气流对阻性消声器声学性能的影响

1、 气流对阻性消声器声学性能的影响以上介绍的各类阻性消声器的消声量计算公式都未考虑气流影响，即认为管中气流是静态的；实际上消声器是在气流中工作的，因此，消声器的实用消声效果如何，还必须考虑气流对消声性能的影响。 气流对消声器声学性能的影响，主要表现在两个方面：一是气流的存在会引起声传播和声衰减规律的变化；二是气流在消声器内产生一种附加噪声，称为气流再生噪声。下面首先讨论气流对噪声传播的影响。 有气流时的消声系数的近似公式如下，  式中 为没有气流时 ( 静态 ) 的消声系数， 称为马赫数，数值上等于消声器内流速与声速之比。 由上式看出，气流速度大小与方向不同，导致气流对消声器性能的影响

2、程度也不同。当流速高时，马赫数 值大，气流对消声器的消声性能的影响就越厉害；当气流方向与声传播方向一致时，马赫数 值为正，上式中的消声系数将变小；当气流方向与声传播方向相反时，马赫数 值为负，消声系数会变大。也就是说，顺流与逆流相比，逆流有利于消声。 气流在管道中的流动速度并不均匀，就同一截面而言，管道中央流速最高；离开中心位置越远，速度越低；到接近管壁处，流速就近似为零了。如图 8.13 所示，顺流时管道中央声速高，周壁声速低；逆流时正好相反。 根据声折射原理，声波要向管壁弯曲，对阻性消声器来说，由于周壁衬贴有吸声材料，所以顺流时恰好声能被吸收；而在逆流时，声波要向管道中心弯曲，因此对阻性消

3、声器的消声是不利的。 综合上述两方面的分析，消声器用在顺流与逆流各有利弊。由于工厂输气管道中的气流速度与声速比较起来都很小，因此气流对声传播与衰减规律的影响一般不很明显。一般来讲，在低频范围逆向比顺向消声效果好；而在高频范围情况恰好相反，顺向比逆向消声效果好。但综合起来看，顺向与逆向的消声性能并没有很大差别。 图 8.13 气流对声折射的影响 气流再生噪声对消声器声学性能的影响气流通过消声器时，由于气流与消声器结构的相互作用，还会产生气流再生噪声。气流再生噪声叠加在原有噪声上，会影响消声器实际使用效果。 气流再生噪声的产生机理，大致有二：一是气流经过消声器时，由于局部阻力和摩擦阻力而形成一系列

4、湍流，相应地辐射噪声；二是气流激发消声器构件振动而辐射噪声。气流再生噪声的大小主要取决于气流速度和消声器的结构。一般来说，气流速度越大，或消声器内部结构越复杂，则产生的气流噪声也就越大。与之相适应，降低消声器内气流再生噪声的途径是：尽量减低流速； 尽量改善气体的流动状况，使气流平稳，避免产生湍流。 图 8.14 消声器试验台示意图消声器的气流再生噪声大小，可用试验方法求得。图 8.14 是测量消声器性能的试验台示意图。 在试验台上，对阻性消声元件在不同气流速度下进行试验，得出气流再生噪声与流速的关系。结果表明：当流速增加一倍，相应的噪声级增加 18dB ，这说明气流再生噪声随流速的六次方规律变

5、化，属于偶极子辐射的噪声源。根据试验结果可得出估算气流再生噪声的半经验公式， 式中 为消声器通道内的流速，单位：米 / 秒。 气流再生噪声通常是低频噪声。试验结果同时表明：随着频率的增高，声级逐渐下降。其基本规律是：每增加一个倍频程，声功率下降 。考虑频率的影响，得出再生噪声倍频程的声压级计算公式如下， 设消声器入口噪声级为 ，出口噪声级为 ，再生噪声级为 ，出口处环境噪声级为 。则现场使用消声器的影响情况如下:(1) （相差超过 以上）时，则再生噪声对消声器的消声性能无影响，此时消声量为 ，是该消声器的实际消声量。 (2) 时，再生噪声对消声器的消声性能有一定程度的影响，按如下方法

6、修正后得到实际消声量的近似值： 时， ； 时， 。其中 按背景噪声值修正方法算出。 (3) （相差超过 以上）时，气流再生噪声对消声器性能影响较大，此时消声值为 。如果气流速度很高，产生的再生噪声级大于入口噪声，这个消声器的消声量就变成负值。 (4) 无论何种情况，出口端噪声值均应大于环境噪声 以上，则消声效果才不会受环境噪声的干扰。 设计消声器时，应注意流速不能选得过高，对空调消声器的流速不应超过 5 米 / 秒；对压缩机和鼓风机消声器，流速不应超过 2030 米 / 秒；对内燃机、凿岩机消声器，流速应选在 3050 米 / 秒；对于大流量排气放空消声器，流速可选为 5080 米 / 秒。

7、真题：（1）某通风机进风口安装1台静态消声量为25分贝的片式消声器，通风机进风口端的声级为100db；当消声器内气流速度为17m/s时，试估计该消声器的实际消声量为多少分贝？（气流再生噪声按80分贝考虑，声速取340m/s）。A 25dBB 23 dB C20 dB D19 dB M a=17/340=0.05 =25* 0.95=23.8 dB100-23.8=76.2 dB 80-76.2=3.8 小于10出口LP=10lg107.62+10lg108.0=81.5 100-81.5=18.5 dB（2）在某通风管道系统中，安装一台静态消声量为30DB的片石消声器，设消声器进口声压级为105DB，当消声器内气流速度为17m/s时，试估算该