摘要:介紹了通風消聲器的評價指標，對檢測數(shù)據(jù)和檢測方法進行了分析，討論了評價插入損失、阻力系數(shù)和再生噪聲過程中存在的問題，提出了改進建議，以提高各實驗室檢測數(shù)據(jù)的實用性和可比性。

關鍵詞:通風消聲器,插入損失,阻力系數(shù),再生噪聲,評價

通風消聲器（以下簡稱“消聲器”）是允許氣流通過并降低所傳輸?shù)脑肼暤脑O備，大量使用在通風空調系統(tǒng)中。工程中評價消聲器的性能時，通常是根據(jù)具體設計參數(shù)，分析消聲量是否在各頻率范圍都能滿足設計要求，壓力損失是否在允許范圍內(nèi)，氣流再生噪聲是否足夠低等，這就要求實驗室提供準確的檢測數(shù)據(jù)。目前采用的測量方法是《聲學消聲器測量方法》（GB/T4760-1995），在環(huán)保產(chǎn)品認證和一些工程監(jiān)理活動中還以《通風消聲器》（HJ/T16-1996）的標準限值作為合格判定指標。但由于檢測方法和評價指標存在問題，在某些情況下，各實驗室出具的檢測數(shù)據(jù)缺乏可比性。本文對插入損失、阻力系數(shù)和再生噪聲的檢測和評價過程中存在的問題進行了討論，并提出了有關建議。

1 插入損失

插入損失反映了消聲器的消聲性能。GB/T4760-1995規(guī)定了倍頻帶和1/3倍頻帶插入損失的測量方法，HJ/T16—1996給出了A計權插入損失標準值。但A計權插入損失會隨著信號源頻譜的變化而發(fā)生顯著變化，加之各實驗室的聲源頻譜不可能完全一樣，工程中聲源的頻譜也各不相同，因此將A計權插入損失作為消聲性能的單值評價量是不合適的。

工程中根據(jù)消聲器的倍頻帶插入損失和應用環(huán)境的噪聲數(shù)據(jù)來判斷消聲器的聲學性能是否達到設計要求。但環(huán)保產(chǎn)品認證并不針對特定的工程，需要使用單值評價量來考核企業(yè)設計加工消聲器的基本能力。因為消聲器各頻帶的插入損失是確定的，所以消聲器倍頻帶插入損失算術平均值也就是確定的，不會隨聲源頻譜變化而變化，推薦作為各實驗室共同采用的單值評價量。

另外還要考慮長度帶來的影響。符合特定條件的情況下，消聲器的插入損失與有效長度成正比，插入損失可以按dB/m折算。但由于消聲器和替換管道都存在管壁透聲現(xiàn)象，以及試驗裝置能檢測的最大插入損失的限制，將消聲器有效長度加倍時，實際測量的插入損失并不會成倍增加。因此，如果需要按dB/m判斷消聲器性能，就應將消聲器有效長度限制在較窄的范圍內(nèi)，以減少按長度折算產(chǎn)生的影響，推薦范圍0.9～1.1m。

圖1是一組有效長度在0.9～1m之間的阻性片式消聲器的實驗室檢測數(shù)據(jù)，信號源為白噪聲。

圖1中，消聲器倍頻帶插入損失算術平均值低于A計權插入損失，在一定程度上改善了單值評價量數(shù)值虛高的問題；而且兩種評價量對應關系呈線性趨勢，有利于評價體系平穩(wěn)轉換。

2 阻力系數(shù)

阻力系數(shù)反映的是消聲器的空氣動力性能，每臺消聲器的阻力系數(shù)理論上為常數(shù)。GB/T4760-1995中式（13）給出的阻力系數(shù)計算公式如下：

“通道”指試驗管道。當在不同的實驗室檢測同一臺消聲器時，如果各實驗室的試驗管道截面積不同，則相同的試驗管道流速將對應不同的消聲器片間流速，壓力損失就會不同，而通道內(nèi)氣流平均動壓相同，導致各實驗室的阻力系數(shù)檢測數(shù)據(jù)缺少可比性。

工程設計中常需要消聲器法蘭口流速或消聲器最窄橫截面處流速（片間流速）對應的壓力損失和阻力系數(shù)。這兩種流速不能測量，只能通過換算得到，其中片間流速在某些情況下不能得到準確數(shù)值。在片間流速不超過12m/s時，絕大多數(shù)消聲器的壓力損失小于100Pa，相對于101.325kPa的標準大氣壓，其影響不到千分之一，因此可將試驗中氣體的體積流量看作常數(shù)，再根據(jù)GB/T4760-1995中的式（8）進行流速的換算。部分消聲器的三種流速阻力系數(shù)檢測數(shù)據(jù)對比見圖2，每條曲線均由54個點組成，每臺消聲器對應每列的5個點。

圖2中，當消聲器氣流通道截面積與上游法蘭口完全相同（上游法蘭口/片間截面積比等于1）時，按上游法蘭口流速和按片間流速測量的阻力系數(shù)相同；當上游法蘭口截面積與試驗管道截面積相同時，按上游法蘭口流速和按試驗管道流速測量的阻力系數(shù)相同；若上游法蘭口截面積小于試驗管道截面積，按試驗管道流速測量的阻力系數(shù)最大，反之按上游法蘭口流速測量的阻力系數(shù)最大。

三種阻力系數(shù)中，按試件上游法蘭口處平均流速計算的阻力系數(shù)能夠近似反映該試件在工程中應用的情況；而且在不同的實驗室檢測同一臺消聲器時，如果法蘭口流速相同，消聲器片間流速就會相同，得到的阻力系數(shù)就會相同或相近，適宜作為各實驗室共同采用的評價量。由于局部壓力損失與消聲器長度無關，阻力系數(shù)不能按有效長度折算，因此當需要按標準值判定阻力系數(shù)時，有必要將消聲器的有效長度限制在一個比較小的范圍內(nèi)。推薦范圍：0.9～1.1m。

按GB/T4760-1995所測得的全壓損失包含了由于變徑管和試驗管道而附加的壓力損失，消聲器本身所產(chǎn)生的壓力損失小于該測量值。ISO7235∶2003標準提出了用消聲器全壓損失系數(shù)平均值減去替換管道全壓損失系數(shù)平均值求“平均全壓損失系數(shù)”的方法，可消除變徑管和試驗管道附加的壓力損失對計算全壓損失系數(shù)的影響，能更真實地反映試件本身的空氣動力性能。

3 再生噪聲

再生噪聲被認為是消聲器在特殊應用條件下的特性，以聲功率級表示，反映氣流通過消聲器時產(chǎn)生的噪聲，大小與氣流速度及消聲器結構相關。

消聲器下游的噪聲由再生噪聲、下游環(huán)境噪聲、經(jīng)過消聲器衰減后的上游噪聲三部分組成。對于特定的噪聲源、消聲器、氣體流速條件、使用環(huán)境，如果上游噪聲經(jīng)過消聲器衰減后與下游環(huán)境噪聲能量的疊加值比再生噪聲高不到10dB，則再生噪聲將影響消聲器下游這一頻率的噪聲水平。因此即使是低流速系統(tǒng)，可能仍然有必要對再生噪聲進行評價?！堵晫W消聲器噪聲控制指南》（GB/T20431-2006）中的式（13）給出了估算公式，GB/T4760-1995中第6章規(guī)定了再生噪聲的實驗室測量方法。

按照GB/T4760-1995的規(guī)定，在關閉噪聲源、來流為低噪聲氣流的條件下，對于每種給定的氣流速度，消聲器的平均聲壓級應比替換管道平均背景噪聲級高至少4dB，才能夠獲得背景噪聲修正值K，并計算再生噪聲聲功率級。根據(jù)我們的經(jīng)驗，由于來流中含有噪聲的成分，很多消聲器在片間流速低于12m/s時，部分頻率無法滿足這一要求，也就是測量的再生噪聲數(shù)據(jù)中包含消聲器上游來流中噪聲的影響，不能獲得氣流通過消聲器時產(chǎn)生的再生噪聲的準確數(shù)據(jù)。ISO7235∶2003提出了“測試頻率范圍內(nèi)混響室內(nèi)試件在各個頻率氣流再生噪聲比風機產(chǎn)生的再生噪聲至少要高10dB”的嚴格要求，目前國內(nèi)的實驗室在低流速條件下可能無法滿足。因此，在片間流速低于12m/s的條件下測量再生噪聲時，得到的數(shù)據(jù)可能只有參考意義。

由于實驗室檢測環(huán)境與消聲器實際使用環(huán)境存在差異，在實驗室條件下檢測的再生噪聲數(shù)據(jù)不宜直接應用于工程設計中。

4 結論

（1）當需要插入損失的單值評價量時，推薦采用倍頻帶插入損失算術平均值；

（2）如果按dB/m判斷消聲器性能，應限制消聲器的有效長度，推薦范圍：0.9～1.1m；

（3）按試件上游法蘭口處平均流速計算阻力系數(shù)，可使實驗室間的檢測結果具有可比性；

（4）如果按ISO7235∶2003的思路改進阻力系數(shù)的測量方法，可以獲得更準確的檢測數(shù)據(jù)；

（5）在片間流速低于12m/s的條件下測量再生噪聲時，得到的數(shù)據(jù)可能僅有參考意義，這些數(shù)據(jù)也不宜直接應用于工程設計中。

參考文獻：

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