[發明專利]一種管道噪聲氣體的消音方法與裝置

有效

• 申請號: 201710617765.3
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107178673B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 張軍;趙藝;湯紅梅;李憲華;張澤宇;黎俊楠;張繼明;袁翔;陸俊峰;王古超
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種管道噪聲氣體消音方法，其所用的裝置包括噪聲頻譜測試系統(101)和管道氣體消音裝置(102)兩部分，管道氣體消音裝置(102)包括消音裝置殼體(20)，其特征在于：

所述消音裝置殼體(20)內部設置有第一消音板(10)、第二消音板(11)、第三消音板(12)和第四消音板(13)，在所述消音裝置殼體(20)的兩側分別設置有第一擋板(14)和第二擋板(15)，所述第一擋板(14)和第一消音板(10)之間形成第一擴張腔室(1)，所述第一消音板(10)和第二消音板(11)之間形成第二擴張腔室(2)，所第二消音板(11)和第三消音板(12)之間形成第一共振腔室(3)，所述第三消音板(12)和第四消音板(13)之間形成第二共振腔室(4)，所述第四消音板(13)和第二擋板(15)之間形成第三擴張腔室(5)；噪聲頻譜測試系統(101)包括噪聲源(50)、聲級計(51)、高速數據采集卡NI(52)、計算機(53)、噪聲的時域圖(54)、噪聲的頻域圖(55)；其特征在于：聲級計(51)與高速數據采集卡NI(52)采用電性連接，高速數據采集卡NI(52)與計算機(53)采用電性連接;在第一共振腔室(3)內裝有第一環形消音共鳴器(16)，且第一環形消音共鳴器(16)通過第一環形支架(18)固定在消音裝置殼體(20)的內壁上，通過第一連通器(21)、第二連通器(22)將第一環形消音共鳴器(16)與第二進出氣管(9)連通；在第二共振腔室(4)內裝有第二環形消音共鳴器(17)，且第二環形消音共鳴器(17)通過第二環形支架(19)固定在消音裝置殼體(20)的內壁上，通過第三連通器(23)、第四連通器(24)將第二環形消音共鳴器(17)與第二進出氣管(9)連通；

所述第一消音板(10)、第二消音板(11)、第三消音板(12)和第四消音板(13)，大小相同，所述第一擋板(14)和第二擋板(15)大小相同；

所述一種管道噪聲氣體消音方法包括：

A、對噪聲的測試方法

通過聲級計(51)對噪聲源(50)的振動進行采集，將聲級計(51)采集到的信號傳輸到高速數據采集卡NI(52)、計算機(53)進行處理，進而得到噪聲的時域圖(54)、再對噪聲的時域圖(54)進行快速傅里葉變換，得到噪聲的頻域圖(55)；

B、噪聲主振及次主振的識別方法

縱軸表示噪聲的聲強，用聲壓表示，單位是毫伏，橫軸是噪聲的振動頻率，單位是Hz；噪聲的兩個主振，采用二個共振腔室來消除，噪聲的三個次主振，采用三個擴張腔室來消除；

a、二個振動幅值最大的振動為噪聲的二個主振，標出1、2的二個振動，對應的噪聲頻率分別是f1、f2，設計二個不同尺寸的第一環形消音共鳴器(16)和第二環形消音共鳴器(17)，使得二個不同尺寸的環形消音共鳴器的共振頻率分別落入f1*(1±10％)、f2*(1±10％)的振動頻帶，利用共振腔室頻率與噪聲的主振頻率相同時發生共振的原理，來消音來分別消除頻率為f1、f2的噪聲；

b、標出3、4、5的三個振動，對應的噪聲頻率分別是f3、f4、f5，是噪聲的次主振，采用三個不同尺寸的擴張腔室，來分別消除頻率為f3、f4、f5的噪聲；

c、利用多孔吸音材料對其余頻率的噪聲進行降噪；

C、頻率為f1的噪聲氣體消音方法

根據噪聲氣體的頻率f1，確定第一環形消音共鳴器(16)的尺寸，使得第一環形消音共鳴器(16)的主振頻率落入噪聲氣體的頻率f1的振動頻帶f1*(1±10％)，當頻率為f1的噪聲氣體通過第二進出氣管(9)進入第一共振腔室(3)和第一環形消音共鳴器(16)時，頻率為f1的噪聲氣體與第一環形消音共鳴器(16)發生共振，使得頻率為f1轉化成熱能耗散掉，從而使頻率為f1的噪聲被衰減；

D、頻率為f2的噪聲氣體消音方法

根據噪聲氣體的頻率f2，確定第二環形消音共鳴器(17)的尺寸，使得第二環形消音共鳴器(17)的主振頻率落入噪聲氣體的頻率f2的振動頻帶f2*(1±10％)，當頻率為f2的噪聲氣體通過第二進出氣管(9)進入第二共振腔室(4)和第二環形消音共鳴器(17)時，頻率為f2的噪聲氣體與第二環形消音共鳴器(17)發生共振，使得頻率為f2轉化成熱能耗散掉，從而使頻率為f2的噪聲被衰減；

E、頻率為f3的噪聲氣體消音方法

根據噪聲氣體的頻率f3確定第一擴張腔室(1)的長度，使得第一擴張腔室(1)噪聲衰減頻率為f3；設置進氣管(7)在第一擴張腔室(1)內的長度為第一擴張腔室(1)的長度一半，所以，頻率為f3的噪聲氣體從進氣管(7)進入第一擴張腔室(1)后，在擴張效應的作用下，使得頻率為f3的噪聲氣體的偶數倍頻程的聲音全部被衰減；

設置第一進出氣管(8)在第一擴張腔室(1)的長度為第一擴張腔室(1)長度的四分之一，當頻率為f3的噪聲氣體通過第一擴張腔室(1)進入第一進出氣管(8)后，在擴張效應的作用下，使得頻率為f3的噪聲氣體的奇數倍頻程的聲音全部被衰減；

F、頻率為f4的噪聲氣體消音方法

根據噪聲氣體的頻率f4確定第二擴張腔室(2)的長度，使得第二擴張腔室(2)噪聲衰減頻率為f4；設置第一進出氣管（8）在第二擴張腔室(2)內的長度為第二擴張腔室(2)的長度一半，所以，頻率為f4的噪聲氣體從第一進出氣管（8）進入第二擴張腔室(2)后，在擴張效應的作用下，使得頻率為f4的噪聲氣體的偶數倍頻程的聲音全部被衰減；

設置第二進出氣管(9)在第二擴張腔室(2)的長度為第二擴張腔室(2)長度的四分之一，當頻率為f4的噪聲氣體進入第二進出氣管(9)后，在擴張效應的作用下，使得頻率為f4的噪聲氣體的奇數倍頻程的聲音全部被衰減；

G、頻率為f5的噪聲氣體消音方法

根據噪聲氣體的頻率f5確定第三擴張腔室(5)的長度，使得第三擴張腔室(5)噪聲衰減頻率為f5；設置第二進出氣管(9)在第三擴張腔室(5)內的長度為第三擴張腔室(5)的長度一半，所以，頻率為f5的噪聲氣體從第二進出氣管(9)進入第三擴張腔室(5)后，在擴張效應的作用下，頻率為f5的噪聲氣體的偶數倍頻程的聲音全部被衰減；

設置排氣管（6）在第三擴張腔室(5)的長度為第三擴張腔室(5)長度的四分之一，當頻率為f5的噪聲氣體通過第三擴張腔室(5)進入排氣管（6）后，在擴張效應的作用下，頻率為f5的噪聲氣體的奇數倍頻程的聲音全部被衰減；

H、噪聲的阻尼衰減方法

由于在第一擴張腔室(1)內的進氣管(7)的外面、第一進出氣管(8)的外面、消音裝置殼體(20)的內表面分別涂有3mm厚的第一多孔吸音涂層(25)、第三多孔吸音涂層(27)、第二多孔吸音涂層(26)，且在第二擴張腔室(2)內的第一進出氣管(8)的外表面、第二進出氣管(9)的外表面、消音裝置殼體(20)的內表面分別涂有3mm厚的第四多孔吸音涂層(28)、第六多孔吸音涂層(30)、第五多孔吸音涂層(29)，且在第三擴張腔室(5)內的第二進出氣管(9)的外表面、排氣管（6）的外表面、消音裝置殼體(20)的內表面分別涂有3mm厚的第七多孔吸音涂層(32)、第八多孔吸音涂層(33)、第九多孔吸音涂層(31)，當噪聲氣體通過進氣管(7)、第一擴張腔室(1)、第一進出氣管(8)、第二擴張腔室(2)、第二進出氣管(9)、第三擴張腔室(5)、排氣管（6）時，部分中高頻聲能在多孔吸音材料的孔隙中摩擦而轉化成熱能耗散掉，達到阻性吸音效果。