制冷行业消音器材料选用与性能分析

张春辉 庄新宇 钱慧烽

（浙江三花股份有限公司 312532）

制冷行业消音器材料选用与性能分析

张春辉 庄新宇 钱慧烽

（浙江三花股份有限公司 312532）

从消音器的分类和特点出发，分析了在制冷行业中使用的消音器的类型，并对消音器的材料选用和性能进行了分析，所得结果可以作为消音器设计与使用上的参考。

消音器；制冷行业；材料；性能

1 前言

随着经济社会的不断发展，制冷设备的应用越来越广泛，制冷行业也得到了极大的发展。由于制冷设备基本上包括了风机、压缩机以及面板和箱体等部分，在制冷设备运行过程中不可避免地会产生空气动力噪音，这些噪音会极大地影响人们的生活。为此，需要想办法消除或者降低这些噪音，消音器就是为解决这一问题而产生的。

消音器是一种通过控制气流在管道中传播的消音设备，它可以在降低噪音的基础上不改变或者影响气流的方向和流量，从而实现降噪的目的。对制冷行业而言，消音器通常安装在风机的进出口或者排气口，一个性能良好的消音器可以使制冷设备的噪音大大降低。

2 消音器的分类及选型

一般而言，根据消音的原理，可以将消音器划分为三大类，即阻性消音器、抗性消音器和阻抗复合式消音器。

阻性消音器是通过吸声材料来吸收声能而降低噪音的。它把吸声材料固定在气流通道内壁或按一定的方式在管道中排列起来，吸声材料的作用就相当于电学中的电阻，它一般用来消除高、中频噪声。

抗性消音器是通过控制声抗的大小或者改变截面来进行消音的。与阻性消音器不同，它不使用吸声材料而是利用声阻抗的改变，使某些频率的声波在声阻抗突变的界面发生干涉或者反射等现象，从而达到消音的目的，它一般用来降低中、低频噪音。

阻抗复合式消音器则是将阻性和抗性两种消音原理结合起来并通过适当结构复合起来而构成的消音器，但是并非是二者的简单叠加，它可以用来消除高、中、低频噪音。

3 消音器在制冷行业的应用

根据前述可知，阻性消音器具有良好的中高频消音性能，按照气流通道的几何形状不同，它可以有直管式、片式、折板式、弯头式等多种形式。抗性消音器则适用于消除中低频噪音，根据作用原理，它可以分为扩张式、共振腔式和干涉式等多种型式。阻抗复合式消音器，由于综合了两种消音器的优点，因此其消音频带最宽，消音效果最好，它也成为最常用的标准消音器之一。对于制冷行业而言，由于设备的类型众多，需要消音的频谱范围较为广泛，通常认为选用阻抗复合式消音器比较合适。

在实际使用过程中，由于受到成本和其它因素的限制，制冷行业中消音器的应用也不尽相同。出于成本上的考虑，目前制冷行业所采用的消音器也有很多是阻性消音器，比如空调消音器，这些消音器一般为片式或者格式，片式和格式消音器是由管式消音器改进而来的，它以每片或者每格间距一定的尺寸来克服管式消音器声波与吸声材料接触不充分的缺点，从而增大了接触面积而增大了吸声量。阻抗复合式消音器的性能较好，对各频段均有良好的消音性能，但成本较高，安装起来可能也不太方便。

选择好了消音器之后，接下来的问题就是安装了，在安装过程也需要注意以下的问题：

（1）消音器尽可能安装在气流相对比较稳定的通道部分，并尽量设置在进气口或者出气口附近。

（2）当消音要求比较高，需要采用的消音器比较多时，可以考虑分段布置消音器。

（3）当消音器的安装位置有限时，可以考虑利用其它建筑空间来设计安装。

（4）当相邻消音器之间有可能产生相互干扰时，必须设置防干扰消音装置。

（5）注意保持回风的通畅性，防止回风口产生过高的气流再生噪音。

4 消音器的材料选用与性能分析

根据前述可知，在制冷行业中广泛使用的消音器是阻性消音器或者阻抗复合式消音器，在这两种消音器中，为了达到预期的消音目的，都要使用到吸声材料。所谓吸声材料，是指具有较强的吸收声能、减低噪音性能的材料。吸声材料一般要与周围介质的声特性相匹配，使声能进入其中并将其吸收，它通常要借自身的多孔性或共振作用而对入射声能具有吸收作用。

吸声材料的种类很多，一般根据吸声机理可以划分为这样几大类：①多孔材料。这种材料以吸收中高频声波为主，从表面至内部包含有许多细小的敞开孔道使声波衰减。它包括多孔结构的开孔型泡沫塑料和膨胀珍珠岩制品以及各种纤维制品等。②柔性材料。这种材料以吸收中频声波为主，主要靠共振作用来吸收声能，包括闭孔型泡沫塑料等。③膜状材料。这种材料以吸收中低频声波为主，包括布、帆布、人造革和塑料膜等。④板状材料。这种材料以吸收低频声波为主，包括石膏板、硬质纤维板和胶合板等。⑤穿孔板。这种材料以吸收中频声波为主，包括在各种板状材料上打孔等。

材料的吸声性能通常用吸声系数表示，吸声系数一般指被材料吸收的声能与入射声能的比值。材料吸声系数的大小与声波的入射角有关，并随入射声波的频率而异，通常用材料吸声频谱表示材料对不同频率声波的吸收特性。选用吸声材料，首先应当从吸声特性方面来选择合乎要求的材料，同时还要结合外观、强度、内部安装、防火、防潮等要求，进行综合考虑选择。一般需要对这些吸声材料进行综合使用，这样不仅可以扩大吸声范围，还可以提高吸声系数。另外，多孔材料除了可以吸收空气噪音外，还能减弱固体噪音等引起的振动。将多孔材料填入各种板状材料组成的复合结构内，还可以提高隔声能力并减轻结构重量。

影响材料吸声性能的因素很多，主要包括以下几个方面：

（1）材料的厚度。厚度对材料吸声性能的影响主要体现在频率的变化上，即随着材料厚度的增加，吸声的最佳频率不断向低频方向移动。有计算表明，材料厚度每增加一倍，其最大吸收频率则向低频方向移动一个倍频程。

（2）材料的密度。通常随着材料密度的增大，最大吸收系数也向低频方向移动。

（3）材料层间的空气层。对于低频声音而言，当入射声波波长较大时，空气层的厚度也要增大。一般而言，空气层厚度等于波长的1/4时，此时的吸声系数最大。

（4）材料的穿孔率。对于多孔材料而言，由于其无法固定，一般需要在表面添加护面层。添加护面层后，就产生了穿孔率，即穿孔总面积与未穿孔总面积的比值。穿孔率越大，对中高频声音吸收效果越好；穿孔率越小，对低频声音吸收效果越好。

5 结束语

从消音器的分类和特点出发，分析了在制冷行业中需要使用的消音器的类型，在此基础上，进一步分析了这些消音器的材料选用和性能，所得结果可以作为制冷行业消音器设计与使用的参考。

[1]吴兆成，宋 雨，韩立华，等.消音器布置的改进设计[J].工程机械，2007（4）.

[2]胡玉文.消音器加工的工艺设计[J].新技术新工艺，2011（1）.

[3]王红新，刘正威，侯建军，等.局部通风机噪声源分析及罩式消音器消音技术研究[J].中州煤炭，2012（8）.

[4]单长吉.多空液压消音器的数学建模及衰减特性分析[J].机床与液压，2015（8）.

TG454

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1004-7344（2016）11-0332-01

2016-3-26