微孔板吸聲結(jié)構(gòu)的聲學(xué)原理
來(lái)源：博網(wǎng)新材 日期：2010/8/23 11:07:50
在板厚小于1.0mm的薄板上穿以孔徑小于等于1.0mm的微孔，穿孔率為1～5%，后部留有一定的厚度（5-20cm）空氣層，該層不填任何吸聲材料，這樣即構(gòu)成了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。它是一種低聲質(zhì)量，高聲阻的共振吸聲結(jié)構(gòu)，其研究表明，表征微穿孔板吸聲特性的吸聲系數(shù)和頻帶寬度，主要由微穿孔板的聲質(zhì)量m和聲阻r來(lái)決定，而這兩個(gè)因素又與微孔直徑d及穿孔率p有關(guān)。微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的相對(duì)聲阻抗Z（以空氣的特性阻抗ρC為單位）用式（1）計(jì)算： Z=r+jwm=jctg(WD/C) （1） 式中： ρ-- 空氣密度（kg/cm3）； C -- 空氣中聲速（m/s）； D -- 腔深（mm）； m -- 相對(duì)聲質(zhì)量； r -- 相對(duì)聲阻； w -- 角頻率，W=2πf(f為頻率)； 而r和m分別由式（2）（3）表達(dá)： r=atkr/dzp （2） m=(0.294)×10-3tkm/p （3） 式中： t-- 板厚（毫米） d-- 孔徑（毫米） p-- 穿孔率（%） kr-- 聲阻系數(shù) kr=(1+x2/32)1/2+(2x)1/2/8×d/t km--聲質(zhì)量系數(shù) km=1+{1+[1/(9+(x2/2))]}+0.85d/t 其中x=ab f，a和b為常數(shù)，對(duì)于絕熱板a=0.147,b=0.32；對(duì)于導(dǎo)熱板a=0.235，b=0.21。聲吸收的角頻帶寬度，近似地由r/m決定，此值越大，吸聲的頻帶越寬。 r/m=(l/d2)×(kr/km) (4)
式中l(wèi)-- 常數(shù)，對(duì)于金屬板l=1140,而隔熱板l=500。上式也可以用式（5）表達(dá)： r/m=50f((kr/km)/x2) (5) 而kr/km的近似計(jì)算式為： kr/km=0.5＋0.1x＋0.005x2 (6) 利用以上各式就可以從要求的r、m 、f求出微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的x、d、t、p等參量。由于微穿孔板的孔徑很小且稀，基聲阻r值比普通穿孔板大得多，而聲質(zhì)量m又很小，故吸聲頻帶比普通穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)大得多，一般性能較好的單層或雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲頻帶寬度可以達(dá)到6～10個(gè)1/3信頻程以上。這就是微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)。 共振時(shí)的最大吸聲系數(shù)α0為 α0=4r/(1+r)2 (7) 具體設(shè)計(jì)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)時(shí)，可通過(guò)計(jì)算，也可查圖表，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相近。在實(shí)際工程中為了擴(kuò)大吸聲頻帶的寬度，往往采用不同孔徑、不同穿孔率的雙層或多層微穿孔板復(fù)合結(jié)構(gòu)。 BWP系列復(fù)合針孔鋁吸聲板消聲器是一種新型的環(huán)保型消聲器，吸聲材料不采用纖維類(lèi)有二次污染的吸聲材料做吸聲，而是用鋁合金板作吸聲的全金屬消聲器，除了其消聲特性及氣體動(dòng)力相當(dāng)于傳統(tǒng)產(chǎn)品外，其主要特點(diǎn)為：
從制作、運(yùn)行、報(bào)廢等全過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境、危害人體健康的有害物質(zhì)，產(chǎn)品重量比傳統(tǒng)產(chǎn)品輕20%，制作簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，吸聲性能穩(wěn)定，性價(jià)比好，并具有防水、防火、防氣體流沖擊，可在氣溫高、水汽多、清潔要求高的場(chǎng)合廣泛使用。 |
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