制冷行業(yè)消音器材料選用與性能分析

張春輝 莊新宇 錢慧烽

（浙江三花股份有限公司 312532）

制冷行業(yè)消音器材料選用與性能分析

張春輝 莊新宇 錢慧烽

（浙江三花股份有限公司 312532）

從消音器的分類和特點(diǎn)出發(fā)，分析了在制冷行業(yè)中使用的消音器的類型，并對(duì)消音器的材料選用和性能進(jìn)行了分析，所得結(jié)果可以作為消音器設(shè)計(jì)與使用上的參考。

消音器；制冷行業(yè)；材料；性能

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，制冷設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，制冷行業(yè)也得到了極大的發(fā)展。由于制冷設(shè)備基本上包括了風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)以及面板和箱體等部分，在制冷設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生空氣動(dòng)力噪音，這些噪音會(huì)極大地影響人們的生活。為此，需要想辦法消除或者降低這些噪音，消音器就是為解決這一問(wèn)題而產(chǎn)生的。

消音器是一種通過(guò)控制氣流在管道中傳播的消音設(shè)備，它可以在降低噪音的基礎(chǔ)上不改變或者影響氣流的方向和流量，從而實(shí)現(xiàn)降噪的目的。對(duì)制冷行業(yè)而言，消音器通常安裝在風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口或者排氣口，一個(gè)性能良好的消音器可以使制冷設(shè)備的噪音大大降低。

2 消音器的分類及選型

一般而言，根據(jù)消音的原理，可以將消音器劃分為三大類，即阻性消音器、抗性消音器和阻抗復(fù)合式消音器。

阻性消音器是通過(guò)吸聲材料來(lái)吸收聲能而降低噪音的。它把吸聲材料固定在氣流通道內(nèi)壁或按一定的方式在管道中排列起來(lái)，吸聲材料的作用就相當(dāng)于電學(xué)中的電阻，它一般用來(lái)消除高、中頻噪聲。

抗性消音器是通過(guò)控制聲抗的大小或者改變截面來(lái)進(jìn)行消音的。與阻性消音器不同，它不使用吸聲材料而是利用聲阻抗的改變，使某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面發(fā)生干涉或者反射等現(xiàn)象，從而達(dá)到消音的目的，它一般用來(lái)降低中、低頻噪音。

阻抗復(fù)合式消音器則是將阻性和抗性兩種消音原理結(jié)合起來(lái)并通過(guò)適當(dāng)結(jié)構(gòu)復(fù)合起來(lái)而構(gòu)成的消音器，但是并非是二者的簡(jiǎn)單疊加，它可以用來(lái)消除高、中、低頻噪音。

3 消音器在制冷行業(yè)的應(yīng)用

根據(jù)前述可知，阻性消音器具有良好的中高頻消音性能，按照氣流通道的幾何形狀不同，它可以有直管式、片式、折板式、彎頭式等多種形式?？剐韵羝鲃t適用于消除中低頻噪音，根據(jù)作用原理，它可以分為擴(kuò)張式、共振腔式和干涉式等多種型式。阻抗復(fù)合式消音器，由于綜合了兩種消音器的優(yōu)點(diǎn)，因此其消音頻帶最寬，消音效果最好，它也成為最常用的標(biāo)準(zhǔn)消音器之一。對(duì)于制冷行業(yè)而言，由于設(shè)備的類型眾多，需要消音的頻譜范圍較為廣泛，通常認(rèn)為選用阻抗復(fù)合式消音器比較合適。

在實(shí)際使用過(guò)程中，由于受到成本和其它因素的限制，制冷行業(yè)中消音器的應(yīng)用也不盡相同。出于成本上的考慮，目前制冷行業(yè)所采用的消音器也有很多是阻性消音器，比如空調(diào)消音器，這些消音器一般為片式或者格式，片式和格式消音器是由管式消音器改進(jìn)而來(lái)的，它以每片或者每格間距一定的尺寸來(lái)克服管式消音器聲波與吸聲材料接觸不充分的缺點(diǎn)，從而增大了接觸面積而增大了吸聲量。阻抗復(fù)合式消音器的性能較好，對(duì)各頻段均有良好的消音性能，但成本較高，安裝起來(lái)可能也不太方便。

選擇好了消音器之后，接下來(lái)的問(wèn)題就是安裝了，在安裝過(guò)程也需要注意以下的問(wèn)題：

（1）消音器盡可能安裝在氣流相對(duì)比較穩(wěn)定的通道部分，并盡量設(shè)置在進(jìn)氣口或者出氣口附近。

（2）當(dāng)消音要求比較高，需要采用的消音器比較多時(shí)，可以考慮分段布置消音器。

（3）當(dāng)消音器的安裝位置有限時(shí)，可以考慮利用其它建筑空間來(lái)設(shè)計(jì)安裝。

（4）當(dāng)相鄰消音器之間有可能產(chǎn)生相互干擾時(shí)，必須設(shè)置防干擾消音裝置。

（5）注意保持回風(fēng)的通暢性，防止回風(fēng)口產(chǎn)生過(guò)高的氣流再生噪音。

4 消音器的材料選用與性能分析

根據(jù)前述可知，在制冷行業(yè)中廣泛使用的消音器是阻性消音器或者阻抗復(fù)合式消音器，在這兩種消音器中，為了達(dá)到預(yù)期的消音目的，都要使用到吸聲材料。所謂吸聲材料，是指具有較強(qiáng)的吸收聲能、減低噪音性能的材料。吸聲材料一般要與周圍介質(zhì)的聲特性相匹配，使聲能進(jìn)入其中并將其吸收，它通常要借自身的多孔性或共振作用而對(duì)入射聲能具有吸收作用。

吸聲材料的種類很多，一般根據(jù)吸聲機(jī)理可以劃分為這樣幾大類：①多孔材料。這種材料以吸收中高頻聲波為主，從表面至內(nèi)部包含有許多細(xì)小的敞開孔道使聲波衰減。它包括多孔結(jié)構(gòu)的開孔型泡沫塑料和膨脹珍珠巖制品以及各種纖維制品等。②柔性材料。這種材料以吸收中頻聲波為主，主要靠共振作用來(lái)吸收聲能，包括閉孔型泡沫塑料等。③膜狀材料。這種材料以吸收中低頻聲波為主，包括布、帆布、人造革和塑料膜等。④板狀材料。這種材料以吸收低頻聲波為主，包括石膏板、硬質(zhì)纖維板和膠合板等。⑤穿孔板。這種材料以吸收中頻聲波為主，包括在各種板狀材料上打孔等。

材料的吸聲性能通常用吸聲系數(shù)表示，吸聲系數(shù)一般指被材料吸收的聲能與入射聲能的比值。材料吸聲系數(shù)的大小與聲波的入射角有關(guān)，并隨入射聲波的頻率而異，通常用材料吸聲頻譜表示材料對(duì)不同頻率聲波的吸收特性。選用吸聲材料，首先應(yīng)當(dāng)從吸聲特性方面來(lái)選擇合乎要求的材料，同時(shí)還要結(jié)合外觀、強(qiáng)度、內(nèi)部安裝、防火、防潮等要求，進(jìn)行綜合考慮選擇。一般需要對(duì)這些吸聲材料進(jìn)行綜合使用，這樣不僅可以擴(kuò)大吸聲范圍，還可以提高吸聲系數(shù)。另外，多孔材料除了可以吸收空氣噪音外，還能減弱固體噪音等引起的振動(dòng)。將多孔材料填入各種板狀材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)，還可以提高隔聲能力并減輕結(jié)構(gòu)重量。

影響材料吸聲性能的因素很多，主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）材料的厚度。厚度對(duì)材料吸聲性能的影響主要體現(xiàn)在頻率的變化上，即隨著材料厚度的增加，吸聲的最佳頻率不斷向低頻方向移動(dòng)。有計(jì)算表明，材料厚度每增加一倍，其最大吸收頻率則向低頻方向移動(dòng)一個(gè)倍頻程。

（2）材料的密度。通常隨著材料密度的增大，最大吸收系數(shù)也向低頻方向移動(dòng)。

（3）材料層間的空氣層。對(duì)于低頻聲音而言，當(dāng)入射聲波波長(zhǎng)較大時(shí)，空氣層的厚度也要增大。一般而言，空氣層厚度等于波長(zhǎng)的1/4時(shí)，此時(shí)的吸聲系數(shù)最大。

（4）材料的穿孔率。對(duì)于多孔材料而言，由于其無(wú)法固定，一般需要在表面添加護(hù)面層。添加護(hù)面層后，就產(chǎn)生了穿孔率，即穿孔總面積與未穿孔總面積的比值。穿孔率越大，對(duì)中高頻聲音吸收效果越好；穿孔率越小，對(duì)低頻聲音吸收效果越好。

5 結(jié)束語(yǔ)

從消音器的分類和特點(diǎn)出發(fā)，分析了在制冷行業(yè)中需要使用的消音器的類型，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了這些消音器的材料選用和性能，所得結(jié)果可以作為制冷行業(yè)消音器設(shè)計(jì)與使用的參考。

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