消音器原理

消音器有關知識之一

消音器((Muffler))是阻止聲音傳播而允許氣流通過的一種器件,是消除空氣動力性噪聲的重要措施。消音器是安裝在空氣動力設備(如鼓風機、空壓機、鍋爐排氣口、發電機、水泵等排氣口噪音較大的設備)的氣流通道上或進、排氣系統中的降低噪聲的裝置。

一、概述

消音器的種類很多,但究其消聲機理,又可以把它們分為六種主要的類型,即阻性消音器、抗性消音器、阻抗復合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。

1.阻性消音器

主要是利用多孔吸聲材料來降低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內壁上或按照一定方式在管道中排列,就構成了阻性消音器。當聲波進入阻性消音器時,一部分聲能在多孔材料的孔隙中摩擦而轉化成熱能耗散掉,使通過消音器的聲波減弱。阻性消音器就好象電學上的純電阻電路,吸聲材料類似于電阻。因此,人們就把這種消音器稱為阻性消音器。阻性消音器對中高頻消聲效果好、對低頻消聲效果較差。(主要應用于發電機機組消音)

2.抗性消音器

是由突變界面的管和室組合而成的,好象是一個聲學濾波器,與電學濾波器相似,每一個帶管的小室是濾波器的一個網孔,管中的空氣質量相當于電學上的電感和電阻,稱為聲質量和聲阻。小室中的空氣體積相當于電學上的電容,稱為聲順。與電學濾波器類似,每一個帶管的小室都有自己的固有頻率。當包含有各種頻率成分的聲波進入第一個短管時,只有在第一個網孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過網孔到達第二個短管口,而另外一些頻率的聲波則不可能通過網孔.只能在小室中來回反射,因此,我們稱這種對聲波有濾波功能的結構為聲學濾波器。選取適當的管和室進行組合.就可以濾掉某些頻率成分的噪聲,從而達到消聲的目的。抗性消音器適用于消除中、低頻噪聲。

3.阻抗復合式消音器

由阻性結構和抗性結構按照一定的方式組合構成。

4.微穿孔板消音器

一般是用厚度小于1mm的純金屬薄板制作,在薄板上用孔徑小于1mm的鉆頭穿孔,穿孔率為1%3%。選擇不同的穿孔率和板厚不同的腔深,就可以控制消音器的頻譜性能,使其在需要的頻率范圍內獲得良好的消音效果。

5.小孔消音器

結構是一根末端封閉的直管,管壁上鉆有很多小孔。小孔消音器的原理是以噴氣噪聲的頻譜為依據的,如果保持噴口的總面積不變而用很多小噴口來代替,當氣流經過小孔時、噴氣噪聲的頻譜就會移向高頻或超高頻,使頻譜中的可聽聲成分明顯降低,從而減少對人的干擾和傷害。

6.有源消音器

基本原理是在原來的聲場中,利用電子設備再產生一個與原來的聲壓大小相等、相位相反的聲波,使其在一定范圍內與原來的聲場相抵消。這種消音器是一套儀器裝置,主要由傳聲器、放大器、相移裝置、功率放大器和揚聲器等組成。

二、消音器的衡量指標

衡量消音器的好壞,主要考慮以下三個方面: 

1、消音器的消音性能;(消音量和頻譜特性)

2、消音器的空氣動力性能;(壓力損失等)

3、消音器的結構性能。(尺寸、價格、壽命等)

三、消音器的選用及特性

消音器的選用應根據防火、防潮、防腐、潔凈度要求,安裝的空間位置,噪聲源頻譜特性,系統自然聲 衰減,系統氣流再生噪聲,房間允許噪聲級,允許壓力損失,設備價格等諸多因素綜合考慮并根據實際情況有所偏重。一般的情況是: 消音器的消音量越大,壓力損失及價格越大;消音量相同時,如果壓力損失越小,消音器所占空間就越大。

新型高效抗噴阻型系列消音器設備被廣泛使用于發電、化工、冶金、紡織等工業廠礦中用于各種型號鍋爐、汽機排汽;風機;安全門等設備的消音降音。該系列消音器是根據抗、噴、阻復合消音原理所研制,具有消音量大、體積小、重量輕及安裝方便無檢修等諸多優點。

· 消音器的消音頻率特性。抗噴阻型消音器對各頻噪聲效果優越。

· 消音器的適用風速一般為6-8m/s,最高不宜超過12m/s,同時注意消音器的壓力損失。

· 注意消音器的凈通道截面積,風管和消音器連接時,必要時(風速有限制時)需作放大處理。

· 消音器等消音設備安裝,須有獨立的承重吊桿或底座;與聲源設備須通過軟接頭連接。

· 當兩個消音彎頭串聯使用時,兩個彎頭的連接間距應大于彎頭截面對角線長度的2.5倍。

· 對于高溫、高濕、有油霧、水氣的環境系統一般選用微孔結構消音設備,對于有潔凈要求的諸如手術室、錄音室、潔凈廠房等環境系統,應采用微孔結構消音設備。

相鄰用房管路串通時,注意室內噪聲通過管路相互影響,必要時風口作消音處理。

四、消音器的應用范圍

1、適用于各類蒸汽安全閥用的TA型蒸汽安全閥消音器

適用于電站鍋爐PCV/ERV安全閥(動力釋放閥)、鍋筒安全閥及過熱器安全閥、再熱器安全閥等壓力裝置的安全門。其蒸汽放空既應避免過大的噪聲,更應讓汽流順利排出而不影響安全閥的排量、起跳和回座,為此,以往常見的多級節流及小孔噴注的消音降音手段即不宜采用,這種限制歷來是安全閥消音器的設計難點,也是安全門消音器消音效果差的原因。新型用于安全閥的TA型安全閥排汽消音器采用了噴阻抗復合型消音原理,其中以大孔擴容代替了直徑較小的控流孔,在結構上更加強化了抗性和阻性消音降音機理,達到了安全系數更高的消音降噪效果。

2、適用于鍋爐等蒸汽設備的TB型點火排氣消音器

TB型鍋爐點火排汽消音器綜合了PB型排汽(氣)消音器最合理的消音原理所設計。高壓蒸汽在消音器內經一次控流后進入降壓體,經大容積再次擴容降壓后,從而形成低壓蒸汽后噴出,在此過程中,汽流內能部分轉化成某種頻率的聲能,其噪聲雖然功率大為削弱,但往往會因排汽偏離設計值等諸多原因,使排氣噪聲仍然高于標準值。為此,在降壓體外設計了組合型多材料復合結構的阻聲吸音罩,復合阻聲吸音罩是根據降壓體所噴出的剩余噪聲的頻譜特性所設計,用以有效地吸收剩余噪聲。當用戶按要求安裝后,總消音量可達3642分貝。

3、適用于各類低溫低壓熱力裝置的TD型低壓蒸汽消音器

在各工礦企業使用著大量0.13Mpa及以下的低壓鍋爐,在電站熱力系統中也有著大量的低壓熱力裝置,如背壓式汽輪機、除氧器、輔助抽氣器、汽輪油泵、鍋爐連續排污、定期排污等。上述設備按排汽管要求,配置結構輕便、安裝更為方便的消音器。針對不同的消音對象,設計有專用的TDb型背壓式汽輪機排汽消音器、TDy型除氧器消音器及其它系列消音降音產品,可滿足用戶的要求。

4、適用于鍋爐試車吹掃及工業管道安裝檢修后的TC型沖管專用消音器

TC型管道沖管消音器,是為降低電站鍋爐試車吹掃時沖管管道出口雜物排出及廢氣排放產生的噪聲而研制開發的一類專用型排氣消音降噪設備。也可用于其它工業管道和民用管道安裝或檢修后沖管消音降音及清除雜物。

5、適用于管道排放氣體用的PB系列小孔噴注消音器

PB系列小孔噴注消音器系九十年代研制、開發的新一代降噪產品,它根據小孔降壓噴注消音的原理,通過優化設計,其降噪指標、安全性能和使用壽命遠優于目前市場上同類產品,可更好的滿足電力、冶金、石油、化工、紡織、造紙、食品等工業的低壓、中壓、次高壓、高壓、超高壓、亞臨界等參數的各種鍋爐、壓力容器管道排汽(氣)放空及其安全閥、釋放閥排汽(氣)的降噪需要。

6、適用于通風管道用的CF型風機消音器

風機是一種通用機械設備,其使用范圍很廣,電力、礦山、機械、冶金、化工等各行業的生產均離不開風機。風機在運轉中產生的噪聲常常成為影響工人健康和干擾環境的禍源。特別是鄰近生活區的風機,其進風口和出風口所輻射的空氣動力性噪聲,更是污染環境的主要因素,形成公害,是近年來我國工業部門治理噪聲污染的主要對象之一。

7、適用于柴油發電機排氣消音用的CP型柴油發電機排氣消音器

柴油發電機以其良好的經濟性和動力性能,被廣泛用于工礦企業生產經營中,因其在運行過程排放的煙氣中含有一定量的煙塵(也就是大家經常見到的黑煙),其現象是由于燃油燃燒不完全而產生的。因此常規型通風排氣消音器,如微孔板式消音器和帶有吸音填料的消音器要是使用在這種環境下,是絕不可取的,原因是其只能起到一時的消音降音。

8、用于通風管道用的XB型通風管道消音吸音片

XB型通風管道消音吸音片為阻性消吸聲片,當聲波通過襯貼吸聲材料的管道時,吸聲材料消耗聲波的能量,從而達到降噪的效果;本系列消音器通過優化設計,使用新型吸引輔襯材料,從而提高了消音量。

9、用于設備消隔聲用的工業吸音隔聲罩

吸音隔聲罩的應用相當廣,風機、水泵等各類聲源設備等等很多聲源治理會應用到這個隔聲吸音產品。它主要的設計原理是從聲波的傳播路徑上對噪聲源進行有效有的治理。由于每種聲源設備的外部尺寸、通風散熱等要求各不相同,因此往往它需要根據現場聲源情況設計加工生產。

五、消聲器的安裝

消聲器的安裝方向必須正確,與風管或管件的法蘭連接應保證嚴密、牢固。當空調系統為恒溫,要求較高時,消聲器外殼應與風管同樣作保溫處理。

消聲器安裝后,可用拉線或吊線的方法進行檢查,不符合要求的應進行修整。

消聲器安裝就位后,應加強管理,采取防護措施。嚴禁其它支、吊架固定在消聲器法蘭及支吊架上。

消聲器、消聲彎頭等在安裝時應單獨設支、吊架,使風管不承受其重量支吊架應根據消聲器的型號、規格和建筑物的結構情況,按照國標或設計圖紙的規定選用。

消聲器在安裝前應檢查支、吊架等固定件的位置是否正確,預埋件或膨脹螺栓是否安裝牢固、可靠。支、吊架必須保證所承擔的載荷。

消聲器的型號、尺寸必須符合設計要求,并標明氣流方向。

六、消聲器在使用注意事項

消聲器在使用過程中必須要注意一下幾點:

1、阻性消聲器具有吸收中高頻聲,加工制造簡單等特點,一般用于空調風機、壓縮機、燃氣輪機、鼓風機等風機類消聲。

2、抗性消聲器具備針對性強,對中低頻吸聲效果顯著,且不用吸聲材料等特點。一般只能用于小管道排氣消聲,如汽車、輪船、柴油機等排氣消聲。

3、阻抗型消聲器具有消聲頻帶寬、使用于安全等特點。主要用于聲級高、但頻率為低中頻寬帶噪音的消聲。如汽輪機、除氧器、擴容器、小排量的安全閥排汽等。

4、小孔型消聲器具有低中頻寬帶消聲性能,小的孔徑能提高吸聲系數,低的孔隙率能增加吸聲頻帶的寬度,孔板深度能改變共振吸聲峰的位置。小孔型消聲器具備設計嚴密、吸收頻帶寬、阻損小、耐高溫、壽命長等優點。一般用于鍋爐、壓縮機等高壓設備的排氣放空。

5、抗噴阻復合型消聲器具有消聲頻帶寬、使用范圍廣、消聲量大、耐高溫高壓、不怕水汽及油霧等優點。是建立在中國著名聲學家馬大猷的小孔噴注消聲理論的基礎上研制成功,也是中國最新型結構排氣消聲器,各電廠一般都選擇使用。

6、通孔阻散型消聲器具有排氣暢、耐高溫、抗干擾強等優點。一般用于安全閥排氣閥、汽輪機及吹管等排氣消聲。

七、蒸汽排空消聲器

一:用途及產品優點 鍋爐蒸汽消聲器主要用于電力、石油、化工、冶金、紡織等工業的鍋爐蒸汽排放及其它氣體消聲排放的有效消聲。是消除蒸汽排放性噪聲的重要措施。各類鍋爐排汽蒸汽不僅高溫高壓,且排放頻帶寬,衡量蒸汽排放消聲器的好壞,主要考慮以下三個方面: 1、鍋爐蒸汽消聲器的消聲量能滿足《工業企業噪聲標準》的要求。 2、消聲器能適應不同頻率、高溫和壓力(低中高壓、超高壓、亞臨界、超臨界)。 3、消聲器的結構性好(尺寸合理、強度高、壽命長、安裝方便)。

二、消聲器原理 鍋爐蒸汽消聲器是主要建立在小孔噴注理論結合阻抗擴容吸聲的消聲原理,鍋爐蒸汽排放一般流速快,氣流噪聲高,需先以通孔擴流,經過多次通孔后的蒸汽在抗性擴張室得到降壓降流,氣流再經小孔噴出,噴出后其各倍頻帶的聲功率已降低,而聲壓級的頻率被推高到20000Hz以上范圍,其噪聲大為削弱,但部分頻率的二次噪音還需要進一步消聲,我們在擴張室外加裝阻性吸聲棉結構,它系根據 降壓體所發出的剩余噪聲的頻譜特性所設計,用以有效地吸收剩余噪聲。當用戶按要求安裝后,消聲量可達30-42分貝。使之達到<<工業企業噪聲標準>>要求。

三、消聲器定購選型 鍋爐蒸汽消聲器是按各參數要求進行精心設計,在訂購排汽消聲器時須提供下列資料,才能獲得最大的消聲效果: (1)蒸汽排放量多少(T/h)、壓力、溫度。 (2)排汽管通徑、壁厚。 (3)結構可選定小孔式或抗噴阻復合型。一般用戶選購復合型消聲器,消聲效果好,材質內部為不銹鋼,殼體材料為碳鋼;接管可選取焊接或法蘭對接;支腿可選取腿式或耳式結構;

 

 

發布人:網站管理員 [2015-2-13]
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