片式消聲器在風機排風噪聲治理中應用研究

＊王 淵

（山西興新安全生產技術服務有限公司 山西 030000）

噪音污染是城市主要的污染物之一，對于整個城市的生態環境造成不良的影響。片式消聲器是一種阻性消聲器，在日常生活中具有比較廣泛的應用。風機排風噪聲是比較常見的噪聲來源之一，因此相關部門可以對片式消音器的應用進行研究，進而可以達到預設的排風噪聲治理的效果，有效地減輕噪聲對于整個城市生活環境的影響。進而可以優化噪聲治理水平，促進我國相關產業的發展。

1.片式消音器的原理和典型結構

消聲器是允許氣流通過，卻又能阻止或減小聲音傳播的一種器件，是消除空氣動力性噪聲的重要措施。消聲器能夠阻擋聲波的傳播，允許氣流通過，是控制噪聲的有效工具。片式消聲器屬于阻性消聲器的一種，具有應用效果好，容易控制，施工簡單，材料價格便宜等特點，因此這種消聲器具有比較廣泛的應用前景，可以在風機排風噪聲治理中應用。典型的片式消聲器的結構是左右兩側鋪以吸聲材料或者吸聲結構，并且在中間插以消聲片。在消聲器發揮作用時候，聲波在消聲器內部進行傳播，壁面對噪音進行吸收，聲壓就會隨著傳播距離的增加而消失[1]。因此，在實際進行應用的時候可以利用片式消音器對其進行研究，進而可以達到預設的消聲效果。這里將該種片式消聲器的實際參數進行研究，通過對消聲片的厚度、通道寬度、高度等，對這種情況進行研究，從而可以計算出相應的片式消聲器之間各種參數的相關關系，從而可以看出片式消音器目前還具有比較大的發展潛力，有一些限制其實際應用效果的因素并沒有得到認知。雖然，目前我國的片式消音器在應用的時候已經可以適應目前的實際需求。但是，以上推論都是在理想條件下進行，沒有充分考慮各種因素，包括沒有考慮高頻聲波伴隨氣流時通道內聲線的彎曲，也沒有考慮氣流再生噪音對于整個應用效果的影響，因此在實際計算結果可能和實驗的實際效果存在缺失，進而導致其效果得到影響。

2.片式消聲器在風機排風噪聲治理中的應用

(1)片式消聲器靜態消聲功能

通過對片式消音器的原理以及其結構的分析，可以看出其具體的衰弱噪音影響的機理主要集中在以下兩個方面，首先是聲波在吸聲材料中進行傳播，進而可以在其中產生粘滯性，從而可以使得振動能可以轉換為熱能，進而可以有效地衰敗聲波。其次，空氣會受到熱脹冷縮的現象的影響，在壓縮的時候氣溫升高，使得熱傳導的作用可以得到有效的發揮，進而可以實現空氣和吸聲纖維之間發生熱交換，進而可以將聲能轉換為內能。

片式消聲器聲衰減量的計算。假設片式消聲器處在靜態的環境下進行工作，在實驗室的條件下就可以對其消聲量進行計算，計算公式為：

△L=φ（a）p/sl（dB）

其中，△L的含義是消聲管道的消聲量，dB為其單位，P是單管道內截面的周長，s是單管道內截面面積，l是管道長度，φ（a）是消聲系數。

通過對計算算式進行具體的分析，進而可以判斷出相應的處理結果，即聲波無法在消聲器內部的截面上均勻分布聲強，因此在實驗條件下進行設計具有不同的意義，在實際應用的時候需要對其進行優化，進而可以保證其實際應用的效果，從而可以滿足消除噪音的實際需要。

通過上述的分析可以看出，片式消聲器的消聲數值并沒有存在本質上的差異，在聲波頻率不發生變化的時候可以選擇比較合適的方式計算出比較合適的結果，進而可以推進其實際應用的效果[2]。

(2)片式消聲器上限失效頻率的研究

片式消聲器的通風截面應該設計在比較合適的尺寸，不應該設計得過大，一旦截面過大會導致消聲效果受到明顯的影響，出現這種現象的原因就是當消聲器的效果得到一定數值的時候，由于聲波在消聲通道中傳播不符合聲強均布的平面波條件，將聲波進行集中在中部通過，進而可以減少風管內襯的阻性，使得消聲效果明顯的下降。在實驗室，對片式消聲器上限失效頻率進行研究，可以發現在聲波的波長小于風管通道斷面尺寸一半的時候，就會顯著地降低消聲的效果，這種消聲效果可以被叫做“高頻失效”，并且將消聲量明顯下降的頻率可以叫做“上限失效頻率”，并且具備其相應的計算公式，通過對計算公式進行研究可以發現管道內部再生的噪音也會導致消聲器的性能受到了限制。因此，在進行應用的時候需要增大流量但是不需要增加流速，因此片式消聲器可以在風機排風噪聲治理中發揮有效的作用，進而可以優化其實際應用的效果，降低噪音對生活環境的影響，推進我國經濟的發展。

(3)影響計算結果的主要原因

片式消聲器的靜態聲衰減量的計算值同現場實測值存在比較大的差異，但是這種在實驗室條件下存在的誤差容易導致設計的消聲器的實際應用效果不能滿足風機排風噪聲治理的實際需要，通過對相關系數進行研究，可以看出出現這種情況主要集中在以下幾個方面：

（1）通過對計算公式的研究可以看出在實驗室擬定的靜態條件下，工程中氣流需要以不變的流速在消聲器中運行。因此，實驗室條件下對于再生噪音缺乏的考慮會導致誤差的出現，而再生噪音的功率的計算公式為：

L=a+60lgv+10lgS

其中，a的值取-5至-10，v為氣流的流動速度，S為氣流的通道面積。

因此，在進行消聲器設計的時候除了需要嚴格地把控消聲器的長度以外，還需要控制聲波在消聲器運轉的流速，避免由于再生噪音的過高導致消聲器的聲衰的應用效果受到不良的影響。而風機排風噪聲治理中的流速過大使得再生噪音過高而消聲器自身的性質無法滿足設計要求，無法進行充分地考慮，進而影響其實際應用的情況。

（2）在實驗室條件下，前提條件是斷面上的聲壓和聲強相似，但是實際條件無法滿足。

（3）在進行系數計算的時候，一般實驗室條件下將內襯的吸聲材料的聲阻抗率為純阻，雖然在最大程度上簡化了計算的結果，但是也導致誤差的現象十分的嚴重，影響其實際應用的效果。

（4）失效頻率對消聲量的影響十分地嚴重，進而導致其實際情況受到了不良的影響，進而出現誤差。

通過對上述情況進行深化分析，可以發現實驗室靜態的情況下，由于各種因素的影響導致其實際應用情況大打折扣，進而可以有效地降低風機排風噪聲的問題，實現環保。

3.片式消聲器設計技術要點

（1）外殼需要同消聲量相匹配的隔聲。通過對上述公式以及實際情況進行的具體分析，可以看出在風機排風噪聲治理中應用片式消聲器的設計需要保證其外殼要有與消聲量相匹配的隔聲，進而可以保證殼體的透聲效果不會影響消聲器的消聲效果。目前，我國的消聲器殼體往往選擇薄鋼板進行加工，可以選擇以阻尼隔聲材料粘貼進而可以有效地提高消聲器的隔聲量，進而可以保證其實際應用的效果可以得到最大的發揮，降低噪音的影響。

（2）注意消音器內部阻性材料的選擇。消音器內部的阻性材料是保證其實際應用效果的關鍵，這種材料除了需要具備的吸聲性能以外，還需要具備比較好的耐溫性、防潮性、耐沖刷性以及凈化等特殊的工藝要求。風機排風噪聲治理中有的時候會選擇離心玻璃棉作為消聲器內部的吸聲材料，進而可以保證消聲器的實際應用效果，推進其價值的發揮。

（3）消聲器內部的厚度以及密度的選擇。消聲器內部材料的厚度和密度也是影響其實際應用效果的關鍵，在實際應用的時候需要對這些參數進行合理的設置。一般而言，為了保證實際吸聲的效果需要將吸聲層的厚度設置為5～10cm之間，如果在進行吸音的時候存在特殊的要求，可以適當的調整其應用的效果，將厚度設置為15～20cm，消聲片的離心玻璃棉的密度可以設置在24～48kg/m3之間，進而可以優化其實際應用的效果，降低工業進行的過程中的噪音影響。

（4）合理設置氣流通道的截面尺寸。氣流通道的截面尺寸發揮著十分重要的作用，是影響整個設備順利運行的關鍵，通過對上述情況的分析可以發現，一旦截面尺寸設置的比較大會出現高頻失效的現象，使得消聲性能不利，如果截面尺寸設置的過小會導致流阻的增加導致空氣性能不利，因此在風機排風噪聲治理中。對片式消聲器的截面尺寸進行設計具有重要的意義，一般而言，該截面尺寸可以設置為100～200mm之間。

（5）合理設置消聲片的護面層材料。護面層材料的選擇如果存在缺失會導致消聲材料的應用效果大打折扣。因此，在進行護面層的材料選擇的時候需要選擇阻損比較小，并且不會為片式消聲器的消聲性能造成影響的材料，因此最為合理的方式就是將護面設置為鍍鋅穿孔板內加玻璃纖維布，并且將相關參數進行精確合理的設計，比如將穿孔板的穿孔率設置為25%左右，孔徑設置為4～6cm之間，進而可以保證其實際應用的效果。由此可見，在進行材料選擇的時候需要根據自身的實際情況選擇最為合適的材料，實現其優化。

（6）合理設置消聲器的長度。通過對消聲器的實際情況進行分析，可發現消聲器的長度和實際應用的效果有關。在一定條件下，消聲器的消聲量和長度并不存在線性正比關系，這就導致如果消聲器的長度設置不合理會導致其實際應用情況大打折扣，因此需要合理確定其總長度，進而可以優化實際使用的效果。

4.總結

總而言之，風機排風在運轉的過程中會出現許多的噪音，進而導致其運轉的過程中出現大量的噪音污染，嚴重影響其實際應用的效果。因此，在風機排風噪聲治理中安裝片式消聲器具有重要的意義。基于此，本文利用線性公式和函數功能公式對其實際應用的效果進行優化，從而可以保證其作用可以得到有效的發揮。