為您講解矩形截面阻抗復合消聲器的消聲特性研究與應用

網站編輯：發表時間：2020-04-07

   為您講解矩形截面阻抗復合消聲器的消聲特性研究與應用

在噪聲控制工程中，一般噪聲源的噪聲頻譜具有較寬的頻帶，單一的阻性消聲器或抗性消聲器難以達到理想的消聲效果。阻抗復合消聲器是將阻性與抗性兩種消聲器適當結合而構成的具有較寬消聲頻帶的消聲器，兼顧了兩種消聲器各自的優點。對于阻性消聲器而言，通常采取提高P/S值或增加消聲通道長度的方法來增加中高頻的消聲量，但增加消聲器的長度往往受現場條件的制約。在通風面積一定的條件下，矩形截面比圓形截面具有更大的P/S值，因此矩形截面消聲器的消聲量比圓形截面的更高。

本文設計了一種通道截面為矩形的阻抗復合消聲器，測試了該消聲器的靜態消聲性能，得到了1/3倍頻程下的消聲量及A計權消聲量。該消聲器在中低頻具有較高的消聲量，理論計算出的下限截止頻率和上限截止頻率與實際測量結果基本符合。

消聲器結構

消聲器由兩級串聯的擴張腔組成，擴張腔為抗性消聲部分。氣流通道內壁附有玻璃絲布包裹的50mm厚度的超細玻璃棉，玻璃棉的體積密度為32kg/m3，其為阻性消聲部分。兩級擴張腔的擴張比m=8.3，阻性消聲通道的P/S=22.2，消聲通道矩形截面尺寸為寬×高=100mm×1000mm。

(a) 消聲器內部結構及尺寸
(b) 消聲器外形尺寸

消聲器的抗性部分是兩個相同的矩形箱體結構，為了改善該部分的頻率通過性，兩個箱體內部均設置了內插管，可分別消除奇次通過頻率和偶次通過頻率。

 
試驗測試及結果

在標準聲學試驗室條件下對該阻抗復合消聲器的靜態消聲量進行了測試，測得1/3倍頻程下的消聲量。經理論計算，該消聲器的下限截止頻率為f下截=57Hz，上限截止頻率為f上截=485Hz。在f下截和f上截之間消聲器的平均消聲量為24dB，在此頻率之外，消聲器的消聲性能明顯下降。在靜態測試條件下，消聲器的A計權消聲量為28dB(A)。

所示頻率-消聲量關系曲線可以看出，矩形截面的阻抗復合消聲器總體的消聲頻帶范圍較寬，在高、中、低頻范圍內均有較高的消聲量。特別是在100Hz以下，平均消聲量在10dB左右。從曲線變化的趨勢可以看出，該消聲器的消聲特性仍然具有阻性消聲的特點，即中高頻的消聲效果優于低頻消聲效果。抗性擴張式消聲器的消聲特性具有周期性和頻率通過性，從實測結果來看，阻抗復合消聲器的消聲特性亦有此現象。消聲器的頻率通過性一方面與消聲器自身的結構尺寸有關，另一方面高頻聲波將以束狀形式通過消聲通道，即使材料的吸聲系數很高，若忽略消聲器的上限截止頻率則實際的消聲效果則明顯下降。從圖中可以看出，理論計算的上限截止頻率與實際測試結果基本吻合。