高壓放空排氣噪聲是排氣噴流噪聲的一種。排氣噴流噪聲的特點(diǎn)是聲級高頻帶寬，傳播遠(yuǎn)。排氣噴流噪聲是由高速氣流沖擊和剪切周圍靜止的空氣，引起劇烈的氣體擾動而產(chǎn)生的。

在噴口附近(在噴口直徑D的4-5倍范圍內(nèi))，氣流繼續(xù)保持噴口處的流速成前進(jìn)。這個(gè)區(qū)域叫直流區(qū)。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，存在著一個(gè)射流核心，在核心周圍，射流與卷吸進(jìn)來的氣體激烈混合，輻射的噪聲是高頻性的。

在噴口稍遠(yuǎn)的地方(約5D-15D)為混合區(qū)，在這個(gè)區(qū)域里，氣流與周圍大氣之間進(jìn)行激烈地混合，引起急劇的氣體擾動，射流寬度逐漸擴(kuò)展，產(chǎn)生的噪聲最強(qiáng)。

在離噴口更遠(yuǎn)的地方(15D以外)，稱為渦流區(qū)，在這個(gè)區(qū)域里，氣流寬度很大，速度逐漸降低以至消失，形成渦流的強(qiáng)度反復(fù)地減小，產(chǎn)生的噪聲是低頻性的。

Lighthill首先分析了噴注氣流均勻，中間無障礙物即噴注中只有四極子聲源的情況，得到湍流噪聲功率與流速成八次方的定律。

對于阻塞噴注，試驗(yàn)證明，氣室壓力超過臨界條件繼續(xù)增加時(shí)，雖然噴注速度保持局部聲速成不變，但噪聲仍要增大。馬大猷教授等得到噴注湍流噪聲的聲功率W與注點(diǎn)壓力P1的經(jīng)驗(yàn)公式為

W=KP(P1-P2)4D/(P-0.5PO)PO2(1)

在噴注90方向上，離噴口1M處的聲壓級L為：

LP=80+20lg(P1-PO)/(P1-0.5PO)PO+20lgDdBA(2)

式中：

P1---注點(diǎn)壓力

D----噴口直徑

PO----環(huán)境大氣壓

這公式說明書了在阻塞情況下，雖然噴注速度不再增加，但隨著壓力的增加，噪聲功率也隨之增加。

高壓放空噪聲的控制方法是在排氣管上安裝消聲器。按消聲原理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分，排氣放空消聲器可分為四大類。

1.擴(kuò)容降速型消聲器

這種消聲器的原理是利用較大的體積容腔，擴(kuò)容降壓，降低排口流速。由于在亞聲速情況下，噴流噪聲的強(qiáng)度與流速成的八次方成正比，所以在流量保持恒定的情況下，逐漸擴(kuò)大容腔和增大排口截面可以降低噴流速度，從而降低噪聲。

2.節(jié)流降壓型消聲器

在阻塞情況下，由于排氣噪聲的強(qiáng)度隨著壓力的增加而加大，節(jié)流降壓型消聲器就是利用節(jié)流降壓原理，把一個(gè)大壓降，分散到若十個(gè)局部結(jié)構(gòu)承擔(dān)，變成許多小的壓降，從而降低噪聲。

3.小孔噴注型消聲器

噴流噪聲的峰值頻率與排口直徑成反比，因此，如果使排口輻射的噪聲能量從低頻移動高頻，于是低頻噪聲被降低，高頻噪聲增高。如果孔徑小到一定值(如達(dá)毫米級)，噴流噪聲的能量將移到人耳不敏感的高頻范圍。

4.多孔材料擴(kuò)散消聲器

利用燒結(jié)金屬，燒結(jié)塑料，多孔陶瓷等控制排氣噴流噪聲，這些材料有大量的微小孔隙(達(dá)絲米級)，可以透氣和滲水。用這類材料制成的消聲器稱之為多孔材料擴(kuò)散消聲器，利用多孔材料的透氣性，使排氣流被濾成無數(shù)個(gè)小的氣流，氣流的壓力被大大降低，流速成也被擴(kuò)散減少。從而，輻射的噪聲強(qiáng)度也就大大減弱。

我國自七十年代末以來，在排氣放空噪聲的機(jī)理和控制技術(shù)方面，進(jìn)行了大量首創(chuàng)性的研究和實(shí)際應(yīng)用工作，提出了阻塞情況下，降低排氣噪聲的理論，并把這些理論付之實(shí)際，得到很好的效果，根據(jù)四種消聲原理設(shè)計(jì)的復(fù)合式消聲器，如節(jié)流降壓與小孔噴注復(fù)合消聲器，節(jié)流與擴(kuò)容式復(fù)合消聲器等，對我國排氣噴流噪聲的控制起到了積極的推動作用。這方面的有些成果已超過了目前國際水平。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”