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罗茨风机中隔音罩穿孔板的设计

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罗茨风机隔音罩穿孔板的吸声原理是亥姆霍兹共振理论, 声波传到共振器时,小孔颈中的气体在声波压力下往返运动,运动气体具有一定质量,它抗拒运动速度的变化。声波进入小孔时,因为孔壁的摩擦和阻尼,使部分声能转化为热能而消耗。分析噪声数据可以看出,风机噪声分为较明显的低、中、高频段,多孔吸声材料对于中高频噪声的吸收较好,因此可以利用穿孔板的亥姆霍兹共振原理吸收或减弱中低频噪声。

穿孔板采用穿孔镀锌钢板,在孔径 5mm,板厚度t= 0.5mm,板后空气层厚度D = 95mm时,穿孔板共振频率和穿孔率有如图所示关系,可以看出,穿孔率越小,共振频率越 低,穿孔率越大,共振频率越高,类似于抛物线关系。

风机的中频噪声主要集中在1100Hz附近, 由于当穿孔板的穿孔率大于20%时,不论穿孔 以何种几何张状排列,其声质量都很小,其声学 作用降低,它已不起共振吸声作用,而主要起护 面或罩面作用,这时所保护的吸声材料层是整个吸声结构的主体。文献[11]中,也说明穿 孔板后面的材料的吸声系数一般随穿孔率的提 高而上升,但是当穿孔率大于20%时,穿孔板的吸声性能将下降。

图 穿孔板排列方式

选择穿孔板穿孔率为20%,圆孔排列为三角形排列方式,孔径为5mm的穿孔板进行设计,由式fr=c/2π(p/Lk*D)1/2计算得到穿孔板共振频率为974Hz,较能满足要求。图为穿孔板穿孔排列方式。