涡流风机消声器

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消声器种类很多，但究其消声机理，又可以把它分为六种主要的类型，即阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器、微穿孔板消声器、小孔消声器和有源消声器。现有的消声器，大多采用阻抗复合型消声原理。由于结构复杂、重量大、高温氧化吸声填料，高速气流冲击吸声填料，水气渗透吸声填料等原因，消声器很容易出现维修频繁、消声效果差，使用周期短等情况。

而这历来是消音器的设计难点，微穿孔消声器则综合了合理的消声原理所设计解决了上述问题，取得了良好效果。微穿孔消声器消声器不使用任何阻性吸声填料，采用微穿小孔多空腔结构，高压气流在消声器内经多次控流进入空腔体，逐级改变原气流的声频。阻力损失小，消声频带宽，工作时不起尘。不怕油雾、水气。耐高温、耐高速气流冲击。使环境噪声符合国家《工业企业噪声卫生标准》。 广泛用于石油、化工、冶金、纺织等行业。

一、微孔板吸声结构的理论

在板厚小于1.0mm的薄板上穿以孔径小于等于1.0mm的微孔，穿孔率为1～5%，

后部留有一定的厚度（5-20cm）空气层，该层不填任何吸声材料 ，这样即构成了微穿孔板吸声结构。它是一种低声质量，高声阻的共振吸声结构，其研究表明，表征微穿孔板吸声特性的吸声系数和频带宽度，主要由微穿孔板的声质量m和声阻r来决定，而这两个因素又与微孔直径d及穿孔率p有关。微穿孔板吸声结构的相对声阻抗Z（以空气的特性阻抗ρC为单位）用式（1）计算：

Z=r+jwm=jctg(WD/C)（1）

公式中：

ρ--空气密度（kg/cm3）；

C--空气中声速（m/s）；

D--腔深（mm）；

m--相对声质量；

r--相对声阻；

w--角频率，W=2πf(f为频率)；

而r和m分别由式（2）（3）表达：

r=atkr/dzp（2）

m=(0.294)×10-3tkm/p（3）

式中：

t--板厚（毫米）

d--孔径（毫米）

p--穿孔率（%）

kr--声阻系数kr=(1+x2/32)1/2+(2x)1/2/8×d/t

km--声质量系数km=1+{1+[1/(9+(x2/2))]}+0.85d/t

其中x=abf，a和b为常数，对于绝热板a=0.147,b=0.32；对于导热板a=0.235，b=0.21。声吸收的角频带宽度，近似地由r/m决定，此值越大，吸声的频带越宽。r/m=(l/d2)×(kr/km)(4)

式中l--常数，对于金属板l=1140,而隔热板l=500。上式也可以用式（5）表达：

r/m=50f((kr/km)/x2)(5)

而kr/km的近似计算式为：

kr/km=0.5+0.1x+0.005x2(6)

利用以上各式就可以从要求的r、m、f求出微穿孔板吸声结构的x、d、t、p等参量。由于微穿孔板的孔径很小且稀，基声阻r值比普通穿孔板大得多，而声质量m又很小，故吸声频带比普通穿孔板共振吸声结构大得多，一般性能较好的单层或双层微穿孔板吸声结构的吸声频带宽度可以达到6～10个1/3信频程以上。这就是微穿孔板吸声结构大的特点。

时的大吸声系数α0为α0=4r/(1+r)2(7)

具体设计微穿孔板吸声结构时，可通过计算，也可查图表，计算结果与实测结果相近。在实际工程中为了扩大吸声频带的宽度，往往采用不同孔径、不同穿孔率的双层或多层微穿孔板复合结构。

二、微穿孔板理论在抗喷阻消声器设计中的应用

利用微穿孔板声学结构设计制造的消声器种类很多，主要型为抗喷阻型消声器。该型式消声器是用不锈钢穿孔薄板制成，因该九台消声器是用于石化单位，空气腐蚀性比较大，故穿孔板后的空气层内填装的吸声材料为耐腐蚀金属软丝布。利用吸声材料的阻性吸声原理，进一步达到降噪消声的作用，

其吸声系数高，吸收频带宽，压力损失小，气流再生噪声低，且易于控制。为获得宽频带高吸收效果，一般用三级微穿孔板结构。微穿孔板与外壳体之间以及微穿板之间的空腔尺寸大小按需要吸收的频带不同而异，低频腔大（150～200mm）,中频小些(80～120mm），高频更小些（30～50mm），双层结构的前腔深度一般应小于后腔，前后腔深度之比不大于1：3，前部接近气流的一层微穿孔板穿孔率应后层，为减小轴向声传播的影响，可在微穿孔板消声器的空腔内每隔500mm左右加一块横向隔板。试验证明，微穿孔板消声器不论是低频、高频消声性能实测值比理论估算值要好。且消声量与流速有关，与消声器无关，当流速达到70米/秒时，一般其它型式消声器已无法解决噪声问题，而微孔型消声器可承受70m/s气流速度的冲击，仍有15dBA以上的消声器。这也是微孔消声器优于一般消声器一个重要特点。

衡量涡流风机消声器的好坏，主要考虑以下三个方面：

1、消声器的消声性能；（消声量和频谱特性）

2、消声器的空气动力性能；（压力损失等）

3、消声器的结构性能。（尺寸、价格、寿命等）

· 消声器的消声频率特性。抗喷阻型消声器对各频噪声效果。

· 消声器的适用风速一般为6-8m/s，高不宜超过12m/s，同时注意消声器的压力损失。

· 注意消声器的净通道截面积，风管和消声器连接时，必要时（风速有限制时）需作放大处理。

· 消声器等消声设备安装，须有立的承重吊杆或底座；与声源设备须通过软接头连接。

· 当两个串联使用时，两个弯头的连接间距应大于弯头截面对角线长度的2.5倍。

· 对于高温、高湿、有油雾、水气的一般选用微孔结构消声设备，对于有洁净要求的诸如手术室、录音室、洁净厂房等环境系统，应采用微孔结构消声设备。

· 相邻用房管路串通时，注意室内噪声通过管路相互影响，必要时风口作消声处理。