摩擦阻力损失是指气流与消音器各壁面之间的摩擦而产生的阻力损失,其计算公式如下:
(2-4)
在上式中,表示摩擦阻力系数,取值见表2-1;表示管道截面等效直径;表示有效长度;表示进入消音器的气体密度;表示消音器通道内的气流速度;表示重力加速度。计算时所有参数均使用国际标准单位,以便规范。
表2-1 摩擦阻力系数和相对粗糙度的关系
相对粗糙度/% 0。2 0。4 0。5 0。8 1。0 1。5 2。0 3。0 4。0 5。0
摩擦阻力系数 0。024 0。028 0。032 0。036 0。039 0。044 0。049 0。057 0。065 0。072
局部阻力损失是指气流在消音器的结构突然变化处所产生的阻力损失,其计算公式如下:
(2-5)
在上式中,表示局部阻力系数,其值得确定主要与消音器的结构形式有关。
由上述可以明显得出消音器的压力损失为:
(2-6)
2。1。3 消音器的结构性能
与消音器的声学性能和空气动力性能一样,消音器结构性能也是评价消音器性能的一项重要指标。结构性能主要包括消音器的外形尺寸、坚固程度、维护要求、使用寿命等参数。
一个良好的消音器除了具有良好的声学性能和空气动力性能的同时,也应该具备优秀的结构性能。比如说体积小、重量轻、结构简单、造型美观、加工方便。同时要坚固耐用、使用寿命长、维护简单和造价便宜等等。
声学性能、空气动力性能、结构性能,上述评价消音器性能的三大指标。消音器这三大性能指标的关系应是既相互关联又相互制约。在实际的工程应用中,要综合考虑消音器的这三方面性能要求。秉持具体情况具体分析的原则,有所侧重而又不能偏失。例如从消音器的声学性能要求角度,应该尽量使消音器在消音频率范围内具有尽可能大的消声量,但同时也要满足消音器空气动力性能方面的要求。除此之外,在兼顾了消音器声学性能与空气动力性能之后,同样不能忘了优化消音器的结构性能,使设计出的消音器既具有良好的消声效果,又具有有坚固耐用、轻巧美观、安装便利等优点。
2。2 抗性消音器
抗性消音器其实就是一种声学滤波器,抗性消音器本身并不吸收声能,它的消声原理是利用管道截面的突变,或者旁接共振腔,改变声抗使的管道中的声波在传播过程中形成阻抗不匹配,将进入消音器管道的部分声能反射回声源位置,从而达到消声的目的。一般常用于窄带噪声和低、中频噪声的消音中。平常常见的抗性消音器结构形式主要有扩张式和共振腔式两类。