1、第1頁共5頁由于我國目前對消音器的設計，還沒有統一的標準規范可以遵 照執行，大多數廠家均根據自己的經驗來設計制作，且技術又相對保密的。因此本消音器的設計，經查閱大量資料，采用科學院聲學研究 所馬大猷教授等人提出的小孔噴注噪聲極其控制理論，采用節流降壓 與小孔消音的原理結合現場實際情況來設計解決環境噪聲超標的難 題。消音器的工藝參數為：蒸汽排放絕對壓力：40 kg/ cm2，排汽溫度：390C,蒸汽比容p : 0.0721 m3/ kg,排汽流量Q: 8t/h;噪聲達到110dB以上，要求消音器的噪聲小于 85dB的環保要求。 一、 設計原理。復合式小孔噴注消音器是利用節流作用降低小孔噴注前的駐

2、壓， 預先消耗部分聲能，再dB與小孔降噪相結合，達到較高的消聲量； 其原理是利用節流降壓與小孔噴注兩種消聲機理，通過適當結構復合 而成的。1小孔噴注消音器小孔噴注消音器的設計機理是根據科學院聲學研究所馬大猷 教授等人提出的小孔噴注噪聲極其控制理論，從發聲機理上使它 的干擾噪聲減少，由于噴注噪聲峰值頻率與噴口直徑成反比，若 噴口直徑變小，噴口輻射的噪聲能量將叢低頻移向高頻，于是低 頻噪聲被降低，高頻噪聲反而增高，當孔徑小到一定值（達到mm 級），實驗表明，當孔徑w 4mm時具有移頻作用，噴注噪聲將移 到人耳不敏感的頻率范圍（聽覺最敏感的區域 2505000赫茲）;根據這一機理將一個大的噴口改為許

3、多小孔來代替，便能達到降 低可聽聲的目的。從實用角度考慮，孑L徑不能選得過小，因為過 小的孔徑不僅難于加工，同時易于堵塞，影響排汽。一般選用直 徑13mm的小孔為宜。2.節流降壓消音器節流降壓消音器是利用節流降壓原理而制成的。根據排汽流量的 大小，適當設計通流截面，使高壓氣體通過節流孔板時，壓力都能最 大限度地降低到臨界值。這樣通過多級節流孔板串聯，就能把排空的 一次壓降分散到若干個小的壓降。由于排汽噪聲功率與壓力降的高次 方成正比例，所以把壓力突變排空改為壓力在消音器內就逐漸降下來 再排空，這樣能使消音器內流速控制在臨界流速下，不致產生激波噪聲，壓力在最大限度地降到臨界值，使消音器獲得較好的

4、消聲效果。 同時節流降壓后小孔噴注層的駐壓大大變小，小孔噴注層強度設計所 需的壁厚也大為減薄，這樣給小孔噴注層的鉆孔加工減小難度。消音器入口處的壓力通常是給定的， 當排放壓力較高時，為了取 得所需的消聲值，經過幾次節流降壓，使汽體進入小孔噴注前的壓力 由消音器入口處的壓力 Pi按比例降低設計；通常情況下，節流降壓 消音器的各級壓力選擇為等比級數下降，設節流孔板級數為n,臨界壓力比為q (qv 1)，可得：P后譏(1)根據氣體狀態方程、連續性方程和臨界流速公式，由資料可知節流裝置的通流截面，可按下式計算：S =13.48箱(2)式中：S1為節流面積（cm2）;G為排放氣體的質量流量（t/h）;V

5、1為節流前氣體的比容（m3/kg）,P1為節流前氣體的絕對壓力（kg/ cm2）;為保證排汽量的截面修正系數，通常取 1.22.0,結構設計根據上述原理，經綜合分析，本消音器考慮采用節流降壓與 小孔噴注相結合的結構，首先為保正小孔噴注有良好的消音效 果，據資料2上的經驗數據表明，將小孔噴注層的駐壓確定為 510kgf/cm2，貝S小孔噴注將獲得較好的效果；再根據預定的小 孔噴注層的駐壓及1式，就可確定消音器節流降壓所需要的級 數。1）節流前后的降壓比q值的確定節流前后的壓降比q值的取值，對高壓排放的節流降壓裝置，通常按臨界狀態或亞臨界狀態設計；根據資料1，臨界狀態下，過熱蒸汽的壓降比為 q=0

6、.546, q值過大，各級壓力降低 緩慢，所需節流級數增多，致使消音器體積增大；q值過小，不能有效地把流速控制在臨界流速下，仍會產生強烈的激波噪聲， 會使消音器的性能下降。由于本消音器的氣源壓力較高，按接近 臨界狀態選取各級壓強比，經查閱有關資料，按亞臨界狀態設計 比按臨界狀態設計的的消音效果好，因此本設計采用亞臨界狀態 設計，取q=0.45;取小孔噴注層的駐壓為8.1kgf/cm2,則根據1 式，需要的節流孔板級數為n=2。2）節流降壓層及小孔噴注層開孔面積及參數的確定根據科學院聲學研究所的研究證明，只有當小孔總面積與排 氣管截面積之比為1.6時，才能使排氣管排氣無阻，因此修正系 數口取1.

7、66;由式（2）,根據給定的設計參數，通過計算第一級 節流孔板的通流面積為S1=7.65 cm2，為了便于實際加工而不影 響消音器性能，本設計的穿孔直徑取為d=6m m,即得第一級穿孔數N仁27個，實取28個；在計算出第一級節流孔板通流面積 S1后；由于各級降壓后汽體溫度可考慮為近似保持不變（氣流 在消音器器中流動，流速很高，氣體來不及與外界發生熱交換即 排出），則其它各級的計算與第一級相同，各級計算結果列表如 下：各級節流降壓小孔噴注復合消音器設計參數級數單位In皿進口壓力Kg/cm240188.1通流面積S2cm27.651737.8比容cm3/ Kg0.07400.15260.3179壓

8、降比q0.450.45孔徑dmm643孔數n271355353）消音量的計算、根據資料（3）,節流降壓的消聲量按下式計算S10klg3.7（PP。）3 np Po式中k-經驗修正系數，取0.9士 0.2;取0.9Pi消音器入口前排氣壓力kg/cm2，取40 kg/cm2Po環境大氣絕對壓力kg/cm2，取1.033kg/cm2。n節流級數。33則二LJOklg37 2=10X 0.9X Ig3.7 （40 1.033） =16.4dB n p12p02漢402匯1.033、小孔噴注消音器輻射的消聲量，根據資料（3）按下式計算：_L2 =27.5-30lg D =27.5-30 lg3 =27.5-14.3=13.2 dB其中：D為小孔孔徑mm。通過上述計算本消音器經節流降壓及小孔噴注消音后的消聲量為-L =兒 -L2 = 16.4+13.2=29.6dB則消音器的排放噪聲110 dB減去消音器的消聲量，尿素 CO