[發明專利]一種管道保溫包扎結構隔聲性能試驗臺架及試驗方法

在審

• 申請號: 202110239573.X
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112834624A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 邊鵬飛;俞悟周;張鍇;姜在秀;孫浩鈞;孟凡江;劉子博;李奇;馮少東;石秀強;謝永誠
• 申請（專利權）人: 上海核工程研究設計院有限公司;同濟大學
• 主分類號: G01N29/11
• 分類號: G01N29/11;G01N29/22
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 劉寧

1.一種管道保溫包扎結構隔聲性能試驗臺架，其特征在于，包括揚聲器系統、揚聲器和試驗管道之間的過渡管段、彈性支撐件、消聲室和混響室；

所述揚聲器系統由揚聲器、功放和信號源組成；所述彈性支撐件固定試驗管道于揚聲器系統內；試驗管道位于所述混響室內，試驗管道末端吸聲結構位于所述消聲室中。

2.一種管道保溫包扎結構隔聲性能試驗方法，其特征在于，包括權利要求1所述的試驗臺架，方法如下：

步驟S1：據試驗目標，確定所述試驗管道外噪聲級范圍要求；

步驟S2：根據包扎結構參數、管道參數和管道外噪聲級范圍，確定管道內聲級要求，確定揚聲器參數；

步驟S3：確定管道末端吸聲結構的設計參數；

步驟S4：確定防塌陷彈性支撐件的設計參數。

3.根據權利要求2所述的一種管道保溫包扎結構隔聲性能試驗方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

步驟S11：確定測量頻率范圍flower≤f≤fupper：flower為測量頻率下限，fupper為測量頻率上限；

步驟S12：獲取試驗環境的背景噪聲頻譜Lbg(f)；

步驟S12：得到所述試驗管道外噪聲級的最低要求，計算具體如下：

L1(f)＝Lbg(f)+10 (1)

4.根據權利要求2所述的一種管道保溫包扎結構隔聲性能試驗方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

步驟S21：獲取管道保溫包扎結構的各層組成；

步驟S22：確定試驗管道參數；管徑Dpipe≤300mm，壁厚tpipe≥4.2mm；300mDpipe≤1000mm，壁厚tpipe≥6.3mm；

步驟S23：根據所述包扎結構的組成，對于多層結構，基于阻抗分析法估計管道及保溫包扎結構的綜合傳聲損失范圍；

步驟S24：根據傳聲損失和管道外噪聲最低值，確定管內噪聲級L₂：按式(12)計算管內噪聲級L₂

L₂＝L₁+TL+19 (12)

步驟S25：根據確定的管內噪聲級進行揚聲器選型，揚聲器的靈敏度S、揚聲器的電功率W應滿足：

W·10^(0.1S-4)≥L₂+5+20log(r) (13)

其中，r為管道半徑。

5.根據權利要求3所述的一種管道保溫包扎結構隔聲性能試驗臺架設計方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

步驟S31：確定測量頻率下限f_lower處的管道吸聲末端結構的吸聲系數α_s的要求。聲如果無管道模型消聲結構，聲波從管道輻射時，管道末端和外部空間之間存在阻抗突變，導致一部分聲能發射回管道中，將在管道內產生顯著的駐波，影響試驗結果。因此，在管道末端需要安裝適當的吸聲材料，對到達管道末端的聲波盡可能全吸聲。安裝吸聲末端后，仍有部分聲能發射到管道中，形成小幅駐波。管道內f_lower的極大值聲壓級和極小值聲壓級的差值L_s為試驗偏差控制量，L_s、末端吸聲系數α_s應滿足：

步驟S32：確定管道吸聲末端材料的容重ρ_m和有效長度L_e。優選20Kg/m³～50Kg/m³的超細玻璃棉。對于超細玻璃棉，玻璃棉的容重ρ_m、頻率下限f_lower、吸聲末端有效長度L_e宜滿足：

ρ_m·f_lower·L_e≥80 (15)

對于普通玻璃棉，宜滿足：

ρ_m·f_lower·L_e≥300 (16)

6.根據權利要求2所述的一種管道保溫包扎結構隔聲性能試驗方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

步驟S41：確定防塌陷彈性橡膠支撐件的內徑r_inner和外徑r_outer，具體為：在管道和第1層金屬層之間、第i金屬層與第i+1金屬層之間布置彈性橡膠支撐件，彈性橡膠支撐件由若干半圓支撐組成；在管道和金屬層之間的橡膠支撐件，外徑為第1層金屬層內表面到管道中心的距離，內徑為管道外徑；在第i金屬層與第i+1金屬層之間的橡膠支撐件，外徑為第i+1層金屬層內表面到管道中心的距離，內徑為第i層金屬層外表面到管道中心的距離；

步驟S42：確定防塌陷彈性橡膠支撐件的安裝位置和彈性模量；彈性橡膠支撐件在保溫層搭接處安裝，彈性橡膠支撐件的彈性模量E_t宜滿足式(17)：

其中，b為彈性橡膠支撐件相鄰安裝位置的距離，t為金屬層厚度，P為金屬層的拉伸強度。