消声

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册上》第896页（1749字）

所谓消声，就是阻止气流噪声的传播，阻止气流噪声传播而允许气流通过的消声装置，称消声器。消声器的主要性能指标包括：消声量、消声的频率范围和阻力损失，此外，消声器还应具有良好的结构刚性，以防止因受激振动而辐射再生噪声。

常用的消声器有阻性消声器和抗性消声器以及阻抗复合型消声器和微穿孔板消声器等多种。

2．5．1 阻性消声器

阻性消声器，是在气流通道内安装吸声材料，制成吸声管道，以实现消声的，阻性消声器的种类很多，如图3．8－32所示，其中，直管式应用较广。阻性消声器的消声量按下式计算：

图3．8－32 常见阻性消声器的类型

1－管式(剖面)：2－折板式(剖面)；3－声流式(剖面)，4－弯头式(示意)5－片式(示意)；6－蜂窝式(示意)；7－迷宫式(剖)

式中 Φ(a₀)为吸声系数a₀的修正值，当a₀=0．6～1时，其值为1～1．5；P为管道横截面的周长(m)；l为消声器长度(m)；S为管道横截面的面积(m²)。

2．5．2 抗性消声器

抗性消声器是通过管道截面突变(扩张或收缩)，或旁接共振腔，利用声阻抗的不匹配，使某些频率的声波产生反射、干涉现象，从而达到消声的目的。图3．8－33所示是扩张室消声器，由管和室组成，最典型的是单室扩张室，常见的还有带接管的扩张室和多节串联扩张室等。若设扩张比m=S₂／S₁，长度为1，则其消声量为：

图3．8－33 扩张式消声器示意图

由上式可知，消声量首先取决于扩张比m。管道截面收缩或扩张m倍的消声效果相同。m确定以后，消声的频率特性随l的变化如图3．8－34．当时，消声量ΔL有最大值。即当

消声器长度l增加时，f_max向低频方向移动。当时，Δl=0，对应频率为：

解决的方法是，在扩张室内插入接管，或采用多节扩张室串联等。

图3．8－34 单室扩张室消声器的消声量

图3．8－35所示是利用共振吸声原理进行消声共振型消声器，按几何形状区分有旁支型、同轴型、狭缝型等，最基本的是单腔旁支型。基于亥姆霍次共振器原理，这类消声器在窄频带范围内消声量很高，适用于低频段，用来消除噪声中某些明显的峰值，也可作为复合式消声器的组成部分．其消声量曲线如图3．8－36所示．

图3．8－35 共振型消声器

图3．8－36 共振型消声器的消声量曲线

多孔共振型消声器的共振频率为

式中 ，为一个孔的传导率(m)；S=，为颈孔面积(m2)；+0．8d(m)，为颈孔有效长度；t为穿孔板厚度(m)；V为共振腔体积(m³)；N为颈孔数。

消声频带宽度为

共振型消声器的消声量为

式中；A为气流通道横截面积(m²)。

式(3．8－63)可以计算单频率(纯音)的消声量，也可计算频带的消声量，而倍频带的消声量为ΔL=101g(1+2K²)；1／3倍频带的消声量为ΔL=101g(1+20K²)。