2014年環(huán)保工程師：消聲降噪工程3

　　3、上限失效頻率及其控制

　　阻性消聲器的氣流通道截面不宜過大，對于一定截面積的氣流通道，當(dāng)入射聲波頻率高至一定限度時(shí)，相應(yīng)的聲波波長與氣流通道寬度(或直徑)相比較短，聲波將以窄束形式沿通道傳播，不與或很少與吸聲飾面作用，導(dǎo)致了消聲器的消聲量明顯降低。圖5-2-44是氣流通道間距為400mm時(shí)，不同長度的消聲器的消聲頻率特性。從圖上可以看出，在2000Hz以上的高頻區(qū)域，盡管其他參數(shù)沒變，材料的吸聲系數(shù)還增加，但消聲量已有明顯下降。我們把產(chǎn)生這一現(xiàn)象所對應(yīng)的頻率定義為上限失效頻率，也稱之為高頻失效頻率，用 表示，可以按下式進(jìn)行計(jì)算

　　式中：c聲速，m/s;D氣流通道平均尺寸，m。

　　從上式可以看出，在聲速一定條件下，消聲器的通道平均尺寸(通道寬度或直徑)，決定了它的上限失效頻率，在大于 上的頻率范圍內(nèi)，消聲器的消聲量有明顯下降。

　　在頻率高于上限失效頻率時(shí)，頻率越高，消聲量下降越高，高于上限失效頻率的消聲量降低值可以用下式進(jìn)行估算： 式中： 高于上限失效頻率的某倍頻帶的消聲量，dB; 高于上限失效頻率的倍頻帶數(shù); 上限失效頻率處的消聲量，dB。

　　在進(jìn)行消聲器的設(shè)計(jì)時(shí)，對于小流量的細(xì)管道，可采用直管式消聲器。但當(dāng)流量較大時(shí)，通道面積也較大，相應(yīng)的上限失效頻率較低，導(dǎo)致了調(diào)頻區(qū)域消聲效果很差，其結(jié)果是消聲器總的消聲量也不會(huì)很高。在這種情況下，要想增加直管式消聲器的消聲量，只能設(shè)法增加吸聲飾面的表面積，也就是增大通道截面的周長或者增加消聲器的長度。當(dāng)然，從公式中也可以看出，減少通道的截面積也可以增加消聲量，但卻會(huì)由于流速的增加而引起加大阻力的損失。若要在比較寬的頻帶范圍內(nèi)獲得足夠大的消聲量，可以采用片式或蜂窩式消聲器結(jié)構(gòu)，把大的消聲器通道分成若干小的通道，每個(gè)通道的截面積小了，提高了上限失效頻率，同時(shí)增加了吸聲面的表面積而增大了消聲量。

　　片式消聲器的消聲量和通道的寬度有關(guān)，保證通流面積不變情況下，通道寬度越小，消聲量越大。

　　在通道寬度確定之后，片式消聲器的氣流通道高度和通道數(shù)目直接影響消聲器空氣動(dòng)力指標(biāo)的好壞。一般通道寬度可取100~250mm，吸聲層厚度可取50~100mm。

　　直角彎道消聲器就是利用在彎頭通道的內(nèi)壁襯貼吸聲材料，來達(dá)到提高中、高頻消聲目的。