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静音发电机组降噪原理之多孔吸声材料-河北发电机组

发表时间:2018-12-22 10:05
静音柴油发电机组吸声降噪的原理:我们都知道声场里声压一般由两部分组成,一是从噪声源編射的直达声,二是由边界反射形的混响声。室内增加吸声材料,能提高房间平均吸声系数,增大房间常数,减少混响声声能密度,从而降低总声压级。今天为您带来多孔吸声材料的吸声特性和性能因素。
(1)多孔吸声材料
多孔吸声材料的构造特征是材料从表到里具有大量的互相贯通的微孔,具有适当的透气性。当声波入射至多孔材料表面时,激发起做孔内的空气振动,空气与固体筋络间产生相对运动,由于空气的常性,在微孔内产生相应的黏阻力,使振动空气的动能不断转化成热能,从面使声能衰减同时,在空气绝热压缩时,空气与孔壁间不断发生热交换,由于热传导作用,也会使声能转化成热能。这就是多孔材料的吸声机理。
有限厚多孔材料吸声特点如图16-26所示,低频段吸声系数小,随着频率增高,吸声系数迅速增大,并出现吸声共振峰,在高于共振峰的频段,吸声系数略有波动,但仍保持在较高水平。
从工程实用角度,影响有限厚度多孔吸声层吸声性能的主要因素有如下5个。
①材料容量(单位体积的质量)增加多孔吸声材料的容重可以提高低频吸声系数,而高频吸声系数有所降低;但容重过大,总的吸声效果又会明显降低。因此各种材料的容重有一个最佳范围,如超细玻璃棉为15~2kg/m3,矿渣棉为120~130kg/m3。
②材料厚度增加吸声材料的厚度使材料吸声系数曲线向低频方向平移,材料厚度每增加一倍,吸声系数曲线峰值大约向低频方向移动一个倍频程。试验表明,材料容重一定时厚度与第一共振峰频率的乘积为一常数,大约等于材料中声速的1/4,如表16-22所示。这就是说,当吸声层厚度D给定时,由frD值可以求出第一共振频率。对于同一种吸声材料,当材料厚度加倍时,第一共振频率将向低频方向移过一个倍频程。在低于共振峰值的频段,当吸声系数减小到吸声共振峰值一半时的频率称为下限频率,吸声共振频率到下限频率的频带宽度称为下半频带宽度。由表16-22可以初步设计多孔吸声层并预估它的吸声性能。
③材料背后空气层的影响在多孔吸声材料与坚硬墙壁之间留有空气层,其作用相当于加大材料的厚度,可以改善低频吸收,比增加材料厚度来提高低频吸收节省材料。当空气层厚度为入射波1/4波长的奇数倍时,由于刚性壁面表面质点速度为零,多孔材料位置恰好处于该频率声波质点振速的峰值,可获得最大吸声系数。而当空气层厚度等于入射波1/2波长的整数倍时,其吸声系数最小因此,当频率升高时吸声材料的表观吸声系数将出现大的起伏。所以为了使普通噪声中特别多的中频成分得到最大吸收,推荐空气层厚度为7~15cm
④护面层常用护面层材料有玻璃布、塑料窗纱、金属网及穿孔板等,当穿孔率P>20%时,可忽略护面层对吸声材料声学性能的影响。
⑤温度和湿度一般来讲,温度上升,多孔材料的吸声系数曲线向高频移动,低频性能将有所降低。但湿度对材料的影响很大,多孔材料吸湿或含水后首先使高频部分吸声系数下降,随着含水率提高,其影响范围进一步向低频方向扩展。高的含水率使多孔材料吸声性能大大降低。在工程应用中,常把多孔吸声材料做成吸声制品或结构,除了有护面的多孔材料吸声结构外,还有由框架、吸声材料和护面结构做成具有各种形状的单元体空间吸声体它们悬挂在有声场的空间。吸声体朝向声源的一面可直接吸收入射声能,其余部分声波通过孔隙绕射或反射到吸声体的侧面、背面,因此空间吸声体对各个方面的声能都能吸收,吸声系数较高,而且省料、装卸灵活。
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