CN210342298U

CN210342298U - 一种降低低频噪声的吸声板

Info

Publication number: CN210342298U
Application number: CN201920324281.4U
Authority: CN
Inventors: 苗梦露; 马文博; 王宏艳; 苏倩; 许红英
Original assignee: Tangshan Vocational And Technical College; Tangshan Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Tangshan Tanggang Construction Development Co ltd; Tangshan Vocational And Technical College; Tangshan Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2029-03-14

Abstract

一种降低低频噪声的吸声板，属于控制环境噪声设备技术领域，用于有效降低低频噪声。其技术方案是：它是一种微穿孔板，微穿孔板的板面由平板构成，在平板的板面上均布消声孔，消声孔在平板的板面上按照正方形均匀排列，消声孔的孔径为0.6mm，相邻的孔间距为0.96mm。平板为金属板，金属板的厚度为0.6mm，穿孔率为0.3068。本实用新型采用微穿孔板吸声结构对低频噪声进行降噪，弥补了现阶段的吸声结构大多只针对中高频噪声进行降噪的不足。本实用新型结构简单，板体采用金属材质，满足大部分工程所需，可以用于不同气流温度和气流湿度的管道，能够实现30～300 Hz频段，吸声系数不小于0.4的有效降噪。

Description

一种降低低频噪声的吸声板

技术领域

本实用新型涉及一种能够有效降低低频噪声的吸声板，属于控制环境噪声设备技术领域。

背景技术

低频噪声是指频率在500Hz以下的声音，相对于高频噪声，低频噪声对生理的直接影响没有高频噪声那么明显，人们往往忽视其危害性，但低频噪声会对人体健康产生长远的影响，危害极大。低频噪声容易对人体产生压迫感，对睡眠及生理、心理的影响大，可能导致神经衰弱、忧郁症等，并对人的听力、心血管系统以及血糖、血脂等造成不良影响。

现有的降噪装置及结构大多针对中高频噪声，无法对低频噪声进行有效降低，因此，设计一种降低低频噪声吸声板很有必要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种降低低频噪声的吸声板，这种吸声板具有较宽的吸收频带，对低频率噪声吸收效果较好，结构简单，可以单独使用，适用于不同气流温度和气流湿度的管道。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种降低低频噪声的吸声板，它是一种微穿孔板，微穿孔板的板面由平板构成，在平板的板面上均布消声孔，消声孔在平板的板面上按照正方形均匀排列，消声孔的孔径为0.6mm，相邻的孔间距为0.96mm。

上述降低低频噪声的吸声板，所述平板为金属板，金属板的厚度为0.6mm，穿孔率为0.3068。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用微穿孔板吸声结构对低频噪声进行降噪，相较于普通或多孔穿孔板吸声结构，对低频噪声吸收较好，弥补了现阶段的吸声结构大多只针对中高频噪声进行降噪的不足。

本实用新型结构简单，板体采用金属材质，满足大部分工程所需，适用范围广，可以用于不同气流温度和气流湿度的管道，能够实现30～300Hz频段，吸声系数不小于0.4的有效降噪。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记如下：金属板1、消声孔2。

具体实施方式

本实用新型是一种微穿孔板，微穿孔板的板面为平板，平板由金属板1组成，在金属板1上均布有消声孔2。

图中显示，消声孔2在金属板1的板面上按照正方形均匀排列，消声孔2 的孔径为0.6mm，相邻的孔间距为0.96mm，金属板1的厚度为0.6mm，穿孔率为0.3068。

从以上数据可以看出，本实用新型是一种微穿孔板，微穿孔板的参数通过计算所得，计算过程如下：

微穿孔板可以看作是由大量微管的并联，若假设微穿孔板中各孔之间互不影响，其声阻抗率就等于微管的声阻抗率除以穿孔率p。以空气声阻为单位，穿孔板的相对声阻抗率

式中：z为相对声阻抗率；Z₁为微管的声阻抗率；p为穿孔率；ρ为空气密度；c为声速；r为相对声阻；ω为吸声频率；m为相对声质量；j表示虚部部分，无实际意义。

相对声阻和相对声质量分别为：

其中

式中：μ为运动粘滞系数；t为微管长，即板厚，mm；d为孔径，mm，式中，f为频率，Hz。取c＝340m/s，μ＝1.56×10^-5m²/s，带入(2)和(3)式，得

其中，

式中：k_r为声阻常数；k_m为声质量常数。

由式(5)和(6)可得，

由于r与m的比值与微穿孔板吸声结构的吸声频带宽度成正比，通过式(9) 可知，d越小，微穿孔板吸声结构的吸声频带越宽，因此微穿孔板吸声结构相较于普通或多孔穿孔板吸声结构具有较大吸收频带。

以上各式仅限于热传导系数较小的非金属板。在实际工程上，通常会选择耐用的金属板，这样在吸声过程中，会产生一定的热传导，需对上式进行修改。热传导过程中，热量损失，管内的阻尼增大，将μ修正为μ+v，v是空气的温度传导系数，ν＝2×10^-5m²/s，则μ+v＝3.56×10^-5m²/s，将其代入式(2)、 (3)，得到金属微穿孔板的相对声阻和相对声质量公式

而k_r和k_m的值仍为式(7)和(8)。

微穿孔板吸声结构是共振吸声腔体，可求其吸声特性参数。Z_D为板后空腔的声阻抗率，计算公式为

Z_D＝-jρc cot(ωD/c) (14)

式中：D为板后空腔的厚度，mm。

在正入射条件下，其吸声系数

式中：R为声阻率；M为声质量率。

其中，y＝fD/c＝D/λ，g＝mc/D (16)

式中：λ为波长。

则最大吸声系数

吸声系数最大时的频率为f₀，即共振频率，满足

2πgy₀-cos2πy₀＝0 (18)

其中，y₀＝λD/c＝D/λ₀ (19)

式中：λ₀为共振频率对应的波长。

吸声系数为最大值的一半时，y值满足：

2πgy₁-cosπy₁＝-(1+r) (20)

2πgy₂-cosπy₂＝(1+r) (21)

其中，y₁＝f₁D/c＝D/λ₁ (22)

y₂＝f₂D/c＝D/λ₂ (23)

式中：f₁和f₂分别为吸声系数等于α₀/2时的频率，f₁-f₂为吸收频带，λ₁和λ₂为对应的波长。

公式(18)、(20)和(21)中的余切，可近似为

公式(18)、(19)和(20)三式的近似解为

而

或

而

式(25)～(28)为计算微穿孔板结构设计的常用公式。

本实用新型设计吸声频率为30～300Hz，吸声系数≥0.4的微孔板吸声结构，即f₁≤30，f₂≥300，最大吸声系数α₀≥0.8。由式(27a)可知， f₁/f₂=y₂/y₁≥10。根据式(16)、(17)、(20)、(21)、(25)和(27b)，取g＝1，得r＝2.65，α₀＝(4×2.65)/(1+2.65)²＝0.8， y₀＝(1/2π)×[1/(1+1/3)]＝0.137，y₁＝0.04，y₂＝0.4，y₂/y₁＝10。由于 f₀∶f₁∶f₂=y₀∶y₁∶y₂，结合式(28)，得到f₀＝103Hz，f₁＝30Hz，f₂＝300Hz，满足设计要求。根据式(16)与(25)，得到m＝1.33×10-³，D＝0.45。m、D与 r共同构成微穿孔板的特性参数，有了这3个参数，便可求出微穿孔板的结构参数。

根据式(10)、(11)、(12)和(13)，得到rm＝2×10³，x＝1.25，代入式(13)，得到

由式(9)可知， k_r/k_m＝(2×10³)/(1140/0.6²)＝0.6，由式(7)、(8)，得到d/t＝0.7， t＝0.6/0.7＝0.86，而

将k_m、m和t带入式 (11)得p＝(0.86×1.91×0.249×10^-3)/(1.33×10^-3)＝0.31。

穿孔按正方形排列，以方便加工，则根据

求得b＝0.96，因此，微穿孔板的结构参数为：d＝0.6mm，t＝0.86mm，b＝0.96 mm。

使用时，用厚度为0.6mm钢板，间距为0.96mm冲压孔径为0.6mm的圆孔，对于薄板因冲压造成的突起可不加处理，其有效厚度约为0.86mm。

Claims

1.一种降低低频噪声的吸声板，其特征在于：它是一种微穿孔板，微穿孔板的板面由平板构成，在平板的板面上均布消声孔（2），消声孔（2）在平板的板面上按照正方形均匀排列，消声孔（2）的孔径为0.6mm，相邻的孔间距为0.96mm。

2.根据权利要求1所述的降低低频噪声的吸声板，其特征在于：所述平板为金属板（1），金属板（1）的厚度为0.6mm，穿孔率为0.3068。