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1、K系列消声器的设计原理和测试标准第一部分：柴油机消声器设计原理一、阻性消声器的原理阻性消声器是利用吸声材料的吸声作用，使沿管道传播截面积的改变或旁接共振腔等在声传播过程引起声阻抗的改变，产生声能的反射与消耗，从而达到消声目的的消声装置。其主要原理是利用多孔吸声材料来降低噪声。把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消音器。当声波进入阻性消声器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消声器的声波减弱。阻性消音器器就好像电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻。因
2、此，人们就把这种消声器称为阻性消声器。阻性消声器对中高频消声效果奸、对低频消声效果较差。阻性消声器形式种类很多，目前用在机房低噪声工程上的主要由直管式消声器和片式消声器两种。其消声性能主要与通道形式、长度及吸声材料的性能有关。直管式消声器是阻性消声器中最简单的一种。二、阻性消声器设计技术要点：2.1、正确合理选择阻性消声器的结构形式对大风量大尺寸进排风要求场合宜选用片式消声器,对消声量要求较高,风压余量较大的进排风场合宜选用折板式或多室式消声器,对确少安装空间的场合可选用百页式消声器。2.2、正确选用阻性吸声材
3、料选择阻性消声器内的多孔吸声材料除了应满足吸声性能要求之外,还应注意防潮、耐湿、耐气流冲刷及净化等工艺要求。通常采用离心玻璃棉和矿棉作为吸声材料，如有净化及防纤维吹出要求，则可采用阻燃聚氨脂声学泡沫塑料，对某些地下工程砖砌风道消声，则可选用膨胀珍珠岩吸声砖作为阻性吸声材料。2.2.1合理确定阻性消声器内吸声层的厚度及密度对于一般阻性直管式及片式消声器的吸声片厚度宜为50~100mm,对于低频噪声成分较多的管道消声,则消声片厚度可取150~200mm,而靠消声器外壳的吸声层厚度一般可取消声片厚度的一半;为减少阻塞
4、比,增加气流通道面积,也可将片式消声器的消声片设计成一半为厚片,一半为薄片。消声片内的离心玻璃棉或矿棉的密度通常应选24~48kg/m3,密度大一些对低频消声有利。而阻燃聚氨脂声学泡沫塑料的密度宜为30~40kg/m3。2.2.2合理确定阻性消声器内气流通道的断面尺寸阻性消声器的断面尺寸对消声器的消声性能及空气动力性能均有直接关系。下表为阻性消声器通道断面尺寸控制值,超过该控制值,消声器将呈高频失效状态。编制：审核：批准：发布日期：21.6.13产品中心技术部K系列消声器的设计原理和测试标准2.2.3合理确定阻
5、性消声器内消声片的护面层材料消声片的护面层材料及做法应满足不影响消声性能及与消声器内的气流速度相适应两个前提条件。最常见的护面层材料为玻璃纤维布加金属穿孔板，玻璃纤维布一般为0.1-0.2mm,而金属穿孔板一般要求穿孔率≥20%,孔径常取Φ4~Φ6。在工程上对有防水要求的护面层，则可在金属穿孔板内加设一层聚已烯薄膜或PVF耐候膜，这样一来虽对高频吸声有一定影响，但对低频吸声略有改善。2.2.4合理确定消声器的有效长度由于消声器的实际消声效果受声源强度、气流再生噪声及末端背景噪声的影响,在一定条件下,消声器的长度
6、并不同消声量成正比,因此必须合理确定消声器的有效长度。一般可选择1~2m，消声要求较高时可选3~4m，并以分段设置为好。2.2.5控制消声器内的气流速度对有较高安静要求的消声场合,消声器内的气流速度应控制在5~8m/s以内。2.2.6改善阻性消声器低频性能的措施由于阻性消声器低频性能较中高频性能要差,设计中可采用加大消声片厚度、提高多孔吸声材料密度、在吸声层后留一定深度的空气层，或采用阻抗复合式消声器等措施三、阻性消声器的计算3.1直管式消声器消声量计算公式为：ΔL=Φ（a0）L*P/S式中:ΔL为消声量，Φ（
7、a0）为与材料吸声系数a0有关的消声系数。(粗略计算时可取Φ（a0）值为1)编制：审核：批准：发布日期：21.6.13产品中心技术部K系列消声器的设计原理和测试标准L为消声器有效长度P为消声器通道截面周长S消声器通道截面积由公式可知，阻式直管式消声器的消声量除同吸声材料性能有关外，还与消声器的有效长度L及通道截面周长P成正比，而与消声器通道截面积S成反比。因此增加有效长度L和通道周长与截面积之比P/S即可提高消声量。当通道截面积因流量、流速要求而确定时，选择合理的通道截面形状，也可提高消声效果。3.2片式消声器
8、消声量计算公式为：ΔL=2Φ（a0）*L*（a+h）/a*h式中：ΔL为消声量，Φ（a0）为与材料吸声系数a0有关的消声系数。L为消声器有效长度a消声器通道宽度h消声器通道高度3.3阻式消声器的上限失效频率当阻式直管式消声器通道截面积较大时，如圆管直径或方管边长大于300mm，片式消声器的片间距大于250mm，高频声波将成束状直接通过消声器，而很少与管道内壁面吸声层面接触，减少了声吸收
