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消音器计算方案

信息来源:发布时间:2020-08-06阅读:808

计算并设计一消声器,

用于频率为

100hz

的发动机排气消声器,

消声量不小

30db

,需选定已知内壁管壁厚,开孔个数,每个孔直径,扩张室直径,

排气管道直径为

5cm

,用三维软件画出设计图。

 

消声器类型

消声原理

主要应用

阻性消声器

(

中高频

)

多孔性吸声材料的吸收

风机、

通风空调、

燃气轮机

等设备的进、排气噪声

抗性消声器

(

低频好

)

管道阻抗变化所产生的声反

射和耗损

空压机的进气噪声、内燃

机、汽车的排气噪声等

阻抗复合型消

声器

联合阻性消声器和抗性消声

器的消声机理

采用阻性消声器、

抗性消声

器的场所

扩散消声器

改变喷注结构、

降低喷口的压

力和流速

高温、

高压、

高速气流等高

声强噪音

噪声按声音的频率可分为:

400hz

的低频噪声

400

1000hz

的中频

噪声及>

1000hz

的高频噪声。根据设计要求及各种消声器的适用范围,

用抗性消声器进行设计改进

抗性消声器

消声原理:

通过控制声抗的大小来进行消声的。

与阻性消声器不同,

不使用吸声材料而是在管道上接截面积突变的管段或旁接共振腔,

声波在管

道截面的突然扩张

(

或收缩

)

造成通道内声阻抗突变,

使声波传播方向发生

改变,

某些频率的声波在声阻抗突变的界面发生反射、

干涉等现象,

从而在

消声器的外测,达到了消声的目的。

消声的频率特性:具有中、低频消声性能。

适用范围:消除空压机、内燃机、汽车排气噪声(气体流速较高气速的

情况)

抗性消声器具有的特点:

1

)不需要使用多孔吸声材料

2

)耐高温、抗潮

3

)流速较大,洁净

4

)对低频、窄带噪声有较好的效果。

常用抗性消声器的类型:

1

)扩张室式消声器

2

)共振腔消声器

3

)干涉式消声器

按共振腔消声器进行设计

1

)倍频带消声量不小于

30db

,由式:

)

20

1

(

lg

10

2

k

l

)

20

1

(

lg

10

30

2

k

查表

不同频带下的消声量△l 与

k

值的关系

 

频带

类别

0.2 

0.4 

0.6 

0.8 

1.0  

1.5 

2 

3 

4 

5 

6 

8 

10 

15 

倍频

1.1 

1.2 

2.4 

3.6 

4.8 

7.5 

9.5 

12.8 

15.2 

17 

18.6 

20 

23 

27 

1/3

频带

2.5 

6.2 

9.0  

11.2 

13.0  

16.4 

19 

22.6 

25.1 

27 

28.5 

31 

33 

36.5 

 

得,

k

8 

2

 

)由

ks

f

v

2

2

c

0

π

有:

 
 

2

4

2

2

2

m

10

6

.

19

cm

6

.

19

5

4

4

π

π

d

s

 

3

2

-

3

4

m

10

7

.

1

cm

10

7

.

1

6

.

19

8

2

100

2

34000

v

3

)设计一个与管道同心圆形的共振腔消声器,其内径为

5cm

,外径

20cm

,共振腔所需长度为:

 
 
 
 

cm

7

.

57

5

-

20

4

17000

)

(

4

2

2

2

1

2

2

d

d

v

l

 
 

l=58cm 

m

10

8

.

5

cm

8

.

5

17000

)

34000

100

2

(

)

2

(

2

2

2

0

v

c

πf

g

选用管壁厚度

t=0.2cm,

孔径

d=0.6cm,

 

则由式

d

t

ns

g

8

.

0

0

,求得开孔个

数:

 
 
 

14

6

.

0

4

)

6

.

0

8

.

0

2

.

0

(

8

.

5

)

8

.

0

(

2

0

s

d

t

g

n

由上述计算结果,

可设计共振腔消声器长为

580mm

外腔直径为

200mm,

腔的内径为

50mm

,管壁厚

2mm

,在气流通道的共振腔中部均匀排列开

14

孔,孔径为

6mm

4

)验算共振腔消声器的有关声学特性

z

0

h

100

17000

8

.

5

2

34000

2

v

g

c

f

 
 

z

h

2074

20

34000

22

.

1

c

22

.

1

d

f

由题意得,中心频率为

100hz

的倍频带包括

89.8~112hz

,不会出现高

频失效问题。

共振频率的波长:

 
 
 
 

cm

113

3

340

3

cm

340

100

34000

c

0

0

0

f

上述设计的共振腔的长、宽、腔深尺寸都小于共振频率波长的

1/3

,故

该设计方案可用。

 

5

40mm

穿

 

246mm<

mm

283

12

0

 

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