阻性片式折角消声器分析

    消声器是一种既能允许气流顺利通过,又能减弱声能向外传播的声学装置。它在噪声控制工程上有着广泛的应用,它的种类和形式也多种多样。根据在工程项目中的体会,提出一种即能保留阻性消声器的优点,又尽可能避免高频失效、低频消声效果较差的问题,称之为/阻性片式折角消声器0。该消声器的消声频段较宽,并能根据工程上的实际情况灵活组合运用。

    1 阻性片式消声器

    阻性片式消声器利用吸声材料消声。把吸声材料固定在气流通道内壁或按一定方式排列在管道中,就构成消声器。声波在进入吸声材料中时,一部分声能折射回气流通道,一部分声能在多孔吸声材料的孔隙中,由于材料小孔中的空气与孔壁间的摩擦而转化为热能耗散。声波遇到的具有隔声功能的消声器外壳,一小部分声能折射穿越外壳,大部分声能发生反射返回片式吸声材料中,再使一部分声能转化为热能耗散,并穿越片式折板中的通道(新的声场媒介),由此再进一步进入片式吸声材料中。无规则入射的声波经过具有隔声功能的消声器外壳的约束,会形成相对的平面波。在消声器内部,声波的反射形成的混响声能逐渐形成,在片式吸声材料中被转化为热能耗散的声能也逐步增加。由于声源不断从进风口进入消声器,经多次衰减的声波从消声器的出气口散发。

    阻性消声器消声量取决于消声器片式吸声材料的吸声性能、片式吸声材料与声波的有效接触面积、片式吸声材料相互间的间隔、气流通道的截面积、进气口至出气口的距离。消声器插片越多,片式吸声材料与声波的有效接触面积增大,会增加声波连续通过片间通道内的反射次数,增加消声量。

    2 消声折角

    阻性片式消声器对中、高频噪声有较好的消声效果,但是,对于一定截面积的消声器,当噪声频率达到一定值时,部分沿轴向直线传播声波会在气流通道中形成/声束0,很少与通道内壁的片式吸声材料接触,消声量大大降低。这种现象称之谓高频失效,该频率即所谓上限失效频率。失效频率与片式吸声材料相互间的间隔密切相关。消声弯头是与空调工程配套的性能良好的消声器,衬有吸声材料的折角,使那些平面波/声束0不可以直线通过,可以杜绝高频失效。在消声折角内不设置插片,形成较大体积的空腔区(或称为消声膨胀区),空腔区的存在使低频声能在空腔区里不断折射,通过折角空腔区的声能将被加快吸收,如增加折角拐弯处的吸声材料厚度,使衬在弯头背面的吸声材料更加有效地吸收非平面波。消声折角通道内壁的吸声材料的后面部分能吸收更多低频段为主的噪声。