低速流动管道反声降噪应用研究

　　0　引　言

　　降低流动管道噪声是很有用的工程实际问题.通常流动管道伴有管道噪声.如风机噪声、大型叶轮机械噪声、阀门噪声及发动机气道噪声等.传统的降噪方法采用各种消声器,但体积大、价格高、降噪效果随使用时间增长而降低,而且影响原管道的流动特性.作者采用流体工程的反声方法,即在主管道上接一个或多个旁通管,于是在其下游就形成一个来自于噪声源的反声源,再利用旁通管的截面积及长度来调节反声信号的大小和相位,只要管道参数选取适当,就可以获得较好的降噪效果.

　　田瑞、戴根华等人对无流动管道噪声,利用单段旁通并在管道出口有吸声尖劈的情况下,进行反声降噪的实验和数值研究〔1,2〕,理论计算与实验研究符合很好.在一定频带范围,单频声源,降噪可达15～30dB;对1/3 oct声源,降噪可达5～10dB;对低通频带白噪声,降噪可达4～6dB;总的说来降噪频带比一般抗性消声器宽.

　　朱之墀、田瑞等人对有流动管道旁通降噪问题进行了研究〔3〕,针对单段旁通管有吸声尖劈的情况,得到的单频、1/3oct和白噪声下传声损失的实验结果和计算值符合很好.上述方法,虽然其降噪效果明显,但不是所有频带均有好的降噪效果,其降噪量及降噪频谱有时不能满足工程降噪要求.此外,工程应用的实际管道,出口总是通向大气,没有吸声尖劈,这样出口就存在反射波进入管内.本文针对这样问题,对于低速气流管道,进行了双段旁通管出口有反射波的反声降噪的现场试验研究.

　　1　双旁通管反声降噪测试装置及参数确定

　　1.1　测试装置及方法

　　现场试验装置见图1.选用No.3.2和No.5离心风机作为气源和噪声源,采用声顺流方式布置管路,主管道上附加双段旁通管降噪,管道几何参数L0,L1和L2分别为1,2两段主管及旁通管长度,旁通面积比(旁通管截面积/主管截面积)为Ar1和Ar2;V0为主管气流速度;旁通管道的风机出口噪声是在管道出口45°方向1m处测量声压级,包括A声级和倍频程声压级,测试仪器用ND2型精密声级计.流速测量用测速管和微压计,用稳压电源保持风机转速及管道流动稳定.

　　1.2　环境条件

　　大气压力89950Pa;气流温度10℃;声速C=337m/s;环境噪声声压级35dB(A).

　　1.3　噪声源频谱特性及管道参数确定

　　如图2所示,为无旁通管道风机出口的频谱特性.其中曲线1为No.3.2风机(V0=18.2m/s)的频谱特性;No.5风机的频谱特性分别由曲线2(V0=19.3 m/s)和曲线3(V0=51.2 m/s)表示.

　　由图2频谱特性曲线分析,其声压级峰值集中在f=250Hz,500Hz倍频范围,依据旁通管降噪峰值频率可近似用下列公式估算: