消聲器

消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過(guò)的一種器件，是消除空氣動(dòng)力性噪聲的重要措施。消聲器是安裝在空氣動(dòng)力設(shè)備(如鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī))的氣流通道上或進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的降低噪聲的裝置。消聲器能夠阻擋聲波的傳播，允許氣流通過(guò)，是控制噪聲的有效工具。

概述

　　消聲器的種類很多，但究其消聲機(jī)理，又可以把它們分為六種主要的類型，即：

阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復(fù)合式消聲器、微穿孔板消聲器、小孔消聲器和有源消聲器。

阻性消聲器

　　主要是利用多孔吸聲材料來(lái)降低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內(nèi)壁上或按照一定方式在管道中排列，就構(gòu)成了阻性消聲器。當(dāng)聲波進(jìn)入阻性消聲器時(shí)，一部分聲能在多孔材料的孔隙中摩擦而轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉，使通過(guò)消聲器的聲波減弱。阻性消聲器就好象電學(xué)上的純電阻電路，吸聲材料類似于電阻。因此，人們就把這種消聲器稱為阻性消聲器。阻性消聲器對(duì)中高頻消聲效果好、對(duì)低頻消聲效果較差。

抗性消聲器

　　是由突變界面的管和室組合而成的，好象是一個(gè)聲學(xué)濾波器，與電學(xué)濾波器相似，每一個(gè)帶管的小室是濾波器的一個(gè)網(wǎng)孔，管中的空氣質(zhì)量相當(dāng)于電學(xué)上的電感和電阻，稱為聲質(zhì)量和聲阻。小室中的空氣體積相當(dāng)于電學(xué)上的電容，稱為聲順。與電學(xué)濾波器類似，每一個(gè)帶管的小室都有自己的固有頻率。當(dāng)包含有各種頻率成分的聲波進(jìn)入第一個(gè)短管時(shí)，只有在第一個(gè)網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過(guò)網(wǎng)孔到達(dá)第二個(gè)短管口，而另外一些頻率的聲波則不可能通過(guò)網(wǎng)孔．只能在小室中來(lái)回反射，因此，我們稱這種對(duì)聲波有濾波功能的結(jié)構(gòu)為聲學(xué)濾波器。選取適當(dāng)?shù)墓芎褪疫M(jìn)行組合．就可以濾掉某些頻率成分的噪聲，從而達(dá)到消聲的目的?？剐韵暺鬟m用于消除中、低頻噪聲?！　“炎栊越Y(jié)構(gòu)和抗性結(jié)構(gòu)按照一定的方式組合起來(lái)，就構(gòu)成了阻抗復(fù)合式消聲器。

微穿孔板消聲器

　一般是用厚度小于1mm的純金屬薄板制作，在薄板上用孔徑小于1mm的鉆頭穿孔，穿孔率為1％一3％。選擇不同的穿孔率和板厚不同的腔深，就可以控制消聲器的頻譜性能，使其在需要的頻率范圍內(nèi)獲得良好的消聲效果。

小孔消聲器

　　的結(jié)構(gòu)是一根末端封閉的直管，管壁上鉆有很多小孔。小孔消聲器的原理是以噴氣噪聲的頻譜為依據(jù)的，如果保持噴口的總面積不變而用很多小噴口來(lái)代替，當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)小孔時(shí)、噴氣噪聲的頻譜就會(huì)移向高頻或超高頻，使頻譜中的可聽(tīng)聲成分明顯降低，從而減少對(duì)人的干擾和傷害。

有源消聲器

　　基本原理是在原來(lái)的聲場(chǎng)中，利用電子設(shè)備再產(chǎn)生一個(gè)與原來(lái)的聲壓大小相等、相位相反的聲波，使其在一定范圍內(nèi)與原來(lái)的聲場(chǎng)相抵消。這種消聲器是一套儀器裝置，主要由傳聲器、放大器、相移裝置、功率放大器和揚(yáng)聲器等組成。

原理

　　一、微孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論 　　

     在板厚小于1.0mm的薄板上穿以孔徑小于等于1.0mm的微孔，穿孔率為1～5%，后部留有一定的厚度（5-20cm）空氣層，該層不填任何吸聲材料，這樣即構(gòu)成了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。它是一種低聲質(zhì)量，高聲阻的共振吸聲結(jié)構(gòu)，其研究表明，表征微穿孔板吸聲特性的吸聲系數(shù)和頻帶寬度，主要由微穿孔板的聲質(zhì)量m和聲阻r來(lái)決定，而這兩個(gè)因素又與微孔直徑d及穿孔率p有關(guān)。微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的相對(duì)聲阻抗z（以空氣的特性阻抗ρc為單位）用式（1）計(jì)算：　　

z=r+jwm=jctg(wd/c)

（1）式中：ρ--空氣密度（kg/cm3）； 　　c--空氣中聲速（m/s）； 　　d--腔深（mm）； 　　m--相對(duì)聲質(zhì)量；　　r--相對(duì)聲阻； 　　w--角頻率，w=2πf(f為頻率)； 　　而r和m分別由式（2）（3）表達(dá)：　　r=atkr/dzp

（2）m=(0.294)×10-3tkm/p

（3）式中： 　　t--板厚（毫米） 　　d--孔徑（毫米） 　　p--穿孔率（%）　　kr--聲阻系數(shù)kr=(1+x2/32)1/2+(2x)1/2/8×d/t　　km--聲質(zhì)量系數(shù)km=1+{1+[1/(9+(x2/2))]}+0.85d/t　　其中x=abf，a和b為常數(shù)，對(duì)于絕熱板a=0.147,b=0.32；對(duì)于導(dǎo)熱板a=0.235，b=0.21。聲吸收的角頻帶寬度，近似地由r/m決定，此值越大，吸聲的頻帶越寬。r/m=(l/d2)×(kr/km)

 (4) 式中l(wèi)--常數(shù)，對(duì)于金屬板l=1140,而隔熱板l=500。上式也可以用式

（5）表達(dá)： 　　r/m=50f((kr/km)/x2)(5) 　　而kr/km的近似計(jì)算式為：　　kr/km=0.5＋0.1x＋0.005x2

 (6) 利用以上各式就可以從要求的r、m、f求出微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的x、d、t、p等參量。

由于微穿孔板的孔徑很小且稀，基聲阻r值比普通穿孔板大得多，而聲質(zhì)量m又很小，故吸聲頻帶比普通穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)大得多，一般性能較好的單層或雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲頻帶寬度可以達(dá)到6～10個(gè)1/3信頻程以上。這就是微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)Zui大的特點(diǎn)?！　?/p>

共振時(shí)的Zui大吸聲系數(shù)α0為α0=4r/(1+r)2(7)　　具體設(shè)計(jì)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)時(shí)，可通過(guò)計(jì)算，也可查圖表，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相近。在實(shí)際工程中為了擴(kuò)大吸聲頻帶的寬度，往往采用不同孔徑、不同穿孔率的雙層或多層微穿孔板復(fù)合結(jié)構(gòu)?！　?/p>

二、微穿孔板理論在抗噴阻消聲器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用　　利用微穿孔板聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造的消聲器種類很多，主要型為抗噴阻型消聲器。該型式消聲器是用不銹鋼穿孔薄板制成，因該九臺(tái)消聲器是用于石化單位，空氣腐蝕性比較大，故穿孔板后的空氣層內(nèi)填裝的吸聲材料為耐腐蝕金屬軟絲布。利用吸聲材料的阻性吸聲原理，進(jìn)一步達(dá)到降噪消聲的作用，其吸聲系數(shù)高，吸收頻帶寬，壓力損失小，氣流再生噪聲低，且易于控制。為獲得寬頻帶高吸收效果，一般用三級(jí)微穿孔板結(jié)構(gòu)。微穿孔板與外殼體之間以及微穿板之間的空腔尺寸大小按需要吸收的頻帶不同而異，低頻腔大（150～200mm）,中頻小些(80～120mm），高頻更小些（30～50mm），雙層結(jié)構(gòu)的前腔深度一般應(yīng)小于后腔，前后腔深度之比不大于1：3，前部接近氣流的一層微穿孔板穿孔率應(yīng)高于后層，為減小軸向聲傳播的影響，可在微穿孔板消聲器的空腔內(nèi)每隔500mm左右加一塊橫向隔板。試驗(yàn)證明，微穿孔板消聲器不論是低頻、中頻、高頻消聲性能實(shí)測(cè)值比理論估算值要好。且消聲量與流速有關(guān)，與消聲器溫升無(wú)關(guān)，當(dāng)流速達(dá)到70米/秒時(shí)，一般其它型式消聲器已無(wú)法解決噪聲問(wèn)題，而微孔型消聲器可承受70m/s氣流速度的沖擊，仍有15dba以上的消聲器。這也是微孔消聲器優(yōu)于一般消聲器一個(gè)重要特點(diǎn)?！?/p>

三、抗噴阻型消聲器特點(diǎn)　　本型式消聲器綜合了微穿孔板Zui合理的消聲原理設(shè)計(jì)而成，使高壓蒸汽在消聲器內(nèi)經(jīng)一次控流后進(jìn)入降壓腔擴(kuò)容后，從而形成低壓蒸汽從小孔噴出，Zui后經(jīng)過(guò)降壓體外的阻聲罩使降壓體發(fā)出的剩余噪聲得到有效的吸收，Zui終消聲器達(dá)35db(a)以上（一級(jí)至三級(jí)消聲之間比例為35%，50%，15%）。

選購(gòu)衡量指標(biāo)

　　衡量消聲器的好壞，主要考慮以下三個(gè)方面： 　　

1、消聲器的消聲性能；（消聲量和頻譜特性） 　

2、消聲器的空氣動(dòng)力性能；（壓力損失等） 　　

3、消聲器的結(jié)構(gòu)性能。（尺寸、價(jià)格、壽命等） 消聲器的消聲頻率特性?？箛娮栊拖暺鲗?duì)各頻噪聲效果優(yōu)越。消聲器的適用風(fēng)速一般為6-8m/s，Zui高不宜超過(guò)12m/s，同時(shí)注意消聲器的壓力損失。注意消聲器的凈通道截面積，風(fēng)管和消聲器連接時(shí)，必要時(shí)（風(fēng)速有限制時(shí)）需作放大處理。消聲器等消聲設(shè)備安裝，須有獨(dú)立的承重吊桿或底座；與聲源設(shè)備須通過(guò)軟接頭連接。當(dāng)兩個(gè)消聲彎頭串聯(lián)使用時(shí)，兩個(gè)彎頭的連接間距應(yīng)大于彎頭截面對(duì)角線長(zhǎng)度的2.5倍。對(duì)于高溫、高濕、有油霧、水氣的環(huán)境系統(tǒng)一般選用微孔結(jié)構(gòu)消聲設(shè)備，對(duì)于有潔凈要求的諸如手術(shù)室、錄音室、潔凈廠房等環(huán)境系統(tǒng)，應(yīng)采用微孔結(jié)構(gòu)消聲設(shè)備。相鄰用房管路串通時(shí)，注意室內(nèi)噪聲通過(guò)管路相互影響，必要時(shí)風(fēng)口作消聲處理。

選用

　　消聲器的選用應(yīng)根據(jù)防火、防潮、防腐、潔凈度要求，安裝的空間位置，噪聲源頻譜特性，系統(tǒng)自然聲衰減，系統(tǒng)氣流再生噪聲，房間允許噪聲級(jí)，允許壓力損失，設(shè)備價(jià)格等諸多因素綜合考慮并根據(jù)實(shí)際情況有所偏重。一般的情況是：消聲器的消聲量越大，壓力損失及價(jià)格越大；消聲量相同時(shí)，如果壓力損失越小，消聲器所占空間就越大。

應(yīng)用及適用領(lǐng)域

　　新型高效抗噴阻型系列消聲器設(shè)備被廣泛使用于發(fā)電、化工、冶金、紡織等工業(yè)廠礦中用于各種型號(hào)鍋爐、汽機(jī)排汽；風(fēng)機(jī)；安全門等設(shè)備的消聲降音。該系列消聲器是根據(jù)抗、噴、阻復(fù)合消聲原理所研制，具有消聲量大、體積小、重量輕及安裝方便無(wú)檢修等諸多優(yōu)點(diǎn)?！　?/p>

1、適用于各類蒸汽安全閥用的ta型蒸汽安全閥消聲器

     適用于電站鍋爐pcv/erv安全閥(動(dòng)力釋放閥)、鍋筒安全閥及過(guò)熱器安全閥、再熱器安全閥等壓力裝置的安全門。其蒸汽放空既應(yīng)避免過(guò)大的噪聲，更應(yīng)讓汽流順利排出而不影響安全閥的排量、起跳和回座，為此，以往常見(jiàn)的多級(jí)節(jié)流及小孔噴注的消聲降音手段即不宜采用，這種限制歷來(lái)是安全閥消聲器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，也是安全門消聲器消聲效果差的原因。新型用于安全閥的ta型安全閥排汽消聲器采用了噴阻抗復(fù)合型消聲原理，其中以大孔擴(kuò)容代替了直徑較小的控流孔，在結(jié)構(gòu)上更加強(qiáng)化了抗性和阻性消聲降音機(jī)理，達(dá)到了安全系數(shù)更高的消聲降噪效果?！　?/p>

2、適用于鍋爐等蒸汽設(shè)備的tb型點(diǎn)火排氣消聲器

     tb型鍋爐點(diǎn)火排汽消聲器綜合了pb型排汽（氣）消聲器Zui合理的消聲原理所設(shè)計(jì)。高壓蒸汽在消聲器內(nèi)經(jīng)一次控流后進(jìn)入降壓體，經(jīng)大容積再次擴(kuò)容降壓后，從而形成低壓蒸汽后噴出，在此過(guò)程中，汽流內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化成某種頻率的聲能，其噪聲雖然功率大為削弱，但往往會(huì)因排汽偏離設(shè)計(jì)值等諸多原因，使排氣噪聲仍然高于標(biāo)準(zhǔn)值。為此，在降壓體外設(shè)計(jì)了組合型多材料復(fù)合結(jié)構(gòu)的阻聲吸音罩，復(fù)合阻聲吸音罩是根據(jù)降壓體所噴出的剩余噪聲的頻譜特性所設(shè)計(jì)，用以有效地吸收剩余噪聲。當(dāng)用戶按要求安裝后，總消聲量可達(dá)36～42分貝?！　?/p>

3、適用于各類低溫低壓熱力裝置的td型低壓蒸汽消聲器 　　

     在各工礦企業(yè)使用著大量0.13mpa及以下的低壓鍋爐，在電站熱力系統(tǒng)中也有著大量的低壓熱力裝置，如背壓式汽輪機(jī)、除氧器、輔助抽氣器、汽輪油泵、鍋爐連續(xù)排污、定期排污等。上述設(shè)備按排汽管要求，配置結(jié)構(gòu)輕便、安裝更為方便的消聲器。針對(duì)不同的消聲對(duì)象，設(shè)計(jì)有專用的tdb型背壓式汽輪機(jī)排汽消聲器、tdy型除氧器消聲器及其它系列消聲降音產(chǎn)品，可滿足用戶的要求?！　?/p>

4、適用于鍋爐試車吹掃及工業(yè)管道安裝檢修后的tc型沖管專用消聲器 　　

     tc型管道沖管消聲器，是為降低電站鍋爐試車吹掃時(shí)沖管管道出口雜物排出及廢氣排放產(chǎn)生的噪聲而研制開(kāi)發(fā)的一類專用型排氣消聲降噪設(shè)備。也可用于其它工業(yè)管道和民用管道安裝或檢修后沖管消聲降音及清除雜物?！　?/p>

5、適用于管道排放氣體用的pb系列小孔噴注消聲器 　　

     pb系列小孔噴注消聲器系九十年代研制、開(kāi)發(fā)的新一代降噪產(chǎn)品，它根據(jù)小孔降壓噴注消聲的原理，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其降噪指標(biāo)、安全性能和使用壽命遠(yuǎn)優(yōu)于目前市場(chǎng)上同類產(chǎn)品，可更好的滿足電力、冶金、石油、化工、紡織、造紙、食品等工業(yè)的低壓、中壓、次高壓、高壓、超高壓、亞臨界等參數(shù)的各種鍋爐、壓力容器管道排汽（氣）放空及其安全閥、釋放閥排汽（氣）的降噪需要。　　

6、適用于通風(fēng)管道用的cf型風(fēng)機(jī)消音器

     風(fēng)機(jī)是一種通用機(jī)械設(shè)備，其使用范圍很廣，電力、礦山、機(jī)械、冶金、化工等各行業(yè)的生產(chǎn)均離不開(kāi)風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的噪聲常常成為影響工人健康和干擾環(huán)境的禍源。特別是鄰近生活區(qū)的風(fēng)機(jī)，其進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口所輻射的空氣動(dòng)力性噪聲，更是污染環(huán)境的主要因素，形成公害，是近年來(lái)我國(guó)工業(yè)部門治理噪聲污染的主要對(duì)象之一。　　

7、適用于柴油發(fā)電機(jī)排氣消聲用的cp型柴油發(fā)電機(jī)排氣消聲器 　　

     柴油發(fā)電機(jī)以其良好的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能，被廣泛用于工礦企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中，因其在運(yùn)行過(guò)程排放的煙氣中含有一定量的煙塵（也就是大家經(jīng)常見(jiàn)到的黑煙），其現(xiàn)象是由于燃油燃燒不完全而產(chǎn)生的。因此常規(guī)型通風(fēng)排氣消聲器，如微孔板式消聲器和帶有吸音填料的消音器要是使用在這種環(huán)境下，是絕不可取的,原因是其只能起到一時(shí)的消聲降音?！　?/p>

8、用于通風(fēng)管道用的xb型通風(fēng)管道消聲吸音片 　　

     xb型通風(fēng)管道消聲吸音片為阻性消吸聲片，當(dāng)聲波通過(guò)襯貼吸聲材料的管道時(shí)，吸聲材料消耗聲波的能量，從而達(dá)到降噪的效果；本系列消聲器通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用新型吸引輔襯材料，從而提高了消聲量?！　?/p>

9、用于設(shè)備消隔聲用的工業(yè)吸音隔聲罩

     吸音隔聲罩的應(yīng)用相當(dāng)廣，風(fēng)機(jī)、水泵等各類聲源設(shè)備等等很多聲源治理會(huì)應(yīng)用到這個(gè)隔聲吸音產(chǎn)品。它主要的設(shè)計(jì)原理是從聲波的傳播路徑上對(duì)噪聲源進(jìn)行有效有的治理。由于每種聲源設(shè)備的外部尺寸、通風(fēng)散熱等要求各不相同，因此往往它需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)聲源情況設(shè)計(jì)加工生產(chǎn)。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

1、消聲器主要由消聲筒、消聲片、上下封板（或封頭）、防雨帽、節(jié)流管、節(jié)流板、連接管（或法蘭）、支座、起吊環(huán)、銘牌等零部件組成?！　?、具有安裝方便、消聲效果好、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 　　

3、消聲器可獨(dú)立支承，在運(yùn)行和停運(yùn)時(shí)可自由膨脹，使排汽管道不因消聲器的安裝而受到額外載荷，保證排汽管道工作的安全可靠性?！　?/p>

4、可根據(jù)設(shè)計(jì)或用戶要求，采用特殊的活動(dòng)連接裝置。 　　

5、消聲器材質(zhì)采用優(yōu)質(zhì)碳鋼或優(yōu)質(zhì)不銹鋼等材料制造，具有足夠的耐熱強(qiáng)度和耐腐蝕性能，使設(shè)備經(jīng)久耐用。

吊運(yùn)于貯存

1、消聲器在運(yùn)輸時(shí)，要支墊捆牢，以免在運(yùn)輸途中損壞； 　　

2、消聲器在起吊裝卸時(shí)，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)記，正確選擇吊具或吊繩，以保證包裝箱和設(shè)備的完好和人生安全。 　　

3、設(shè)備運(yùn)抵目的地后，收貨人需開(kāi)箱核對(duì)清點(diǎn)設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量以及隨機(jī)圖紙資料等是否與訂貨合同、裝箱單內(nèi)容一致，如有疑異時(shí)，應(yīng)立即向運(yùn)輸部門和制造廠家反饋信息，以便妥善解決；　　

4、設(shè)備經(jīng)開(kāi)箱檢查、核對(duì)無(wú)誤后，如不馬上安裝時(shí)，應(yīng)包裝好妥善保管。如在室外貯存時(shí)，應(yīng)墊高200~250mm，用防雨布遮蓋好，即使在安裝現(xiàn)場(chǎng)短期存放，也不允許將消聲器裸露存放在有泥砂或其他有雜物的場(chǎng)所，以防堵塞消聲器。

本產(chǎn)品的加工定制是是，品牌是華威，型號(hào)是1/8，種類是多款供選，材質(zhì)是銅，適用范圍是阻止聲音傳播而允許氣流通過(guò)的一種器件，耐溫是40（℃），耐壓是20（MPa），安裝形式是安裝在空氣動(dòng)力設(shè)備，接管口徑是1/4,1/8,3/8,1/2,3/4,1寸,m5,10*1,12*1.25,16*1.5,20*1.5,27*27,33*2,1寸半（mm）