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小孔消音器的声学结构和消声原理

    本文主要概述小孔消音器的声学结构的机理特点及其在吸声、消声及隔声领域的应用,并提供了同顺电路里生产的消声器的产品设计性能、规格以及制造工艺技术,可供专业人员参考。    

    有专业人员提出了小孔喷注控制噪声理论,其原理是将一个大的喷口,在保持相同排气量的前提下,改为许多小孔来代替,而小孔将高频声移到人耳不敏感的超声范围,从而达到降噪的目的。小孔喷注消声器的消声量为[2]

   

式中 xA——阻塞情况0.165D/DO

D——喷口直径(mm),DO=1mm。

  当D≤1mm时,xA1,经变换可得[5]

光明棋牌APP下载  ΔL=27.5-30lgD

  由此可见,在小孔范围内,孔径减半,可使消声量提高9dB,考虑到加工小孔的难易程度,一般选直径较小的小孔较为适宜。如果孔径太大,小孔的消声效果很差。

  如果小孔间距较小,气流通过小孔后还会再汇合成大的喷注,从而使消声效果变差。为此,小孔喷注时孔的中心距应取小孔的孔径倍(喷注前主压越高,孔中心距就要越大),而孔中心距的最低值为

   

式中d——小孔直径。

  为了使排气通畅,考虑到小孔的阻尼作用,建议将消声器的开孔通流面积设计为排气阀通流面积的多倍。

光明棋牌APP下载  综上所述,对小孔喷注消音器来讲,要使其具有一定的降噪效果,又不影响气动装置的正常工作,消声器的孔径、孔距、孔数3个关键参数一定要把握好。

  而调研中发现,很多工厂所用的消声器这3个关键参数总有部分不满足要求。如图2所示为某厂所生产的空气分配阀用消声器,周向孔距为44.5mm,轴向孔距为13mm,孔数为48个。孔径d=2.3mm在1~3mm之间;孔距b在周向与孔径d之比为b/d=19.3,在轴向b/d=5.6,因此,在轴向的孔距偏小一点;该空气分配阀的通径D=15mm,按照前述的设计原则,小孔的总面积应为阀通流面积的多倍。这样,经计算可知,图2所示的消声器会造成排气不通畅现象发生,而该消声器在实际使用中,确实存在排气不畅的问题,加之孔轴向间距偏小,孔径2.3mm偏大,造成实际降噪量只有7dB,这两方面缺点共同作用的结果,导致操作工人在实际中常常将其拆掉不用。

 

 

图一小孔消音器

  根据笔者进行实际噪声控制的经验,小孔喷注宜选择1。5mm较为合适,孔距要合理,小孔面积应为阀通流面积的多倍较好。此外,小孔喷注板应具有足够的强度及刚度,在间歇性排气气流的冲击力作用下不能产生结构噪声。

  同顺生产的抗喷阻型消音器对高频高压高汽流场所又结合用消声原理中的抗性原理(即利用管道的截面突变,使声波向前传播到扩张室后反射180度后使波与波振幅相等,相位相反,相互干涉,达到最理想消声效果


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