[發明專利]一種可調背腔深度的偏流雙層多孔板吸聲裝置

有效

• 申請號: 202010624403.9
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111899707B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 周昊;劉子華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G10K11/16
• 分類號: G10K11/16;G10K11/168
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 米志鵬

本發明公開一種可調背腔深度的偏流雙層多孔板吸聲裝置，包括進氣管段，所述進氣管段的一端設有帶進氣孔的可移動活塞，另一端設有排氣口，所述的進氣管段內沿進氣方向依次布置進氣上游孔板和進氣下游孔板，進氣上游孔板和進氣下游孔板陣列地布置有微孔；所述可移動活塞與進氣上游孔板間為可調深度的一級空腔，進氣上游孔板與進氣下游孔板間為二級空腔，兩級空腔形成腔內吸聲結構。本發明中，偏流下的孔板相比無流下的孔板吸聲性能得到明顯提升；雙層穿孔板的使用拓寬了吸聲頻帶，可用于消除燃燒器內因燃燒不穩定產生的噪聲，提高設備的使用壽命及安全性。

技術領域

本發明涉及基于多孔吸聲的噪聲控制領域，尤其是涉及一種可調背腔深度的偏流雙層多孔板吸聲裝置。

背景技術

研究和控制輻射噪聲是減弱環境噪聲，保護生產設備穩定運行的迫切需求。貧預混燃燒的燃機、航空燃機、油氣鍋爐及易因燃燒不穩定產生燃燒噪聲，這些源于熱聲耦合而自激發的噪聲會導致燃燒系統振動，控制系統失效，燃燒設備損壞或使用壽命降低。燃燒器進氣段的壓力波動對燃燒不穩定的自激發和維持有重要影響。

我國著名聲學專家馬大猷對無流的微穿孔板進行過細致的研究。穿孔板裝置不懼高溫潮濕的環境，經久耐用。與多孔性吸聲纖維相比，其生產制作過程無毒害。然而普通單層穿孔板的吸聲性能和吸聲頻帶都很有限，當穿孔板的小孔孔徑、孔隙率、板厚、背腔深度等結構參數確定時，吸聲裝置的中心頻率、吸聲特性也隨之確定。

為了拓寬穿孔板的有效吸聲頻帶，主流做法是使用串聯、并聯或串并聯結構的復合穿孔板，特別是使用多層結構的穿孔板組合。然而吸聲頻帶被拓寬后，穿孔板吸聲體的吸聲系數明顯下降。近年的國際研究表明，掠流(grazing?flow)或偏流(bias?flow)經過的孔板或襯管的吸聲性能會比無流的提升很多，然而還沒有偏流多層穿孔板消聲器的研究出現。此外，以往的穿孔板腔深通常是不可調節的，因而消聲裝置的有效工作頻段往往是固定的，當待吸聲設備(如燃燒器)的噪聲頻率與消聲器的有效工作頻段不匹配時，穿孔板吸聲器的實際消聲效果會下降。

檢索發現，目前噪聲控制專業文獻和教科書上關于燃燒噪聲控制，僅有復合無流穿孔板或掠流多層襯管的先例，如公開號為CN?110998187?A和CN?107420170?A的專利申請文件，這些控制方法過于簡單，吸聲能力和吸聲工作頻帶都很有限，并且由于背腔深度是固定的，吸聲體的吸聲特性往往是固定的，很難適應實際應用。目前，未見有可調背腔深度的偏流雙層多孔板吸聲裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，目前多孔板有效吸聲頻帶窄，吸聲頻帶不可針對入射噪聲聲波特征調節，無流多孔板吸聲器吸聲性能差。

為實現上述的發明目的，本申請提供一種可調背腔深度的偏流雙層多孔板吸聲方法及裝置，優化穿孔板吸聲器的吸聲系數并拓展其有效吸聲頻帶，具體采用的技術方案如下；

一種可調背腔深度的偏流雙層多孔板吸聲裝置，包括進氣管段，所述進氣管段的一端設有帶進氣孔的可移動活塞，另一端設有排氣口；

所述的進氣管段內沿進氣方向依次布置進氣上游孔板和進氣下游孔板，進氣上游孔板和進氣下游孔板陣列地布置有微孔；

所述可移動活塞與進氣上游孔板間為可調深度的一級空腔，進氣上游孔板與進氣下游孔板間為二級空腔，兩級空腔形成腔內吸聲結構。

本申請中，空氣經過可移動活塞頭部的進氣孔進入吸聲體，依次通過進氣上游孔板和進氣下游孔板，最終進入待吸聲設備(如燃機燃燒室或爐膛)。

作為優選的，所述進氣上游孔板和進氣下游孔板的微孔呈方形矩陣分布，微孔的孔半徑a為0.5-1mm，孔中心距d為5-10mm，孔隙率σ為2-5％。

進一步優選的，進氣上游孔板的微孔半徑大于所述進氣下游孔板的微孔半徑。

作為優選的，所述進氣上游孔板和進氣下游孔板的材質為黃銅或不銹鋼，板厚h為1mm-2mm。