本文選題：通孔式消聲器　切入點：多孔吸聲材料　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：氣動系統(tǒng)在工作時往往產(chǎn)生很大的排氣噪聲，為降低工作環(huán)境噪聲，通常要在系統(tǒng)的排氣端加裝消聲器。常用的封閉腔氣動系統(tǒng)消聲器在某些應(yīng)用場合容易引入過大的壓降，影響上游系統(tǒng)的工作性能，而且長期使用時，容易導(dǎo)致異物堆積阻塞氣流通路。因此本文對氣動用通孔式消聲器展開研究以期解決上述應(yīng)用領(lǐng)域面臨的困難。 本文通過改進的Johnson-Allard等效流體模型計算通孔式消聲器內(nèi)多孔吸聲材料的等效特征參數(shù)隨聲波頻率的變化規(guī)律。通過經(jīng)驗公式計算出穿孔板特征阻抗隨聲波頻率的變化規(guī)律。結(jié)合多孔吸聲材料及穿孔板模型，建立通孔式消聲器的二維解析模型，討論特征波數(shù)方程的求解，采用模態(tài)匹配法計算消聲器傳遞損失。比較保留不同模態(tài)階次對傳遞損失計算的影響，說明為得到精確的通孔式消聲器傳遞損失預(yù)測結(jié)果，進出口管道內(nèi)保留兩階聲波模態(tài)即可，而消聲腔內(nèi)應(yīng)至少保留三階聲波模態(tài)。 通過聲學(xué)有限元法分析討論了吸聲材料的流阻率、孔隙率、形狀因子、粘性及熱特征長度等幾個參數(shù)對消聲器傳遞損失的影響，結(jié)果表明，流阻率盡量取大，形狀因子和兩種特征長度盡量取小，有助于提高消聲器傳遞損失，孔隙率對傳遞損失的影響不大。還討論了穿孔板的穿孔率、孔徑及厚度對消聲器的影響，結(jié)果表明，對于通孔式消聲器來說，穿孔板的引入總體上看對低頻段傳遞損失增加有限，但對有效消聲頻段的縮小明顯，隨著穿孔率的降低及孔徑增大，這種不利的影響更加明顯，穿孔板厚影響不是很大。當選擇穿孔板作為護面結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量選擇孔隙率大孔徑小的穿孔板，避免其影響多孔吸聲材料發(fā)揮作用。討論了消聲器消聲腔長度及吸聲材料厚度對于消聲器傳遞損失的影響，結(jié)果表明消聲器消聲腔長度越長，吸聲材料厚度越大，消聲器的各頻段傳遞損失也越大。 通過聲學(xué)有限元計算討論了插入管、錐形流道、氣隙、消聲腔內(nèi)隔板等消聲器改進結(jié)構(gòu)對傳遞損失的影響。結(jié)果表明增加合理的插入管、截面尺寸由小變大的錐形流道、消聲腔內(nèi)隔板有助于提高消聲器傳遞損失，尤其是能改善消聲器在通過頻率附近的降噪能力。而氣隙結(jié)構(gòu)不利于消聲器傳遞損失的提高，截面尺寸由大變小的錐形流道對消聲器傳遞損失提高作用不明顯。通過進一步的理論分析，指出插入管及消聲腔內(nèi)隔板對消聲器消聲能力的改進作用，主要是通過影響通過頻率下聲波特征模態(tài)的激發(fā)與傳播實現(xiàn)的，并指出改進結(jié)構(gòu)的最佳布置位置位于消聲腔模態(tài)節(jié)點附近。 通過聲級計測量通孔式消聲器試樣安裝于真空發(fā)生器尾部時，消聲器試樣出口正前方1m總聲壓級隨真空流量變化，，總聲壓級隨真空發(fā)生器入口壓力變化。通過傳聲器采樣及頻譜分析，得到各消聲器試樣噪聲頻譜曲線。實驗表明在被試材料中，棉及巖棉的吸聲表現(xiàn)是最好的。實驗驗證了填充材料流阻率越大、消聲腔長度越長、消聲腔材料越厚，消聲表現(xiàn)越好的結(jié)論。對于幾種改進結(jié)構(gòu)的實驗比較表明，截面尺寸由小變大的錐形流道、消聲腔內(nèi)隔板有助于提高消聲器消聲能力。但是入口插入管沒能提高消聲器消聲效果，而理論預(yù)測中表現(xiàn)平平的截面尺寸由大變小的錐形流道卻提高了消聲器消聲能力。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TB535.2

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本文編號：1582204