固體電解質

[拼音]：xiaoshengqi

[英文]：muffler

安裝在進、排氣系統的降低噪聲的裝置。

20世紀30年代，一些國家開始在通風管道上安裝消聲器。隨著內燃機等大量使用，消聲技術迅速發展起來，消聲理論也逐漸完善，消聲效果日益提高。例如，60年代，中國研製成功的新型的微穿孔板消聲器，可在水蒸氣、短暫火焰、高溫和高速氣流等特殊條件下使用。70年代，馬大猷教授對控制噴流噪聲進行了研究，創立了小孔噴注噪聲和小孔噴注消聲器理論。根據這一理論研製的小孔消聲器已廣泛使用。

型別

消聲器主要有以下幾種：

阻性消聲器

是把吸聲材料固定在氣流流動的管道內壁，或按一定的排列組合方式固定在管道中，利用吸聲材料來降低噪聲的。這類消聲器的優點是能在較寬的中高頻範圍內消聲，對刺耳的高頻聲波有很好的消聲作用。缺點是在高溫、水蒸汽以及對吸聲材料有腐蝕作用的氣體中，使用壽命較短，對低頻噪聲消聲效果差。

最簡單的阻性消聲器是氣流從消聲器中直接通過的直通道消聲器。在氣流流量小時，一般用直通道消聲器；當氣流流量大時，往往將直通道消聲器改制成片式和蜂窩式。為了提高對高頻聲的消聲效能，常常將片式消聲器製成折板式消聲器，有時也製成迷宮式消聲器。

抗性消聲器

又稱聲學濾波器，是靠控制聲抗，使某些頻率的噪聲反射回聲源，達到消聲的目的。抗性消聲器適用於消除低、中頻噪聲。常用的有擴張室式和共振式兩類。單節擴張室式消聲器是最簡單的擴張室式消聲器。它是在截面為S1的管道上接連一段截面突然擴大為S2的管段，構成擴張室來降低噪聲。單節擴張室式消聲器的主要缺點是存在許多通過頻率，在通過頻率處消聲量為0。採用插入管或串聯多節不同長度擴張室的方法，可以改變這種情況。為了提高擴張室式消聲器的消聲效果，通常採用多節不同長度擴張室消聲器串聯的辦法。消聲器的各節擴張室採用不同長度，使它們的通過頻率互相錯開。比如使一節具有最大消聲量的頻率正好是另一節的通過頻率，以改善整個消聲器的消聲頻率特性。

共振式消聲器中最簡單的是單腔共振式消聲器。它是由管壁開孔同一個密閉空腔相連構成的。圖a是單腔共振式消聲器的結構示意圖;b是單腔共振式消聲器的消聲效能。圖中G為聲傳導率；V為密閉空腔容積;F為氣流通道截面面積；f為須要消除的噪聲頻率；fr為共振頻率。

阻抗複合式消聲器

阻性消聲器在中高頻範圍內有較好的消聲效果，而抗性消聲器適合用於消除低中頻噪聲。如果把阻性和抗性恰當地組合起來，就是阻抗複合式消聲器。這種消聲器可以獲得寬頻率範圍的消聲效果。常用的阻抗複合式消聲器有阻－擴複合式消聲器，阻－共複合式消聲器，阻－共－擴複合式消聲器等。根據阻性和抗性兩種消聲原理，通過不同方式組合，可以設計出各式各樣的阻抗複合式消聲器。

微穿孔板消聲器

能在較寬的頻率範圍內消除氣流噪聲，而且具有耐高溫、耐油汙、耐蒸汽和耐腐蝕的效能。即使氣流中帶有大量水分，也不影響工作。在獲得同樣消聲量的條件下，微穿孔板消聲器的阻損比其他消聲器小得多。如流速為5米／秒，玻璃棉片式消聲器阻損為2～3毫米水柱每米，而微穿孔板消聲器阻損小於0.01毫米水柱每米。流速越增加，越顯出微穿孔板消聲器的優點。如流速為20米／秒，2米長的微穿孔板直通道式消聲器的阻損也不超過1毫米水柱每米。

現已研製成功用於多種條件下的微穿孔板消聲器有：鼓風機進排氣消聲器、通風空調消聲器、燃氣輪機消聲器、飛機發動機試車消聲器、內燃機消聲器等。

耗散型消聲器

工作原理是依靠氣流同消聲元件的摩擦、彎折、擴散等作用，使氣體的壓力逐漸降低，流速逐漸減弱，從而造成氣流輻射噪聲衰減。它們多用於降低高速氣體排放的噪聲。耗散型消聲器有穿孔屏、截面突變和彎頭等部件，噪聲通過這些部件，由於聲阻抗改變產生反射而降低。這類消聲器能降低噴氣的壓力和減低氣流速度。耗散型消聲器可製成多級降壓消聲器，使高壓氣體通過各節節流的穿孔屏時，壓力逐步降低。由於噴氣噪聲的干擾聲功率與氣體壓降的 2.3次方成正比，所以把壓力突變排空變成為壓力漸變排空，便可以取得消聲效果。同時由於通流截面的不斷擴大，氣流速度逐漸降低，噴氣輻射的噪聲強度也就減弱了。

此外，還有幾種特殊的消聲器：多孔擴散消聲器和電子消聲器（見有源降噪）。

效能評價

主要從以下幾個方面來評價消聲器的好壞：

（1）消聲效能：消聲器的消聲效能通常用傳聲損失和插入損失來表示，在現場測量時，也可以用排氣口或進氣口安裝消聲器前後的末端聲級差來表示（見消聲器測量）。評價消聲器的消聲效果，除了用總聲壓級和A聲級計算外，還必須知道消聲器在各個頻率或頻帶的消聲量。一般常以倍頻帶或 1/3倍頻帶來表示消聲器的頻譜特性。

（2）空氣動力效能：在某種情況下，空氣動力裝置可能會由於安裝消聲器而大大降低裝置的效能，例如通風空調消聲器，阻力過大，就會造成供風不足。因此，消聲器的空氣動力效能也是評價的指標。

（3）結構效能：具有同樣的消聲效能和空氣動力效能的消聲器，幾何尺寸越小，價格越便宜，使用壽命越長越好。

氣流對消聲效能的影響

低速氣流下消聲效能很好的消聲器，在高速氣流通過時，其效能可能會變壞。消聲器如果設計不當或製造不良，不僅不能消聲，甚至還會成為某些頻率的噪聲放大器。氣流對消聲器消聲效能的影響主要是氣流通過消聲器時產生再生噪聲。再生噪聲的聲功率為W ∝ξ2v6（ξ為阻力系數;v為氣流速度）。在低速時，再生噪聲還不明顯，到了高速時所產生的再生噪聲就不可忽視了。

氣流流動改變消聲器內部聲衰減的規律也會對消聲器的消聲效能產生影響。以阻性消聲器為例，氣流流動使消聲器的消聲量降低可用下式表示：

式中ΔL是氣流速度為v時的消聲量；ΔL0為沒有氣流時的消聲量；Mа為馬赫數。

在設計消聲器時，必須考慮噪聲源的強度、氣流速度、使用地點對噪聲控制的要求等因素。一般地說，用於通風空調系統的消聲器，由於噪聲源強度不太大，而使用地點要求噪聲強度很低，對阻損等要求也比較嚴格，所以在消聲器中的流速應控制在10米／秒以下。用於鼓風機、空壓機、燃氣輪機等的進、排氣消聲器，由於噪聲源強度較高，使用環境對噪聲強度要求不那麼嚴格，所以消聲器中的流速可控制在30米／秒以下。對內燃機、鑿岩機等，由於噪聲源強度高，對消聲器尺寸要求嚴格，周圍環境噪聲又較高，故可容許消聲器中的流速在50～60米／秒以下。對於高壓大流量排氣放空消聲器，由於本身噪聲強度很高，氣流量極大，周圍又無人工作，所以可以根據具體情況(如距離居民區和工作場所遠近等)將氣流速度控制在60～100米／秒以下。

參考書目

方丹群編著：《空氣動力性噪聲與消聲器》，科學出版社，北京，1978。