声器容积估算：（单节）式中m=S2/S1=S2/S3称为消声器膨胀比，l为膨胀室宽度。 S-消声器的气流通道截面积m2，k-换算系数3.频率特性：when：when： 4.1 Expansion chamber muffler（膨胀型消声器） 4.1 Expansion chamber muffler（膨胀型消声器） 4.1 Expansion chamber Muffler（膨胀消声器） 4.1 膨胀室消声器（Expansion Muffler） 4.2 共振消声器 1、消声原理：借助共振吸声原理，在声波的作用下，管壁上的气柱形成振动。 ，气柱与腔壁的摩擦将部分声能转化为热能并耗散掉； 同时，由于声阻抗的突然变化，声波被反射和干涉，导致声能衰减。
当系统的固有频率与声波的频率发生共振时，消耗的声能最多，衰减量也最大。 2. 消声量的估算：声阻抗的突然变化引起声波的反射和干涉，造成声能的衰减。 当系统的固有频率与声波的频率发生共振时，消耗的声能最多，衰减量也最大。 3、谐振频率：消声器在某一频段的量：外频率范围的1/3一致，在考虑设计方案时，应注意以下条件： (1)谐振器的几何规格应大于共振频率波长的 1/3。 当共振频率较高时，该条件不易满足。 此时不能将谐振腔视为集总参数系统，而应考虑声波在腔内的传播特性。 (2)穿孔位置应集中在共振消声器的中部，穿孔范围应大于此。 相邻孔之间的孔中心距通常应为孔径的5倍。 当穿孔数量较多时，穿孔范围集中和孔中心距小于5倍孔径这两个要求之间往往存在矛盾。 在这些情况下，可以采用将空腔分成多个段以分布穿孔的位置。 (3)共振消声器在消声频率范围内也存在高频失效问题。 使用共振消音器的上限截止频率来验证消音器的设计。 4.3 干扰消声器 1、消声原理：依靠相干声波的相互抵消来达到消声的目的。
2.分类：被动式（passive）消声器和主动式（active）消声器。 三、特点：明显的频率选择性 5 其他消声器 5.1 阻抗复合消声器 5.2 微孔板消声器 5.3 扩散式消声器 5.3 扩散式消声器 6 消声器设计 6.2 消声器设计方案 6.3 阻性消声器 装置设计概述 a． 确定消音器的数量： b． 选择消音器的结构 管道半径：500mm 片状、蜂窝状或其他方式 c． 选择合适的吸音材料 d． 确定消音器的厚度 e． 合理选用饰面结构的吸声材料f． 降噪功效计算：高频故障频率：气流再生影响：压力损失 6.4 阻力消声器设计概要 a． 确定消声量： b． 选择消声器的结构 c． 确定消声器厚度 d． 检查消音效果： 在线截止频率： 离线截止频率： e． 根据校核计算结果改变消声器结构。 6.4 抗性消声器设计小结 【例】在内径100mm常温气流管道上设计单腔谐振式消声器，要求在125Hz外频范围内有15dB的消声量。 6.4 阻性消声器设计总结【解】⑴气流面S=0.00785m2由公式TL=15dB计算，推算出K=3.913≈4。 同轴管路圆柱形谐振腔，管径为100mm，若管径为400mm，则谐振腔宽度为：L=0.25m； 选用长度t=2mm的厚板，孔径d=5mm，由G=nS0/(t+0.8d)可得开孔数n=44。
⑷ 检查计算：高频故障频率； 声波波长是否小于谐振腔消声器最大规格的3倍。 单节膨胀室消音器的频率特性曲线 4. 改善降噪特性的途径： 单节膨胀室的主要缺点是传声损失在kl=nπ时为零，即有很多通过频率。 解决方法是将多个膨胀室串联起来：每段通过频率不同，以增加消音容积。 插入内连接管：在膨胀室两端插入1/2和1/4管，分别清除n为质数和n为质数时的通过频率。 二段式膨胀室消声器的频率特性曲线 5.上下限截止频率：膨胀室截面减小时高频声波的窄束传播失效也存在，因此有一个上限频率：对于高于某个频率的声波，降噪效果的损失，有一个下限频率：fr-共振频率； V型腔体积； S——空气流道截面积； G-电导率； k-降噪系数 t-谐振腔厚板长度； S0-开口面积； d——开口半径； n-开数 4.提高降噪性能的途径：选择较大的K值； 降低声阻； 串联多个谐振腔，错开谐振频率。 5、上限截止频率： 6.1消声器的设计原则 1、根据噪声源要求的噪声级、气动性能要求、防霉、耐腐蚀、防火、低温等要求选择消声器气动设备管道中的阻力。 类型。 2、根据声源气动性能的要求，考虑消声器的气动性能，使消声器的阻力损失控制在机械设备的正常工作范围内； 3、设计消声器时考虑了空气再生噪声的影响，空气再生噪声大于环境允许的噪声级； 4、注意消音器和管路中的气流速度； 5.还应考虑隔音、耐用性、尺寸和空气机械设备。
阻性消声器或微孔板消声器 脉动低频噪声源（空气内燃机） 小孔消声器 高压、高速排气 排气噪声（排气噪声） 阻性或阻抗复合消声器 中低频（离心式）通风机）阻抗复合消声器或微穿孔板消声器 带宽噪声源（高速回转鼓风机、燃气轮机）抗阻消声器或微穿孔板消声器 闷热、低温、油雾、火焰 气动设备 噪声源、噪声源、运行条件、设备、空气动力特性、噪声源现场调查与特性分析、了解环境特性、选择噪声控制标准、确定受声点允许噪声级和各频段声压级估算、设计合适的消声器校核计算 其降噪效果（检查上下截止频率、消声器压力损失、实际降噪效果）**消声器共振腔消声器 干涉消声器 被动消声器 主动消声器 小孔消声器 微孔扩散消声器 节流减压消声器 I1。 直管式 2.片式 3.蜂窝式 4.折板式 5.声流式 6.腔式 7.迷宫式 8.圆盘式 9.弯管式常用阻性消声器型号及图示 1.直管式优点：结构简单，制造容易。 缺点：低频降噪效果差。 适用范围：适用于小截面、低流速的管道。
2、贴片式优点：结构不复杂，中高频降噪效果好，阻力系数小。 缺点：低频降噪效果不明显。 适用范围：适用于大流量、大断面的场合。 3、蜂窝式优点：中高频降噪效果好，可根据不同应用范围设计单元结构。 缺点：阻力损失大，阻力系数通常在1-1.5之间。 适用范围：用于大截面管道。 风量大，流速低。 4、折板式的优点：减少了声波的传播距离，减少了材料与声波的接触，中高频降噪效果更好。 缺点：大大减少阻力损失。 适用范围：适用于压力大、噪音大的设备。 用于对声学性能要求高的场合。 5、声流式的优点：能满足高降噪和低阻力损失的要求，阻力系数介于片式和折板式消声器之间。 缺点：加工复杂，成本高。 适用范围：适用于大截面循环管道及对阻力损失要求严格的场合。 6、房型优势：频段更宽，降噪量更大。 缺点：电阻损耗比较大，占用空间大。 适用范围：通常适用于有空间和低速进排气的场合。 7、迷宫式优点：可用于大流量、低流量、高消音容积的场合。 缺点：风量不能太大，否则阻力损失大。 适用范围：对电阻损耗要求不严格的场合。 8、圆盘式优点：阻力损失小、体积小、重量轻、安装方便、轴向规格小。 缺点：结构复杂排气管消声器原理，制造成本高，截面估算复杂。 适用范围：用于窑鼓风机进风口、各种风机进风口或管道开口端的静音。 隔音罩，箱体底部冷却消音出风口。 9、弯头式优点：结构简单、体积小、占地少，一般用于通风空调工程缺点：降低气流阻力适用范围：管道改向等*