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发电机组阻性消声器结构和降噪原理-唐山发电机

发表时间:2019-01-04 10:53
之前为大家介绍了不少发电机降噪设计和结构,今天为大将讲解一下阻性消声器的相关知识来更清晰的了解发电机组吸音降噪的原理。
阻性消声器的基本结构是在管道中、内部沿气流通道铺设一段吸声材料的结构。噪声沿管道传播时由于吸声材料耗损部分声能,达到消声效果。材料的消声性能类似于电路中的电阻消耗电功率,故得其名。几种常用的阻性消声器结构形式如图16-33所示。其优点是能在较宽的中、高频范围内消声,特别是能有效地消减刺耳的高频声;缺点是低频消声效果差,在高温、水蒸气以及对吸声材料有侵蚀作用条件下使用时,阻性消声器的寿命短。
①消声量的估算
长度为l(m)的消声器,消声量TL(dB)的估算公式为 TL=φ(a0)Pl/S
式中,P为消声器横截面周长,m;S为横截面积,m2;φ(a0)为消声系数,与吸声材料的法向入射吸声系数ao有关,它们之间的关系可由表16-25查出。由以上计算公式可以看出,要使消声量增大,应选用吸声系数较大的材料,增加周长与截面积之比(其比值以长方形为佳,圆形最小)并加长消声器长度。
②高频失效现象
对于横截面一定的消声器,当入射声波频率高至一定限度,即相应的波长比通道线度尺寸短得多时,声波便集中在通道中部以窄声束的形式穿过,很少接触吸声材料,导致消声器的消声量明显下降。这种现象称之为高频失效现象。消声量开始下降时的频率称为高频失效频率f失(Hz),可按下式估算,即f失=1.85(co/D)
式中,co为声速,m/s;D为消声器通道的当量尺寸,m。对于圆形通道D为直径,矩形通道则为各边边长的平均值。对于流量大的粗管道,通常在消声器通道中加装消声片(片型消声器),在保证允许的压力损失前提下,每个通道宽度宜控制在10~30cm,吸声层厚度以5~10cm为宜。也可设计成蜂窝型、折板型(或声流型)、弯头型消声器,减少每个单独通道的当量尺寸D,以便提高消声器的高频失效频率。
③气流再生噪声
气流再生噪声的产生有两个原因:一是管内局部阻力和管壁黏滞阻力产生湍流脉动引起的噪声,以中、高频为主;二是气流激起消声器内壁或其他构件的振动而产生辐射噪声,以低频为主。因此,气流速度越高,消声器内部结构越复杂,气流噪声越大。正是由于气流再生噪声与原有噪声相互叠加而降低了消声效果。就阻性消声器沿程声压级衰减规律来看,随消声器长度增加,声压级逐步衰减,达到一定长度后,由于气流噪声占主导地位,管内声压级就不再下降了,此时再增加消声器长度已失去意义。为了降低气流再生噪声,必须对流速加以限制。鼓风机或压缩机消声器宜控制在20~30m/s,内燃机消声器宜控制在30~50m/s。
④吸声材料层的护面结构在有气流情况下,若护面材料选用不当,吸声材料会被气流带走,护面层也容易被激起自身振动产生“再生”噪声。护面层结构的选择主要取决于通道中气流速度。当气流速度小于10m/s时可选用金属板网;气流速度超过20m/s时,需采用孔径为5~8cm、穿孔率大于20%的穿孔金属板,同时在多孔材料表面包一层玻璃布或网纱。
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