排汽阀消声器,消声器的种类、作用、选用、评价(下)

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近代出现的电子有源消声器也是利用声波的干涉来消声的排汽阀消声器,故也属于干涉型消声器。它对于低频噪声的控噪、个人防噪和局部防噪尤为合适。图10-10是管道上使用电子消声器的基本原理图。传声器2接受从噪声源1传来的噪声,经过电子线路的相移、放大后,由扬声器3辐射二次噪声。调节放大倍数和改变相移(延迟时间),便能使管道“下游”的噪声得到控制。

3.阻抗复合型消声器

阻抗复合型消声器(hybrid muffle),就是将阻性消声部分与抗性消声部分串联组合而形成,如图10-9中(12)、(13)分图所示。一般阻抗复合型消声器的抗性在前,阻性在后,即先消低频声,然后消高频声,总消声量可以认为是两者之和。但由于声波在传播过程中具有反射、绕射、折射、干涉等特性,其消声量并不是简单的叠加关系。阻抗复合型消声器兼有阻性和抗性消声器的特点,可以在低、中、高的宽广频率范围获得较好的消声效果。

4.喷注耗散型消声器

喷注耗散型消声器(jetting muffler)用于控制喷注噪声(也即排气放空噪声),它是从声源上降低噪声的,常用的耗散型消声器有:小孔喷注消声器、节流降压消声器与多孔扩散消声器等型式。

(1)小孔喷注消声器。由于喷注噪声的峰值频率与喷口直径成反比,减小孔径虽然使高频声增高,但人耳听不见,而人耳所能听得到的低频声却降低了。小孔喷注消声器就是采用这种原理,将一个喷口喷注改用许多足够小的小孔喷注,使噪声能量从低频移向人耳不敏感的高频范围,从而使干扰噪声减少,但排气量保持不变。图10-11所示是小孔喷注消声器的示意图。

显然,小孔的直径越小,这种消声器的消声量越显著。一般孔径减半,可使消声量提高9dB(A)。从便于加工和避免堵塞考虑,小孔孔径D以1~3mm为宜。如果孔径大于5mm,小孔的消声效果就会降低而成为大孔扩散器。另外,各小孔之间的距离B不能太小,以免各小孔的小喷注再汇合成大喷注,降低消声效果。孔心距可用下式估算:

(2)节流降压消声器。节流降压消声器的原理是节流降压作用,它一般由多级节流孔板串联而成,其相邻级的孔板间隙为均压的腔室,这样就把原来的高压气体直接喷注排空的一次大的压力降分散成为多级的小压力降。图10-12为高压排气中采用的一种节流降压消声器的示意图,消声值为23dB(A)。

(3)多孔扩散消声器。多孔扩散消声器是利用烧结的金属或塑料、多孔陶瓷、多层金属丝网等多孔材料来降低空气动力性噪声,其结构如图10-13所示。排放气流被

带有的大量细小孔隙(孔径达102um)的多孔材料滤成无数个小的气流,降低了气体压力,大大减弱了辐射噪声的强度。同时这类多孔材料还具有阻性材料的吸声作用。多孔扩散型消声器中的各小孔间的中心距与孔径之比比较小,不能忽略孔后气流混合后产生的噪声,这是其与小孔喷注消声器的不同之处。设计这种消声器的有效出流面积要大于排气管道的横截面积,如果扩散面积足够大,它可比小孔喷注消声器的降噪效果还要好,可以取得30~~50dB(A)的消声效果。

消声器一般由排气管、连接螺套、消声筒和筒芯等几部分组成。在连接螺套里装有油浸石棉密封圈,以防止排气管和消声筒之间的接口漏气。消声筒内焊有7块隔板,将消声筒分成8个消声腔(七个膨胀室和一个共振腔)在筒芯上面有倒三角形导流槽和许多小孔,当发动机的高温废气以高速经排气管进入消声器时,由于消声筒的截面积逐渐增大,气流得以膨胀,流速降低,强大的脉动噪声得以衰减。当气流继续流经各膨胀室时,由于隔板的阻挡,气流只能从隔板上的节流了、及筒芯通过,于是气流突然被压缩,分成许多细流,后又突然得以膨胀,如此多次突变,声能被大大衰减,从而起到降低排气噪声的作用。

一、消声器的作用

消声器是控制空气动力性噪声往外传播的有效设备,在内部作声学处理后,可以大大降低噪音的产生和传播,且不影响气流通过。安装消声器后,设备消声量应达到20-40dB(A),主观感觉响度相应降低50-90%的效果。

二、消声器的种类

1、阻性消声器具有吸收中高频声,加工制造简单等特点,一般用于空调风机、压缩机、燃气轮机、鼓风机等风机类消声。

2、抗性消声器具备针对性强,对中低频吸声效果显著,且不用吸声材料等特点。一般只能用于小管道排气消声,如汽车、轮船、柴油机等排气消声。

3、阻抗型消声器具有消声频带宽、使用于安全等特点。主要用于声级高、但频率为低中频宽带噪音的消声。如汽轮机、除氧器、扩容器、小排量的安全阀排汽等。

4、小孔型消声器具有低中频宽带消声性能,小的孔径能提高吸声系数,低的孔隙率能增加吸声频带的宽度,孔板深度能改变共振吸声峰的位置。小孔型消声器具备设计严密、吸收频带宽、阻损小、耐高温、寿命长等优点。一般用于锅炉、压缩机等高压设备的排气放空。

5、抗喷阻复合型消声器具有消声频带宽、使用范围广、消声量大、耐高温高压、不怕水汽及油雾等优点。是建立在我国著名声学家马大献的小孔喷注消声理论的基础上研制成功,也是目前我国最新型结构排气消声器,各电厂一般都选择使用。

6、通孔阻散型消声器具有排气畅、耐高温、抗干扰强等优点。一般用于安全阀、排气阀、汽轮机及吹管等排气消声。

三、消声器的评价

评价消声器的性能有两个方面:一是气动性能,二是消声性能。即消声器压力损失须在许可的极限范围内,其次要满足噪声标准的要求。所以选购消声器时要考虑气动性能和消声性能,两者缺一不可。

四、消声器的选用

1、风机类消声器选购,用户应提交风机类型(分鼓风机、通风机、罗茨风机、轴流风机、空压机等),并提供风机进出口尺寸及风量,一般风机消声器都是安装在出口,风机消声应综合治理,即消声器与隔声室同事安装。风机消声器外壳体为碳钢,内部材质分铝板和不锈钢两种,用户可按成本情况选定。

2、锅炉蒸汽排放类消声器选购,用户应提供每小时的排放量,排汽出口尺寸,排汽温度及压力即可。排汽消声器一般选购抗喷阻复合型消声器,该消声器一般外壳体为碳钢,接管及内部材质为不锈钢,具有消声频带宽、使用范围广、消声量大、耐高温高压、不怕水汽及油雾等优点。也可使用小孔喷注型消声器,一般为全不锈钢制造。

3、吹管消声器必需适用于恶劣的工作环境,工作介质中可含水、铁质杂物(颗粒度可达30mm)、工程遗留物等。用户选购应提供排放量、排汽出口尺寸、排汽温度及机组型号。吹管消声器一般选用通孔阻散型消声器,该消声器一般接管及外壳体为碳钢,内部材质阻声片为不锈钢,该类消声器一般为一次性使用,也可根据用户要求设计为多次使用。另外也可使用后再由我们回收。

4、安全阀类排汽是一种瞬间突然性排放,设计安全阀类消声器要考虑排放畅通不节流,用户选购应提供安全阀的排放量、排汽出口尺寸、排汽温度、起跳压力即可。安全阀类排汽消声器一般选购通孔阻散型消声器,该消声器一般外壳体为碳钢,接管及内部材质为不锈钢。也可使用小孔喷注型消声器,前提是排放量必需足够大,不能产生闷压及节流,一般为全不锈钢制造。

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