關(guān)于排汽排汽消音器設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)

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1、關(guān)于排汽排汽諂音薜諫計(jì)計(jì)算說(shuō)朗書(shū)由于我國(guó)目前對(duì)排汽消音器的設(shè)計(jì),還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可以遵照?qǐng)?zhí)行，大多數(shù)廠家均根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)制作，且技術(shù)又相對(duì)保密的。因此本排汽消音器的設(shè)計(jì)，經(jīng)查閱大量資料，采用科學(xué)院聲學(xué)研究所馬大猷教授等人提出的小孔噴注噪聲極其控制理論，采用節(jié)流降壓與小孔消音的原理結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)解決環(huán)境噪聲超標(biāo)的難題。排汽消音器的工藝參數(shù)為：蒸汽排放絕對(duì)壓力：40kg/cm2,排汽溫度：390°C,蒸汽比容「0.0721m3/kg,排汽流量Q：8t/h；噪聲達(dá)到iiOdB以上，要求排汽消音器的噪聲小于85dB的環(huán)保要求。一、設(shè)計(jì)原理。復(fù)合式小孔噴注排氣消音器是利用節(jié)流作用降低小

2、孔噴注前的駐壓，預(yù)先消耗部分聲能，再dB與小孔降噪相結(jié)合，達(dá)到較高的消聲量；其原理是利用節(jié)流降壓與小孔噴注兩種消聲機(jī)理，通過(guò)適當(dāng)結(jié)構(gòu)復(fù)合而成的。1.小孔噴注排汽消音器小孔噴注排汽消音器的設(shè)計(jì)機(jī)理是根據(jù)科學(xué)院聲學(xué)研究所馬大猷教授等人提出的小孔噴注噪聲極其控制理論，從發(fā)聲機(jī)理上使它的干擾噪聲減少，由于噴注噪聲峰值頻率與噴口直徑成反比,若噴口直徑變小，噴口輻射的噪聲能量將叢低頻移向高頻，于是低頻噪聲被降低，高頻噪聲反而增高，當(dāng)孔徑小到一定值（達(dá)到mm級(jí)），實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)孔徑W4mm時(shí)具有移頻作用，噴注噪聲將移到人耳不敏感的頻率范圍（聽(tīng)覺(jué)最敏感的區(qū)域250-5000赫茲）;根據(jù)這一機(jī)理將一個(gè)大的噴口改為

3、許多小孔來(lái)代替，便能達(dá)到降低可聽(tīng)聲的目的。從實(shí)用角度考慮，孔徑不能選得過(guò)小，因?yàn)檫^(guò)小的孔徑不僅難于加工，同時(shí)易于堵塞，影響排汽。一般選用直徑1?3mm的小孔為宜。2?節(jié)流降壓排汽消音器節(jié)流降壓排汽消音器是利用節(jié)流降壓原理而制成的。根據(jù)排汽流量的大小，適當(dāng)設(shè)計(jì)通流截面，使高壓氣體通過(guò)節(jié)流孔板時(shí)，壓力都能最大限度地降低到臨界值。這樣通過(guò)多級(jí)節(jié)流孔板串聯(lián)，就能把排空的一次壓降分散到若干個(gè)小的壓降。由于排汽噪聲功率與壓力降的高次方成正比例，所以把壓力突變排空改為壓力在排汽消音器內(nèi)就逐漸降下來(lái)再排空，這樣能使排汽消音器內(nèi)流速控制在臨界流速下，不致產(chǎn)綸激波噪聲，壓力在最大限度地降到臨界值，使排汽消音器獲得

4、較好的消聲效果。同時(shí)節(jié)流降壓后小孔噴注層的駐壓大大變小，小孔噴注層強(qiáng)度設(shè)計(jì)所需的壁厚也大為減薄，這樣給小孔噴注層的鉆孔加工減小難度。排汽消音器入口處的壓力通常是給定的，當(dāng)排放壓力較高時(shí)，為了取得所需的消聲值，經(jīng)過(guò)幾次節(jié)流降壓，使汽體進(jìn)入小孔噴注前的壓力由排汽消音器入口處的壓力P1按比例降低設(shè)計(jì)；通常情況下，節(jié)流降壓排汽消音器的各級(jí)壓力選擇為等比級(jí)數(shù)下降，設(shè)節(jié)流孔板級(jí)數(shù)為n,臨界壓力比為q（q

5、比容（n?/kg）,Pl為節(jié)流前氣體的絕對(duì)壓力（kg/cn?）；□為保證排汽量的截面修正系數(shù)，通常取1.2?2.0,二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)上述原理，經(jīng)綜合分析，本排汽消音器考慮釆用節(jié)流降壓與小孔噴注相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，首先為保正小孔噴注有良好的消音效果，據(jù)資料［2］上的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，將小孔噴注層的駐壓確定為5?10kgf/cn?,則小孔噴注將獲得較好的效果；再根據(jù)預(yù)定的小孔噴注層的駐壓及［1］式，就可確定排汽消音器節(jié)流降壓所需要的級(jí)數(shù)。1）節(jié)流前后的降壓比q值的確定節(jié)流前后的壓降比q值的取值，對(duì)高壓排放的節(jié)流降壓裝置，通常按臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)設(shè)計(jì)；根據(jù)資料［1］,臨界狀態(tài)下，過(guò)熱蒸汽的壓降比為q=0?5

6、46,q值過(guò)大，各級(jí)壓力降低緩慢，所需節(jié)流級(jí)數(shù)增多，致使排汽消音器體積增大；q值過(guò)小,不能有效地把流速控制在臨界流速下，仍會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的激波噪聲，會(huì)使排汽消音器的性能下降。由于本排汽消音器的氣源壓力較高，按接近臨界狀態(tài)選取各級(jí)壓強(qiáng)比，經(jīng)查閱有關(guān)資料，按亞臨界狀態(tài)設(shè)計(jì)比按臨界狀態(tài)設(shè)計(jì)的的消音效果好，因此本設(shè)計(jì)采用亞臨界狀態(tài)設(shè)計(jì)，取q=0?45；取小孔噴注層的駐壓為8.1kgf7cm2,則根據(jù)［1］式，需要的節(jié)流孔板級(jí)數(shù)為n=2。2）節(jié)流降壓層及小孔噴注層開(kāi)孔而積及參數(shù)的確定根據(jù)科學(xué)院聲學(xué)研究所的研究證明，只有當(dāng)小孔總面積與排氣管截面積之比為1.6時(shí)，才能使排氣管排氣無(wú)阻，因此修正系數(shù)U取1.66；

7、由式（2）,根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算第一級(jí)節(jié)流孔板的通流面積為S1=7.65cm2,為了便于實(shí)際加工而不影響排汽消音器性能，本設(shè)計(jì)的穿孔直徑取為d=6mm,即得第一級(jí)穿孔數(shù)Nl=27個(gè)，實(shí)取28個(gè)；在計(jì)算出第一級(jí)節(jié)流孔板通流而積S1后；由于各級(jí)降壓后汽體溫度可考慮為近似保持不變（氣流在排汽消咅器器中流動(dòng)，流速很高，氣體來(lái)不及與外界發(fā)生熱交換即排出），則其它各級(jí)的計(jì)算與第一級(jí)相同，各級(jí)計(jì)算結(jié)果列