微穿孔板消声器阻力和什么风水有关系系

第八章_消声器
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32一种微穿孔板消声器
一种微穿孔板消声器;商旭升;陈玉春;(西北工业大学动力与能源学院西安710072);徐东毅;(民航西南地区管理局试航维修处);2003年9月19日收到;摘要本文根据马大猷教授提出的“微穿孔板吸声体精确;7.16dB;关键词微穿孔板消声器,吸声系数,噪声;Amicroperforatedmuffler;SHANGXu-Sheng;(School;ofPropu
一种微穿孔板消声器商旭升陈玉春王伟(西北工业大学动力与能源学院西安710072)徐东毅(民航西南地区管理局试航维修处)2003年9月19日收到摘要本文根据马大猷教授提出的“微穿孔板吸声体精确理论”,在对微穿孔板消声器结构参数与吸声特性之间的相互影响进行了分析的基础上,设计了微穿孔板消声器并将其应用在新舟60飞机APU(辅助动力装置)降噪的实际工程中,并通过编写的噪音数据采集分析程序,对降噪效果进行了测试和分析,验证出微穿孔板消声器对消除飞机的APU的排气噪声具有良好的消声效果,平均降噪7.16dB。关键词微穿孔板消声器,吸声系数,噪声AmicroperforatedmufflerSHANGXu-Sheng(SchoolofPropulsionandCHENYu-ChunWANGWei710072)Energy,NorthwesternPolytechnicMUniversity,Xi'anXUDong―Yi(SouthwestRegionalAdministrationAirworthiness&MaintenanceDi倒on)AbstractBasedonthegeneraltheoryofthemicroperforatedabsorber[1|,thispapermadesomeanalysisaboutthemutualinfluencebetweenthestructureparametersandthecharacteristicparametersofpoweramicroperforatedmuffler.DesignedfortheAPU(auxiliaryaveragevalueunit)ofaMA60planeamicroperforatedmufflerwithwhichhastheofnoisereductionis7.16dB.Keywords1Microperforatedmu毋er,Coefficientofsoundabsorption,Noise引言微穿孔板消声器是我国近年来研制的一种下应用,在较宽的频带范围内具有良好的消声效果。鉴于机械加工能力和手段的不断提高,马大猷教授对这一理论又有新的开拓和发展,提出了“微穿孔板吸声体精确理论”,【lf2j使得该结构吸收频带大为拓宽。本文根据马大猷教授这一理论,针对新舟60飞机APU工作噪声较大的实际情况,设计开发了一套微穿孔板消声新型消声器,这种消声器采用金属结构代替多孔纤维性吸声材料,具有清洁、无污染、表面光洁、对气流阻力小,气流再生噪声低,并适于在高温、高速气流及有水气、粉尘等特殊环境应用声学万方数据 器,编写了噪音采集程序,并在现场实地测试了降噪效果,得到满意的效果。2其他几何结构参数如图l所示。(2)正入射吸声系数aⅣ。4r微穿孑L板消声器理论分析aⅣ2―(1+r)2+[wm―-cot(wH/c)]2(3)消声量ALTL。【4)…2.1微穿孔板结构分析微穿孔板吸声结构的吸声机理【3j是:声波入射时,空气在小孔中摩擦产生声阻,消耗声能,从而达到消声的目的。微穿孔板吸声结构如图1所示。这种吸声结构声学特性的主要参数有:微孔直径d,孔板后腔深日,孔板厚度t和穿孔率p(由微孔直径d,孔间距b决定)。如果用它构成圆管消声器,那么气流通道圆管直径对这种吸声结构的声学特性也有一定影响。吸声系数OZN是结构参数和频率的函数.当系统共振时声抗为零,吸声系数达最大值,对应的频率为共振频率为,r,偏离,r,吸声系数迅速下降。消声器的横截面一般采用窄矩形截面也可采用圆形,对于MA60飞机APU(辅助动力装置)的排气噪声,由于条件限制只能采用圆管形消声器。对于图2所示的圆截面微穿孔板消声器,可以导出消声量的计算公式为t曲一l_。微尹扳=亚翻=五互隧二毅盈[互理盐lft蛳例“f、}|Hf|)、硬壁(±涩豳函工匿江匿Ⅱ砭五丑j图1微穿孔析吸声结构2.2微穿孔板吸声性能分析衡量吸声性能的指标主要有:声阻抗和吸声系数。它们可以分别用下面的计算公式表达【4】:(1)声阻抗Z。Z=r+蘸)1/2)V2㈣2、、77+ks-赫]22、2k(.w、m)鬲坪。(跏“(川。)zJJ(5,式中k为波数,D为圆管消声器的内直径,其它符号如前所述。从上述计算式可以看出,直径d主要影响声阻率,对共振频率影响很小,在一定的参数范围内,d越小,半吸声带宽越大,但最大吸声系数有所降低;板后共振腔深度日对共振频率影响最大,日越大,共振频率越低;增大穿孔率可使共振频率增大,使最大吸声系数也略有增加;微穿孔板的厚度t在lmm左右时,对吸声特性影响不大【51。基于上述认识建立了吸声结构参数APU排气消声器。34-j[wm--cot(警)](1)其中r为声阻率,r=署[V/-+妥+字]㈤∽m为微穿孔板声抗率,微穿孔板消声器应用研究消声器结构设计及主要参数的选择根据APU排气消声器设计的约束条件,um=嚣[t+、/9+萼+。.85id]c3,式中,u为入射的角频率,C为介质声速,叩为3.1空气粘滞系数,p为空气密度,)(=罢 ̄/瓦而。万方数据 在不改变原有硬壁排气管道的流道形状的条件下,可以考虑安排消声结构的部位有:进l=l引23卷4期(2004)射锥段、转折42。的弯管段和出t=l直管段,其中只有进口锥段允许安置较大的腔深尺寸。微穿孔板消声器结构形式如图2所示,虚线部分表示单层微穿孔板吸声结构。的,排气管为钛合金硬壁弯管。使用的测量系统[4】包括;传声器一延伸电缆-声级计一计算机。布置测量点的原则是:既能获取源噪声的频谱特性和指向性,又要尽可能避免排气流冲击。最终选定的测点布置如图4所示,排气管弯曲部分轴线平行于底边,在排气口外侧180。范围内每隔30。布置一测点,所有测点在同一水平面内,传声器离地高度都是排气I:1最高点再加100mm,传声器轴线顺气流方向,感受面指向下游。图2原排气管和微穿孔板消声器示意图为了覆盖较宽的频率范围,三段选取三组不同的参数组合:圆锥段:d=lmm,t=O.8mm,H=60mm.P=1%0念勿图4测点布置图60。/一一一―、:川弯管段:d=lmm,t=o.8mm,H=15mm.P=5%实验的APU工作状态有满载状态和空载装态。每个APU工作状态下测量0。一180。范围内7个测点的声级和频谱信号,每点重复记录3次。直管段:d=lmm,t=0.8mm,H=10ram.P=5%根据上述计算方法对这三段吸声结构的吸声系数随频率变化情形进行了计算,结果如图3所示。计算所得的正入射吸声系数约为0.8935,0.991,0.9985。4测量结果分析及结论测量时,分别对排气管消声器安装前、后情况进行测量,第二次测量时除了将原有的硬1?壁排气管(硬管)换成带消声器的排气管(软管)外,实验场地、测量系统、测点布置及APU工作状态均与第一次测量时一样。测量结果如图5所示。图5(a)为1200位置上,APU空载工作状态下,原排气管和带消声器排气管的排气噪声频率/nz巅0垛。墨oOO频谱的对比;图5(b)是APU满负载工作条件下,两种排气噪声频谱的对比。结合图6可见,在很宽的频率范围内,尤其是1000Hz一4000Hz之间,消声器的降噪效果良好。图6为APU轻载荷和满载荷状态下,于排气口最高点上方lOOmm处所测得的硬壁和图3三种吸声结构的3.2实验分析实验是在西安飞机集团公司机场上进行应用声学.27万方数据 《磊∞{暴繇恨报爨辎嚣墨指向角/dog频率/Hz矗{爨韫毯尽2000400060008000指向角/deg频率/}垃图6APU空载排气噪声指向性对比图5频谱对比(a)空载(b)满载(a)1200空载(b)120。满载频谱对比参考文献带消声器排气噪声的指向性比较。由图6可见,带与不带消声器的排气噪声的指向性相l马大猷编.噪声控制学,北京:科学出版社,1987.288―327.似,但所有方向的A加权声级都有明显的下2马大猷.声学学报(中文版),1997,5:385^一393.降。实验测量结果证明,所设计的MA60APu3唐狄毅,李文兰,乔渭阳.飞机噪声基础,西安:西北工排气消声器达到了加权平均声级降低5,-,,6dBA业大学出版社,1995.3―105.的预期指标,排气口外o。,V1800指向范围内4方丹群,王文奇,孙家麟.噪声控制,北京:北京出版社,的A加权平均声级降低了7.16dBA(空载)和】986.243―763.5HughesIJ,DowlingAP.JournalofFluidMechan―4.32dBA(满载).ics,1990,218:299,-一335.第四届“中文核心期刊”评定,《应用声学》再次入选由北京大学图书馆和北京高校图书馆期刊工作研究会共同组织近两千名专家参加评选的第四届“中文核心期刊”于今年4月通过评审鉴定。从我国正在出版的近1万2千种中文期刊中评选出1800种核心期刊,《应用声学》再次名列其中。此外,《应用声学》今年至2006年还继续被收录为国家科技部“中国科技论文统计源期刊”(中国科技核心期刊)。,(本刊讯)?28.23卷4期(2004)万 方数据一种微穿孔板消声器作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:商旭升, 陈玉春, 王伟, 徐东毅商旭升,陈玉春,王伟(西北工业大学动力与能源学院,西安,710072), 徐东毅(民航西南地区管理局试航维修处)应用声学APPLIED ACOUSTICS)3次 参考文献(5条) 1.马大猷 噪声控制学 19872.马大猷 查看详情 1997(05)3.唐狄毅.李文兰.乔渭阳 飞机噪声基础 19954.方丹群.王文奇.孙家麟 噪声控制 19865.Hughes I J.Dowling A P 查看详情 1990 本文读者也读过(10条)1. 佟小朋.刘克.白国锋.TONG Xiao-peng.LIU Ke.BAI Guo-feng 微穿孔板水下吸声性能的测试研究[期刊论文]-声学技术)2. 陆凤华.李竹园 铝合金微穿孔吸声体的研究与应用[会议论文]-20003. 郑龙席.李娜.严传俊.ZHENG Long-xi.LI Na.YAN Chuan-jun 脉冲爆震发动机微穿孔消声喷管研究[期刊论文]-噪声与振动控制)4. 张晓杰.赵晓丹.ZHANG Xiao-jie.ZHAO Xiao-dan 多层微穿孔板的优化设计[期刊论文]-电声技术)5. 江宜城.唐家祥.李媛萍 微穿孔板吸声体的准确理论和计算机辅助设计[期刊论文]-噪声与振动控制. 陆凤华.籍仙蓉.王佐民.LU Fenghua.JI Xianrong.WANG Zuomin 微穿孔板吸声结构在阶梯教室中的声反射和声吸收性能分析[期刊论文]-声学学报)7. 白国锋.刘克.佟小朋.BAI Guo-feng.Liu Ke.TONG Xiao-peng 微穿孔板水下吸声特性仿真研究[期刊论文]-声学技术)8. 焦风雷.刘克.丁辉 关于微穿孔板吸声体频带宽度极限的讨论[期刊论文]-应用声学)9. 薛茂.王晓宁.赵晓丹 微穿孔板吸声结构计算及其应用[期刊论文]-江苏大学学报(自然科学版))10. 祝瑞银 微穿孔板吸声结构的吸声性能及其优化[学位论文]2007 引证文献(3条)1.张代治.杨延俊.孙冰寒 发动机排气消声的技术进展[期刊论文]-长春大学学报(自然科学版) .周勃.费朝阳.张宇.陈长征 宽频带复合吸声结构在汽轮发电机组噪声控制中的应用[期刊论文]-噪声与振动控制2006(4)3.周勃.陈长征.费朝阳 基于振声分析的氨制冷机组的故障诊断与噪声治理[期刊论文]-环境工程 2007(1) 本文链接:.cn/Periodical_yysx.aspx包含各类专业文献、外语学习资料、高等教育、各类资格考试、行业资料、幼儿教育、小学教育、32一种微穿孔板消声器等内容。
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微穿孔板通过鉴定根据著名声学专家马大献教授微孔理论而设计制造的微穿孔板(孔径小于1mm),已成功地应用于噪声控制和建筑声学等领域。上海红旗机筛厂(上海申华声学装备有限公司)是国内首家生产微穿孔板的单位。用微穿孔板制成的消声器、吸声结构等特别适用于高温、高...&
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本文研究了马大猷的微穿孔板理论。在此基础上,总结了单层和双层微穿孔板结构声阻抗以及吸声系数的计算方法,利用驻波管实验对理论计算结果进行了验证。结果表明,理论计算结果与实验测量结果是一致的。之后对多层微穿孔板结构进行了研究,推导出三层以及四层微穿孔板结构声阻抗的计算公式,对其吸声系数进行了计算,比较了同条件下各种结构的吸声性能。从中发现,三层微穿孔板结构能够获得较高的吸声系数和较宽的吸声频带。影响多层微穿孔板结构的参数多,设计计算复杂,三层微穿孔板结构包括孔径、板厚、穿孔率以及空腔深度就有12个独立的结构参数。传统的优化方法对其进行优化存在一定的难度,本文应用遗传算法解决了多层微穿孔板结构的优化设计问题。从优化结果分析,优化后的三层微穿孔板结构吸声性能显著提高,所选频率内的吸声系数曲线很饱满,平均吸声系数达到了0.81,可以达到超细玻璃棉的吸声性能。同时选用了结构参数相近的微穿孔板进行实验,实验结果表明,优化设计的三层微穿孔板结构...&
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随着航空运输业的不断的发展,飞机的噪音污染变成了一个日益严重的社会问题,越来越引起人们的关注。我国中航一集团西飞公司最新研制的新舟60飞机的APU(Auxiliary Power Unit,辅助动力装置)在机场停靠时会产生较大的噪声,极大的影响旅客乘坐飞机的舒适度。针对新舟60飞机APU本身的结构和环境特性,我们采用一种新兴的环保型消声材料-微穿孔板为上要吸声结构完成降噪设计。本文采用理论分析和实验相结合方法展开课题研究。论文根据微穿孔板吸声体理论和微穿孔板消声器的基本理论,对微穿孔板消声器结构参数与吸声特性之间的相互影响进行了深入的分析和探讨;建立了一套微穿孔板吸声结构的设计方法。根据现场采集到的飞机APU的噪声信号进行消声设计,通过多次室内消声试验进一步完善微穿孔板消声器设计。最终将微穿孔板消声器安装到新舟60飞机APU的排气管道上在飞机场进行现场测试,得到了满意的降噪结果。最终表现在排气管门处平均可以降低噪声7.16分贝、...&
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0引言微穿孔板消声器是全金属消声器,没有填充纤维材料,具有耐高温和耐强气流冲击、不怕潮湿、无污染、不产尘、易清理、阻力小等优点,多年来一直广泛应用于空调洁净系统和有特殊要求的通风系统中。但是它在性能和结构上也有无法回避的明显缺点。笔者通过实测曾指出,双层微穿孔板消声器的消声量小于各种手册给出的数值,为了满足消声量要求,工程设计中应该适当增加消声器的设计长度;双层微穿孔板消声器共振腔比较厚,外形尺寸大,设计时应充分考虑安装空间[1]。简言之,就是微穿孔板消声器的缺点一是消声量较小,二是截面尺寸太大。在实际工程中,消声量小的问题可以用增加消声器数量的办法来解决,这只是提高了工程造价,尚可容忍。而截面尺寸太大给安装造成的困难往往令人无法容忍。实际上D630双层微穿孔板消声器的截面尺寸达到了1 030 mm,D1000双层微穿孔板消声器的截面尺寸更是达到了1 400mm。在并行管道密集的机房安装这些尺寸较大的消声器很困难,经常因为找不到...&
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微孔的压力变化。当外来声波的频率相当于 C4—250kg空气锤微穿孔 共振腔的固有频率时,便发生共振,此时振_。。。,。_。辐最大,往返于孔颈中的空气柱速度也最m又爿FV飞)目尸石子___、…_、-__.,,_^,-.-._._, 大,因而摩擦损耗和吸收的声能也达到最大 C41—250kg空气锤是锻造生产的主要 值,由此而获得消声效果.设备之一,工作时排气噪声达105分贝(A)。针对气锤的生产特点,并考虑到排气温度、空气压缩机房噪声综合治理雾和气流冲击等因素,应用微穿孔板消声器降噪装置,使噪声从人级105分贝降至84分 通过消声器和吸声体结合起来综合治贝(A)。理,使噪声从100分贝川)降至80分贝(A)。 微穿孔板消声器是依靠吸声结构具有的 进气口消声器以低频为主,采用扩张室阻抗作用,通过一定的组合,获得较宽频率 阻抗复合消声器,其工作原理是:气流从吸气范围内消声效果的降噪装置。它是由金属微 口进入消声器扩张室顶部时,利用阻性...&
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