消聲器的消聲原理主要基于哪些聲學(xué)理論?
消聲器的消聲原理主要基于阻性、抗性、共振、微穿孔板、復(fù)合、節(jié)流降壓、小孔噴注以及有源等聲學(xué)理論。阻性消聲依靠多孔材料吸收聲能;抗性消聲利用管道截面變化使聲波反射;共振消聲借助共振腔與聲波共振消耗聲能;微穿孔板消聲通過(guò)微孔提高聲阻、減少聲質(zhì)量;復(fù)合消聲是多種原理組合;節(jié)流降壓與小孔噴注分別通過(guò)降壓和改變噴注方式降噪;有源消聲則是產(chǎn)生反向聲波抵消原聲場(chǎng)。
阻性消聲理論是消聲器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之一。當(dāng)聲波進(jìn)入阻性消聲器,氣流通道內(nèi)壁的多孔吸聲材料,如玻璃纖維等,會(huì)發(fā)揮作用。聲波在這些材料的孔隙中穿梭時(shí),部分聲能因摩擦轉(zhuǎn)化為熱能而耗散,就像水流進(jìn)了布滿(mǎn)細(xì)沙的管道,能量被不斷消耗,從而使通過(guò)消聲器的聲波減弱,尤其對(duì)中高頻噪聲的消聲效果顯著。
抗性消聲理論也不可或缺。通過(guò)改變管道截面,如擴(kuò)張或收縮,讓聲抗發(fā)生變化,使沿管道傳播的聲波向聲源方向反射,聲能被反射回原處。就如同聲音在突然變寬或變窄的通道中傳播,會(huì)被“反彈”回去。這種方式對(duì)消除中、低頻噪聲效果較好,抗性消聲器就像一個(gè)聲學(xué)濾波器,能讓特定頻率的聲波通過(guò),過(guò)濾掉其他頻率的聲波。
共振消聲是利用與管道連通的小孔及空腔構(gòu)成的共振腔。當(dāng)聲波傳來(lái),共振腔會(huì)與聲波發(fā)生共振,進(jìn)而消耗聲能,這屬于抗性消聲的一種特殊形式。而微穿孔板消聲則是在薄板上穿以微孔,形成特殊的吸聲結(jié)構(gòu),提高聲阻、減少聲質(zhì)量,達(dá)到消聲目的,屬于共振兼阻性消聲范疇。
節(jié)流降壓消聲通過(guò)多次節(jié)流,將高壓降分散為多個(gè)小壓降,降低高壓排氣放空噪聲;小孔噴注消聲是把大孔噴注改為大量小孔噴注,使噴氣噪聲頻譜移向高頻,降低可聽(tīng)聲成分。有源消聲則借助電子設(shè)備,產(chǎn)生與原聲壓大小相等、相位相反的聲波,在一定范圍內(nèi)抵消原聲場(chǎng)。
消聲器的多種消聲原理基于不同的聲學(xué)理論,它們各有特點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中相互配合,共同實(shí)現(xiàn)降低噪聲的目的,為我們營(yíng)造一個(gè)相對(duì)安靜的環(huán)境。
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