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消声器的工作原理介绍

来源:www.jjyktf.com 发表时间:2017-05-16

  在板厚小于1.0mm的薄板上穿以孔径小于等于1.0mm的微孔,穿孔率为1~5%,后部留有?#27426;?#30340;厚度(5-20cm)空气层,该层不填任何吸声材料 ,这样即构成了微穿孔板吸声结构。它是一种低声质量,高声阻的共振吸声结构,其研究表明,表征微穿孔板吸声特性的吸声系数和频带宽度,主要由微穿孔板的声质量m和声阻r来决定,而这两个因素又与微孔直径d及穿孔率p有关。微穿孔板吸声结构的相对声阻抗Z(以空气的特性阻抗ρC为单位)用式(1)计算:
Z=r+jwm=jctg(WD/C)(1)
公式中:
ρ--空气密度(kg/cm3);
C--空气中声速(m/s);
D--腔深(mm);
m--相对声质量;
r--相对声阻;
w--角频率,W=2πf(f为频率);
而r和m?#30452;?#30001;式(2)(3)表达:
r=atkr/dzp(2)
m=(0.294)×10-3tkm/p(3)
式中:
t--板厚(毫米)
d--孔径(毫米)
p--穿孔率(%)
kr--声阻系数kr=(1+x2/32)1/2+(2x)1/2/8×d/t
km--声质量系数km=1+{1+[1/(9+(x2/2))]}+0.85d/t
其中x=abf,a和b为常数,对于绝热板a=0.147,b=0.32?#27426;?#20110;导热板a=0.235,b=0.21。声吸收的角频带宽度,近似地由r/m决定,此值越大,吸声的频带越宽。r/m=(l/d2)×(kr/km)(4)
式中l--常数,对于金属板l=1140,而隔热板l=500。上式?#37096;?#20197;用式(5)表达:
r/m=50f((kr/km)/x2)(5)
而kr/km的近似计算式为:
kr/km=0.5+0.1x+0.005x2(6)
  利用以?#32454;?#24335;就可以从要求的r、m、f求出微穿孔板吸声结构的x、d、t、p等参量。由于微穿孔板的孔径很小且稀,基声阻r?#24403;?#26222;通穿孔板大得多,而声质量m又很小,故吸声频带比普通穿孔板共振吸声结构大得多,一般?#38405;?#36739;好的单层或双层微穿孔板吸声结构的吸声频带宽度可以达到6~10个1/3?#29260;?#31243;以上。这就是微穿孔板吸声结构最大的特点。
共振时的最大吸声系数α0为α0=4r/(1+r)2(7)
  具体设计微穿孔板吸声结构?#20445;?#21487;通过计算,?#37096;?#26597;图表,计算结果与实测结果相近。在?#23548;?#24037;程中为了扩大吸声频带的宽度,往往采用不同孔径、不同穿孔率的双层或多层微穿孔板复合结构。

  

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