【摘要】：高階聲模態(tài)對(duì)大截面消聲器低頻消聲影響甚重,盡管相關(guān)科研人員對(duì)聲模態(tài)進(jìn)行了一系列較為深入的研究,但對(duì)基于管道聲模態(tài)理論的擴(kuò)張室消聲器聲學(xué)性能研究甚少。本文針對(duì)煤礦風(fēng)井噪聲成分中的低頻噪聲,因其為峰值噪聲,影響最為嚴(yán)重且難以消除,設(shè)計(jì)了多個(gè)消聲單元組成的大截面抗性消聲器,并拿出其中一個(gè)消聲單元作為研究對(duì)象。基于管道聲模態(tài)理論,研究高階聲模態(tài)對(duì)擴(kuò)張室消聲器低頻消聲的不利影響。首先,對(duì)建立的消聲器模型,利用管道聲模態(tài)理論推導(dǎo)出高階模態(tài)波被激發(fā)需滿足的條件。后利用此條件公式,計(jì)算了消聲器進(jìn)出口管道以及擴(kuò)張室內(nèi)各階聲模態(tài)的激發(fā)頻率,并計(jì)算了各階模態(tài)聲壓對(duì)應(yīng)的節(jié)線位置。發(fā)現(xiàn),高階聲模態(tài)對(duì)消聲器低頻段消聲影響甚重。對(duì)消聲器以及對(duì)照模型進(jìn)行聲學(xué)仿真后,所得結(jié)果均與此前按理論計(jì)算的結(jié)果一致,故證明了管道聲模態(tài)理論的正確性。然后,利用矩形管道平面波截止頻率公式,發(fā)現(xiàn)切割擴(kuò)張室腔體,可有效的提高首階模態(tài)波激發(fā)頻率,利用聲學(xué)仿真證明了采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)將消聲器首階聲模態(tài)激發(fā)頻率由578Hz提升至756Hz。因756Hz仍處在低頻段,故又利用此前計(jì)算的模態(tài)聲壓節(jié)線位置,對(duì)消聲器結(jié)構(gòu)進(jìn)行再一次改進(jìn)。改進(jìn)后的消聲器將出口管偏置于(0,2)階聲模態(tài)節(jié)線位置,將消聲器首階聲模態(tài)激發(fā)頻率由756Hz提升至1165Hz,使消聲器在低頻段完全擺脫了高階聲模態(tài)帶來的不利影響。對(duì)消聲器進(jìn)行聲學(xué)仿真后,發(fā)現(xiàn),單級(jí)擴(kuò)張室消聲器在750Hz附近頻率消聲量高達(dá)30dB左右,在1000Hz附近頻率消聲量也可保持25dB左右,極大地提高了擴(kuò)張室消聲器的聲學(xué)性能。最后,對(duì)偏置消聲器進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)分析,發(fā)現(xiàn),由于進(jìn)出口管不同軸,可能會(huì)給消聲器帶來較大的壓力損失。故對(duì)消聲器進(jìn)行了流場(chǎng)仿真,發(fā)現(xiàn)其使壓力損失增加了近一倍。故繼續(xù)優(yōu)化消聲器結(jié)構(gòu),用穿孔板代替此前的實(shí)心板分割擴(kuò)張室,增加了氣流流通效率。經(jīng)流場(chǎng)仿真計(jì)算,結(jié)構(gòu)優(yōu)化后消聲器壓力損失被降低了近一半,故結(jié)構(gòu)優(yōu)化成功。又利用傳遞導(dǎo)納屬性對(duì)消聲器最終結(jié)構(gòu)進(jìn)行了聲學(xué)傳遞損失驗(yàn)算,發(fā)現(xiàn),與結(jié)構(gòu)優(yōu)化前基本一致。通過對(duì)消聲器聲模態(tài)理論的驗(yàn)證,以及一系列的結(jié)構(gòu)改進(jìn),使擴(kuò)張室消聲器取得了良好的聲學(xué)性能以及良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能。對(duì)日后工程降噪中,擴(kuò)張室消聲器聲學(xué)性能和聲模態(tài)的研究具有一定的指導(dǎo)和借鑒的意義。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB535.2

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10 許萬軍;阻抗復(fù)合式消聲器聲學(xué)性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：2689043