[發明專利]一種擴寬聲帶隙的管路系統流噪聲抑制裝置和方法

有效

• 申請號: 201510018479.6
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104633372B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 溫激鴻;郁殿龍;張亞峰;沈惠杰;溫熙森
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙)11457
• 代理人: 黃云鐸

技術領域

本發明涉及振動與噪聲控制領域，尤其涉及一種擴寬聲帶隙的管路系統流噪聲抑制裝置和方法。

背景技術

管路系統工作過程中會在管內產生流噪聲并經管路出口傳播到外界。這種流噪聲聲壓級一般高于由管路振動而直接向外界輻射的噪聲，危害較大。例如，發電廠和化工廠管道向外輻射噪聲，影響周圍人們正常的生活和工作。一些作戰平臺向外輻射的流噪聲很容易被敵方聲納偵測到。此外，強噪聲會使得結構因疲勞而斷裂釀成事故。因此，消除流噪聲具有重要意義。

目前，抑制管路系統管內流噪聲主要采用兩種方法：利用吸聲原理和利用消聲原理。

利用吸聲原理抑制管路系統管內流噪聲的方法的原理是通過在管內壁貼附吸聲材料(如多孔材料、泡沫材料等)或安裝吸聲結構(如微穿孔板等)來抑制管內流噪聲。但是由于這些材料或結構會增加管壁阻尼，會阻礙管路內流體的傳播，對管路內流體產生較大影響，或因對低頻噪聲抑制效果有限，在應用上有一定局限性。

利用消聲原理抑制管路系統管內流噪聲的方法的原理是通過在管路上安裝消聲器來抑制管內流噪聲。這種方法對管內流體影響較小，并且可有效地消除低頻噪聲，因此在工程上有著廣泛的應用。但是由于其自身性能限制，在寬頻降噪應用上有一定局限。

可見，設計一種能夠滿足寬頻降噪要求的結構以抑制管路中流噪聲的傳播是本領域技術人員極為關注的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種擴寬聲帶隙的管路系統流噪聲抑制裝置和方法，其不僅能夠抑制管內流噪聲的傳播，而且能夠擴寬聲帶隙，因此能夠滿足寬頻降噪的要求。

本發明的技術方案如下：

本發明提供一種擴寬聲帶隙的管路系統流噪聲抑制裝置，包括管路系統，其還包括：

第一消聲器和第二消聲器；

所述第一消聲器和第二消聲器分別周期安放于管路系統中，且第一消聲器的消聲頻率范圍低于第二消聲器。

更進一步地，所述第二消聲器的安放位置較第一消聲器的安放位置有一定偏移量。

更進一步地，所述第一消聲器的消聲頻帶在其目標帶隙起始頻率之下，所述第二消聲器的消聲頻帶在其目標帶隙起始頻率之上。

更進一步地，所述第一消聲器和第二消聲器的消聲特性曲線是單共振峰或多共振峰曲線。

本發明還提供一種擴寬聲帶隙的管路系統流噪聲抑制方法，其包括：

根據帶隙設計原則及工程需求確定消聲器的安放個數及安放間隔；

基于所確定的安放間隔和消聲中間頻率確定消聲器的目標帶隙起始頻率；

根據目標帶隙起始頻率選擇兩種消聲器；

分別周期安放兩種消聲器到管路系統中。

更進一步地，所述分別周期安放消聲器到管路系統中的過程進一步包括：

取合適的偏移量，分別周期安放兩種消聲器到管路系統中。

更進一步地，所述根據帶隙設計原則及工程需求確定消聲器的安放間隔的過程，包括：

根據帶隙設計原則中的臨階帶隙間隔條件確定消聲器的最小安放間隔；根據工程需求預留安裝段管長限制及帶隙設計周期數要求，確定消聲器的最大安放間隔；在最小安放間隔與最大安放間隔之間選取任意安放間隔作為消聲器的安放間隔。

更進一步地，所述基于所確定的安放間隔和消聲中間頻率確定消聲器的目標帶隙起始頻率的過程，包括：

利用如下公式計算消聲器的各階聲帶隙起始頻率：

f(n)=nc2a,(n=1,2,3...)]]>

其中，f(n)為第n階聲帶隙起始頻率，c為管內流體介質聲速，a為一種消聲器的安放間隔；

根據各階帶隙起始頻率與消聲中間頻率差值的絕對值為最小的條件，確定消聲器的目標帶隙的階次，該階次帶隙的起始頻率為目標帶隙起始頻率；所述消聲中間頻率為所關注的消聲頻段的中間頻率。

更進一步地，所述根據目標帶隙起始頻率選擇兩種消聲器的過程，包括：