微穿孔板复合对二次余数扩散结构扩散性能影响

为提高微穿孔板结构的吸声效果,将隔声薄膜制作成褶皱结构,加入微穿孔板后空腔中,采用驻波管法进行吸声试验,测试在125hz到2000hz的13个1/3倍频程中心频率处的吸声系数。试验结果显示:单独的隔声薄膜褶皱结构具有一定的吸声能力,褶皱的高度对其吸声能力有一定影响;隔声薄膜褶皱结构的加入能有效提高微穿孔板的吸声性能,当褶皱高度为6cm时,加入褶皱前后,吸声峰值由0.733提高到0.977,吸声带宽由2个(800hz~1250hz)提高到5个(400hz~1000hz)1/3倍频程中心频率;随着褶皱高度从2cm提高到6cm,复合结构的吸声系数显著增加,吸声带宽随之增大,吸声频带朝低频方向移动,当褶皱高度为6cm时,吸声峰值达到0.977,接近全吸收。试验初步研究了隔声薄膜褶皱对微穿孔板吸声性能的影响特性,为进一步的理论计算与实际应用提供一定根据。

为了研究加工误差对微穿孔板吸声性能的影响,该文以微穿孔板理论和电声等效电路原理为基础,建立了考虑加工误差时,微穿孔板吸声的理论模型,数值分析了微孔尺寸成正态分布和平均分布两种形式时,微穿孔板吸声性能的变化情况。研究发现,当存在加工误差时,微穿孔板的吸声峰和吸声带宽都略有减小。

以厚度为10mm的环氧树脂基厚微穿孔板为研究对象,分别选择空气、水、聚乙烯醇、羊毛纤维作为孔中介质,研究各种介质对微穿孔板吸声性能的影响。结果发现,通过在孔中加入纤维材料可以在一定程度上弥补因材料厚度增加而导致的吸声性能的减弱。当平均每孔中穿入53根羊毛纤维,后空腔深度为20mm时,厚微穿孔板共振吸收频率为956hz,峰值吸声系数可达0.94。有效吸声频带范围为612hz-1600hz以上。

空气压缩机在各个领域中已被广泛用作气体动力,特别在化工系统中,常为工艺所需而设置站、房之类。但当机组正常运行时,即产生了多种类型强噪声,它不仅严重危害了工人们身心健康,还污染了周围环境。就复动式空压机而言,活塞往复运动将大流量气体,间歇经吸入口进入机内,在吸入口产生了高速气流,形成了气体动力性噪声,它是空压机主要噪声源。而这些间歇压力脉冲所致往往是低频为主,易于激发

二、消声器基础试验(一)试验条件消声器试验台如图3。声源采用w-3型风机自身噪声加白噪声。所发出的噪声,控制在105分贝左右。风源即w-3型风机自身气流,风量q=14000米~3/时,风机全压h=55～60毫米水

镀锌层扩散处理条件对扩散层性能的影响

关于微穿孔板的消声问题,以前的研究工作分别给出了微穿孔板吸声结构的理论和典型试验结果,以及高流速下的管式微穿孔板消声器消声性能。我们这次的研究工作,首先是在此基础上,进行微穿孔板吸声结构的组合试验,以求得在消声器中实用的微穿孔板吸声结构组件;其次,在试验台上进行几种不同形式的微穿孔板消声器消声性能和阻损试验,从试验中找出与流速的关系;最后将几种不同形式的微穿孔板及微穿

微穿孔板吸声结构的声阻抗由微孔的声阻抗和空腔的声阻抗两部分组成,而空腔的声阻抗涉及双曲余切函数的计算。对该函数采用近似计算只适用于空腔距离比较短,频率比较低的情况。通过对双曲余切函数进行泰勒展开,研究空腔的声质量和声顺,获得双层微穿孔板吸声结构的等效电路图。其中第一空腔的声质量与微孔的声质量是串联的。由此进行双层微穿孔板的计算,提高计算精度,并通过实验进行验证。

提出在薄微穿孔板微孔中穿入铜纤维的结构,有效拓宽薄微穿孔板的吸声频带,提高吸声系数,使微穿孔板吸声性能在中低频得到很大的提高。研究结果表明,样品直径为100mm,29mm,穿孔直径为1mm,厚度2mm,穿孔率为3%的微穿孔板,穿入铜纤维的直径为0.13mm,穿入铜纤维为3和4根时,在100hz~1600hz内,共振吸声系数α0达0.99;穿入7至9根时,吸声频带可拓宽1000hz以上;随着穿入纤维数量的增加,吸声频带显著向低频移动,当穿入11根时,移动幅值为464hz。

用自行研制的ｅｐｒ改性ｐｐ基阻燃泡沫材料制成微穿孔板，研究其吸声特性及规律，并与ｅｐｒ改性ｐｐ基阻燃非泡沫材料微穿孔板进行对比。结果表明，泡沫材料微穿孔板吸声体在中、低频率区域的最大吸声因数可达０９８以上；在１２５～２０００ｈｚ范围内平均吸声因数可达０５２以上。

从理论和实验上探讨了加工误差对马氏理论关于超微孔微穿孔板(micro-perforatedpanel,mpp)吸声结构适用性的影响。建立了计及加工误差的mpp理论分析模型,并应用mems工艺制作了超微孔mpp,由于工艺本身存在一定的加工误差,造成实际孔径与设计孔径10%~20%的偏差,在阻抗管中测量得到其垂直入射吸声系数。将实验结果和计及加工误差的理论预测值与马氏理论预测值进行对比发现,差别均较小,最大误差仍在6%以内,说明马氏理论在计及加工误差的情况下仍然适用。此外,对马氏理论关于加工误差的适用极限进行了仿真计算,结果表明,适用极限的大小具体依赖于超微孔mpp的孔径大小。

厚微穿孔板因其板厚增加而无法达到如薄板的吸声性能,为拓宽厚微穿孔板的有效吸声频带,以10mm厚环氧树脂基微穿孔板为研究对象,在孔中穿入超细不锈钢纤维并用阻抗管法测量其吸声特性,研究结果显示,超细不锈钢纤维能有效拓宽厚微穿孔板的吸声频带,当钢纤维穿入率为50%,每孔钢纤维用量为0.75mg时,吸声系数大于0.5的吸声频带为392-1168hz,而无纤维微穿孔板的吸声频带为530-1076hz。

分析不同共振频率的微穿孔板吸声结构并联的结构模型,并计算了其组合吸声系数。理论计算结果与采用sysnoise软件,根据gb/t18696对并联的微穿孔板吸声系数进行仿真实验得到的结果及已有实验数据进行对比。结果表明,该文中并联微穿孔板吸声结构的声阻抗率及组合吸声系数的计算方法是可行的。

在介绍马大猷开创的微穿孔板吸声结构基础理论的前提下,综述了微穿孔板吸声结构的理论发展、吸声系数实验测量方法以及微穿孔板吸声结构在实际工程领域的一些应用。最后提出微穿孔板研究发展的方向。

传统的声电类比法在单层微穿孔板吸声结构中的计算,得到广泛应用,但由于在双层微穿孔板结构中存在较大误差,于是提出用传递矩阵法对微穿孔板吸声结构进行分析。本文对比分析声电类比法与传递矩阵法在微穿孔板结构模型中的应用,从而有效设计微穿孔板吸声结构参数设计的实验方案。

用扫描电镜、能谱分析和压剪试验等方法,研究了扩散退火温度与时间对黄铜/钢扩散复合双金属界面附近组织、成分和界面结合强度的影响。结果表明,通过扩散复合可使黄铜/钢界面实现良好的冶金结合;在一定温度和时间范围内,随扩散温度和时间的增加界面结合面积增大,结合强度增加,可达220mpa;界面附近发生了原子的互扩散,界面上无有害相生成。

微穿孔板共振吸声结构在噪声控制上有着优异的表现,受到广大科研人员的关注。笔者介绍了近年来与微穿孔板共振吸声结构相关的理论研究,包括微穿孔吸声结构的吸声特性以及吸声带宽的理论极限;探讨了微穿孔板和超微孔板的制造技术及这些技术的优缺点;分析了组合微穿孔结构的相关理论计算及试验仿真。在总结前人研究成果的基础上,指出了微穿孔板共振吸声结构在理论研究和实际应用中存在的问题,并对该研究领域的发展趋势做了展望。

研究了退火处理对采用挤压铸造制备的铜铝复合材料扩散层组织和性能的影响。结果表明,铜铝复合材料扩散层的厚度随退火温度的增加而显著增加。当温度升高到400℃时,扩散层的厚度可达到20μm左右。在相同退火温度下,随着保温时间的增加,铜铝结合强度先增加后减小,退火工艺以350℃×1h为宜,可有效降低铜铝复合材料扩散层的硬度,有利于提高结合强度及加工性能。

为了改进喷射泵性能,采用等速度或等压力变化方法设计喷射泵的扩散器,利用正交试验设计方法设计喷射泵的喉管长度、扩散器角度和型线等3种参数,每种参数取3种水平并考虑交互作用,得到27种组合.数值模拟得到每种结构组合下喷射泵的性能,并进行流场分析,研究结构参数对内部流场的影响.方差分析表明,结构参数间交互作用对喷射泵性能具有显著影响,在喷射泵的设计中应予以重视;和传统锥形扩散器相比,等速度或等压力变化扩散器均能产生较为均匀的速度和压力梯度,能获得较好的性能并显著缩短喷射泵的长度;喉管和扩散器的最优组合为:喉管长度为其直径的6倍,扩散器型线选择锥形,扩散角取8°.

提出用微穿孔板进行主动吸声的方法。用微穿孔板作为主动吸声的材料,检测出入射声波的频率,得到微穿孔板的共振频率,从而得到微穿孔板背后空腔的深度,移动微穿孔板背后的刚性壁以满足空腔深度的要求,使得吸声系数达到最大,从而达到主动吸声的目的。最后,进行了数值计算与实验,计算结果与实验结果能很较好的吻合,说明了该主动吸声方法的可行性。

微穿孔板吸声结构以其众多的优点,在噪声控制领域得到越来越广泛的应用。因微穿孔板结构中涉及大量的参数,在穿孔板层数较多时,用声电类比法或试验的方法研究微穿孔板结构的吸声性能将变得非常复杂。传递矩阵法尤其适于多层结构的分析,且易于用计算机编程实现。文章推导了用传递矩阵法计算微穿孔板结构声学性能的计算公式,并与用声电类比法计算的结果、试验测定数据进行了对比,结果显示,传递矩阵法是可以作为微穿孔板结构设计的一种简单而有效的参考方法。

简述了马大猷教授的微穿孔板基本理论、微穿孔板吸声体在扩散声场以及在高声强环境下的理论要点。比较详细地讨论了30年来与马大猷教授所提理论相对应的实验研究结果及应用发展情况。基于马大猷教授的基本理论,提出了一种新的相关衍生结构——管束微穿孔板。对微穿孔板吸声体的发展趋势做了展望。表明:微穿孔板吸声体将成为新世纪的绿色理想吸声材料。