消声器的设计计算

计算并设计一消声器，用于频率为100Hz的发动机排气消声器，消声量不小于30dB，需选定已知内壁管壁厚，开孔个数，每个孔直径，扩张室直径，排气管道直径为5cm，用三维软件画出设计图。消声器类型消声原理主要应用阻性消声器（中高频）多孔性吸声材料的吸收风机、通风空调、燃气轮机等设备的进、排气噪声抗性消声器（低频好）管道阻抗变化所产生的声反射和耗损空压机的进气噪声、内燃机、汽车的排气噪声等阻抗复合型消声器联合阻性消声器和抗性消声器的消声机理采用阻性消声器、抗性消声器的场所扩散消声器改变喷注结构、降低喷口的压力和流速高温、高压、高速气流等高声强噪音噪声按声音的频率可分为：V400Hz的低频噪声、400〜1000Hz的中频噪声及〉1000Hz的高频噪声。根据设计要求及各种消声器的适用范围，选用抗性消声器进行设计改进。抗性消声器消声原理:通过控制声抗的大小来进行消声的。与阻性消声器不同，它不使用吸声材料而是在管道上接截面积突变的管段或旁接共振腔，声波在管道截面的突然扩张（或收缩），造成通道内声阻抗突变，使声波传播方向发生改变，某些频率的声波在声阻抗突变的界面发生反射、干涉等现象，从而在消声器的外测，达到了消声的目的。消声的频率特性：具有中、低频消声性能。适用范围:消除空压机、内燃机、汽车排气噪声（气体流速较高气速的情况）抗性消声器具有的特点：（1）不需要使用多孔吸声材料（2）耐高温、抗潮（3）流速较大，洁净（4）对低频、窄带噪声有较好的效果。常用抗性消声器的类型：（1）扩张室式消声器（2）共振腔消声器（3）干涉式消声器按共振腔消声器进行设计：（1）倍频带消声量不小于30dB，由式：AL=10lg（1+20K2）30=10lg（1+20K2）查表不同频带下的消声量AL与K值的关系频带类别0。20.40。60。81。01。52345681015倍频带1.11.22.43。64。87.59。512。815。21718.62023271/3倍频带2。56。29.011。213.016。41922。625。12728.5313336。5

得,K^8(2)由V=—^.2KS有：冲0„nd2n_S==—x52牝19.6cm244=19.6x10-4m2V=240也x2x8X19.62兀x100=1.7x104cm3=1.7x10-2m3(3)设计一个与管道同心圆形的共振腔消声器，其内径为5cm,外径为20cm，共振腔所需长度为:TOC\o"1-5"\h\z了1700057L===57.7cm-(d2-d2)生(202-52)4214取L=58cmG=(2^2•V=("x100)2x17000c34000=5.8cm=5.8x10-2mnS选用管壁厚度t=0。2cm,孔径d=0o6cm,则由式G=日d，求得开孔个数:G(t+0.8d)5.8x(0.2+0.8x0.6)“人n===14个lx0.62lx0.624由上述计算结果，可设计共振腔消声器长为580mm,外腔直径为200mm,腔的内径为50mm，管壁厚2mm，在气流通道的共振腔中部均匀排列开14个孔，孔径为6mm。验算共振腔消声器的有关声学特性f=£三=竺竺M.100Ho2n\V2兀V17000zf=1.22：=1.22x34000=2074HTOC\o"1-5"\h\z上D20z由题意得，中心频率为100Hz的倍频带包括89。8〜112Hz,不会出现高频失效问题.共振频率的波长：.c34000人=—==340cm0f100人340—0=牝113cm33上述设计的共振腔的长、宽、腔深尺寸都小于共振频率波长的1/3,故该设计方案可用