[实用新型]一种圆腔消声器

说明书

技术领域

本实用新型属于燃气分布式能源降噪领域，具体涉及一种圆腔消声器。

背景技术

燃气分布式能源是国家正在大力发展的一种新的清洁能源利用形式，该能源利用形式具有节能减排的显著效果。由于分布式能源站需要靠近用户端设置，所以与常规的发电厂及热电厂相比，更加靠近人口集中的生活区或者办公区域，例如居民区、学校、医院甚至疗养院等场所。因而，噪声问题成为分布式能源推广中凸显出的主要问题之一。

消声器是降低风机进风和排风噪声的重要部件，其性能好坏直接影响风机噪声的降噪效果和风机功率损耗。圆腔消声器由于结构简单，易于加工制造，且降噪量高，所以广泛应用于工业降噪领域。

燃气分布式站所产生的噪声源，是由内燃机设备、电制冷设备、直燃机设备、溴化锂机设备、循环水泵和管道噪声形成空气动力性噪声、机械性噪声、电磁噪声和振动噪声等，这些噪声的降噪方法主要是在烟气出口、进排风口施加圆形消声器进行降噪。目前，从国内外研究现状看，消声器的研究成果大部分是针对气流流速较高的小型消声器，比如汽车尾气排放消声器，脉动压力级平均大于120分贝。而对于大部分工业领域尤其是分布式能源所涉及的空腔气体声学问题，气流速度通常小于声速的1/10左右，消声器体型较大，因而，较低流速的圆腔消声器研究相对较少，但是较低流速圆腔消声器的研究更具有广泛地实用价值。

目前利用圆腔消声器进行降噪的研究取得了一定进展，证实了圆腔消声器用于分布式能源的可行性及发展潜力。但目前所有研究成果中全部是研究圆腔消声器降噪量问题，很少部分机构研究圆腔消声器理论设计尺寸问题，在这些研究中对圆腔消声器半径及长度并未进行合理的选取。特别是分布式能源站所用的大型圆腔消声器，现有消声器尺寸半径及长度过大，严重地造成较大的经济浪费。Jungowski等学者在1989年Journal of Sound and Vibration发表的文章“Cylindrical side branch as tone generator”，文章中利用实验的方法研究圆腔直径分别为0.025～1.7m的消声器，理论上并未给出消声器的合理设计尺寸。Jin Woo Lee等学者在2009年International Journal for Numerical Methods in Engineering发表的文章“Topology optimization of muffler internal partitions for improving acoustical attenuation performance”，文章中利用有限元方法研究了圆腔消声器。杜江等学者在2010年振动与冲击上发表的文章“计及气流影响的小长径比插入管消声器声学特性的实验研究”等发表的文章中对圆腔消声器合理设计尺寸未进行计算。

这些已发表或公开的研究成果并为充分利用气体流量、圆腔半径及漏风系数等之间的关系，没有对气体流速及柯西系数进行深入研究。本实用新型的目的就是通过气体流量、流速、圆腔半径、漏风系数、柯西系数及降噪量之间的变化特点，对圆腔消声器的合理设计尺寸进行了精确设计。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决圆腔消声器的设计现状，对消声器主体的合理尺寸和降噪量进行评估，提出一种具有合理尺寸的长度和直径的圆腔消声器。

本实用新型为解决其技术问题所采取的技术方案具体为：

一种圆腔消声器，其特征在于，所述圆腔消声器包括排烟/排风入口管、圆腔消声器主体和排烟/排风出口管，所述圆腔消声器主体一端与排烟/排风入口管连接，另一端与排烟/排风出口管连接，所述排烟/排风入口管和出口管的内半径r₀相同，所述圆腔消声器主体的长度H满足

H=(2n-1)c04fz,]]>n=1,2,3,...

其中，c₀为噪声声波波速，f_z为噪声中心频率。