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微穿孔板消聲器

微穿孔板消聲器是利用微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)制成的消聲器。在厚度小于1mm的板材(金屬板或其他板材)上，開(kāi)適量孔徑為1mm左右的微孔，穿孔率一般為1%~3%，在穿孔板后留有一定的空腔，即成為微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。

微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是一種高聲阻、低聲質(zhì)量的吸聲元件。

微穿孔板消聲器的結(jié)構(gòu)形式類似于阻性消聲器，按氣流通道的形狀，可分為直管式、片式、折板式、聲流式等。

微穿孔板消聲器的設(shè)計(jì)方法與阻性消聲器基本相同，不同之處在于用穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)代替了阻性吸聲材料。其消聲量也可參照彼洛夫公式進(jìn)行計(jì)算。在低頻范圍使用時(shí)，當(dāng)聲波的波長(zhǎng)大于空腔尺寸時(shí)，可用共振式消聲器的消聲量公式計(jì)算。

為了保證在寬頻帶有較高的吸聲，一般均采用雙層吸聲結(jié)構(gòu)。在多層時(shí)，空腔厚度可以按不同的吸聲頻帶確定。前后兩層空腔的厚度可以相同，也可以不同，接觸氣流的第一層穿孔板率可以適當(dāng)高于后面一層。

為了防止聲波在空腔內(nèi)沿管長(zhǎng)方向的傳播，可以在適當(dāng)部位加若干橫向擋板。

微穿孔板消聲器主要有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

(1)空氣動(dòng)力性能好，適用于要求阻損小的設(shè)備。

(2)氣流再生噪聲低，可以允許有較高的氣流速度。

(3)不使用阻性吸聲材料，沒(méi)有纖維、粉塵的泄漏，可用于衛(wèi)生條件要求嚴(yán)苛的醫(yī)藥、食品等行業(yè)。

(4)穿孔板可用普通金屬板制成，也可以用不銹鋼或鋁板制成，或者對(duì)板材進(jìn)行防腐處理，可用于高溫、潮濕、腐蝕或有短暫火焰的環(huán)境中。

在選用微穿孔板消聲器時(shí)，如果要求阻損小，可以采用直管式;如果阻損要求不太嚴(yán)格時(shí)，也可考慮采用聲流式或其他形式的消聲器。

共振吸聲結(jié)構(gòu)

1、薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)

將不透氣的薄板固定在剛性壁前一定距離處，就構(gòu)成了板共振吸聲結(jié)構(gòu)。這個(gè)由薄板和空氣層組成的系統(tǒng)可以視為一個(gè)由質(zhì)量塊和彈簧組成的振動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)入射聲波的頻率和系統(tǒng)固有頻率接近時(shí)，板就產(chǎn)生共振，內(nèi)部摩擦將聲能轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉。其主要吸聲范圍在共振頻率附近區(qū)域。

增加板的面密度和空氣厚度，可以使結(jié)構(gòu)的共振頻率向低頻區(qū)域移動(dòng)。常用的板共振結(jié)構(gòu)的共振頻率處于80～300Hz的頻率范圍，吸聲系數(shù)可達(dá)0.2～0.5.

薄板共振吸聲頻率范圍很窄，只能作為以共振頻率附近頻域?yàn)橹饕暦秶慕Y(jié)構(gòu)。通過(guò)兩個(gè)途徑可以適當(dāng)展寬它的有效吸聲范圍：一是采用密度很小的薄板進(jìn)行多層組合;二是在空腔中填充多孔材料以增加板振動(dòng)的阻尼。如果在板與龍骨之間增加海綿、毛氈、軟橡膠等彈性材料層，也可以改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的吸聲特性。

2、薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)

吸聲結(jié)構(gòu)中采用的膜狀材料，是指剛性很小、沒(méi)有透氣性、受力拉張后具有彈性的材料，如塑料膜、帆布等。

常用膜狀共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率在200～1000Hz范圍內(nèi)，共振頻率鄰近頻域的吸聲系數(shù)一般為0.3～0.4.膜狀材料主要用于中頻范圍的吸聲，非常薄的膜共振結(jié)構(gòu)其共振頻率可處于高頻范圍。在實(shí)用中，為改善吸聲性能，可在其背后空氣層內(nèi)充填多孔材料。

3、單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)

單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)既亥姆霍茲共振吸聲器。

單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)由一個(gè)剛性容積和一個(gè)連通外界的頸口組成。空腔中的空氣具有彈性，類似于一個(gè)彈簧;頸口處的小空氣柱相當(dāng)于質(zhì)量塊，組成一彈性系統(tǒng)。當(dāng)聲波入射到頸口時(shí)，由于孔頸處的摩擦阻尼，使聲能變?yōu)闊崮堋．?dāng)入射聲波頻率等于共振結(jié)構(gòu)的固有頻率時(shí)，孔頸處的空氣柱發(fā)生共振，此時(shí)此地的振速為極大值，相應(yīng)吸收的聲能量大。外界頻率偏離共振頻率時(shí)，振速相應(yīng)減小，聲能吸收也變少。

這種吸聲結(jié)構(gòu)吸聲頻帶較窄，具有較強(qiáng)的頻率選擇性，多用于低頻有明顯音調(diào)噪聲的吸收。一般情況下，都是多個(gè)共振腔組合使用，很少單獨(dú)使用，通過(guò)調(diào)節(jié)各腔的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)適應(yīng)不同頻率的吸收。

如果想展寬共振吸聲結(jié)構(gòu)的有效吸聲頻帶范圍，可以在頸口處放置一些多孔吸聲材料，或放一層薄的紡織物，以增加頸口處的聲阻。對(duì)一定的聲阻來(lái)說(shuō)，振速越大，消耗的聲能越多，聲阻只有加在速度極大處才有明顯的吸聲效果。在空腔內(nèi)填充多孔吸聲材料，也可改善共振效應(yīng)，但效果不會(huì)太大。因空腔中的平均速度接近于零，不能發(fā)揮聲阻的效用，充填不得當(dāng)，還容易減弱原有的共振效應(yīng)。

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