為了提高氣化爐消聲器的消聲量,需要盡可能增大擴張比. 這些要求要么減小主管道的截面積,要么增加消聲器的尺寸. 但在實際問題中,潛艇內通海管道的尺寸是給定的,不能隨意改變. 另一方面,擴張室截面積也不能任意增大,這不但受到潛艇內空間的限制,還受到聲學方面的限制. 以上的討論都是以平面波假設為基礎的,當擴張室截面積較大,或者聲波的頻率較高時,在擴張室內存在高階模式的簡正波,平面波理論不再適用. 也就是說,聲波會在擴張室中部集中通過去. 這是消聲器的高頻失效現(xiàn)象. 因此消聲器能有效消聲的上限頻率即為擴張室中傳播的****階簡正波的截止頻率.
可見,擴張室的截面積越大,消聲的上限頻率越低,即能有效消聲的頻率范圍越窄.另一方面,擴張室消聲器還存在消聲的下限頻率. 在低頻范圍,當波長比擴張室、連接管等部件的尺寸大得多時,氣化爐消聲器可以看成由集總聲學元件組成,消聲器的連接管具有一定的聲質量,擴張室具有一定的聲順,在一定的頻率下,可構成共振聲學系統(tǒng).
消聲器的性能一般從兩個方面進行評價,即消聲性能和空氣動力性能。消聲性能可以用傳遞損失和插入損失來評價,空氣動力性能可以用壓力損失來評價。
壓力損失:由于消聲器內氣流摩擦、管道彎頭、穿孔板及管道截面突變引起的入口和出口的壓差。壓力損失越大,內燃機的功率損失越大,油耗也越大,因此可以用油耗來評價消聲器的壓力損失。
本文將上述氣化爐消聲器的設計方法應用于某型柴油機排氣噪聲的控制。首先在半消聲室內測試了該型柴油機在標況( 2200r /min, 20. 22kw)運行時的排氣噪聲,測點距消聲器出口50cm,且與消聲器出口軸線成45°方向。測得的排氣頻譜如圖5。分析排氣頻譜圖可看出,該單缸機的排氣噪聲呈明顯的低頻特性。 |
