[发明专利]一种用于管道降噪的内插微穿孔管消声器的设计方法

权利要求书

1.一种用于管道降噪的内插微穿孔管消声器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、测量管道内的噪声频谱图特点，确定噪声峰值所在频段；

步骤2、根据所述噪声峰值所在频段，确定内插微穿孔管消声器的传声损失峰值所在的频段；

步骤3、确定所述传声损失峰值所在频段对应的微穿孔板吸声结构的共振吸声峰所在频段；

步骤4、确定所述共振吸声峰所在频段下的对应的微穿孔板吸声结构的参数，作为所述内插微穿孔管消声器的参数；

其中所述步骤3中，根据下式确定所述传声损失峰值所在频段对应的内插微穿孔板吸声结构的共振吸声峰所在频段：

Freq_α,max＝0.856Freq_TL,max-100

其中，Freq_α,max为微穿孔板吸声结构共振吸声峰所在的频带，单位为Hz；Freq_TL,max为内插微穿孔管消声器传声损失峰值所在的频带，单位为Hz；

所述步骤4中，根据下列公式确定所述共振吸声峰所在频段下的对应的微穿孔板吸声结构的参数：

根据所述共振吸声峰所在频段和预先标定的各个频段上的共振吸声峰特性曲线，确定微穿孔板吸声结构的正入射吸声系数；

根据所述正入射吸声系数的计算公式确定可选择的微穿孔板吸声结构的板厚t、孔径d、穿孔率σ和背腔深度D；

所述正入射吸声系数α的计算公式为：

α＝4Re(Z_p)/{[1+Re(Z_p)]²+[Im(Z_p)]²}

其中，Re(Z_p)和Im(Z_p)分别表示微穿孔板吸声结构的相对声阻抗Z_p的实部和虚部；

相对声阻抗Z_p为：

Z_p＝Z_MPP+Z_C

其中，微穿孔板吸声结构与空气的相对声阻抗Z_MPP为：

Z_MPP＝r+jωm

r＝32ηtk_r/(σρcd²)

k_r＝(1+k²/32)^1/2+kd(2^1/2/32)/t

ωm＝ωtk_m/(σc)

k_m＝1+1/(1+k²/2)^1/2+0.85d/t

其中，r为相对声阻；ω＝2πf为角频率，f为声音的频率；m为相对声质量；k_r和k_m分别为声阻常数和声质量常数；η为黏滞系数；ρ为空气密度，c为空气声速；σ，d和t分别为微穿孔板吸声结构的穿孔率、孔径和板厚；k为穿孔常数，可由下式计算：

k＝d/(f/10)^1/2

板后空腔的相对声阻抗Z_C为：

Z_C＝-jcot(ωD/c)

其中，D为微穿孔板吸声结构的背腔深度，单位为m。