吸声尖劈消声降噪应用实例
来源：诸暨市丰越噪声治理设备厂 阅读：7275 更新时间：2009-03-13 15:42安阳钢铁公司富氧站有十几排纵横交错的输氧气管道和阀门，因阀门、弯头、变径头等多处形成的涡流涡阻，造成车间内噪声特别强烈，高达102～105dB。操作工人进入车间10秒，就会发生耳鸣、目眩、头胀等反应，对工人身体健康危害较大，因此该处的噪声治理工作被列为安钢环保计划。
工程设计中，消声多用平板式吸声体。但平板吸声体对低频噪声没有明显效果。而且在安钢富氧站的噪声治理中，由于现场不可能采用包扎、隔声等措施，只能采取吸声处理。经过方案论证，最终采用了“吸声尖劈”结构。
1、结构
吸声尖劈由尖劈和连接固定尖劈的底座两部分组成(见图1)。
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尖劈长度无固定值，越长越好，尖劈低频吸声性能好，其截止频率约68.8～86Hz。宽度一般取0.3～0.4m，底座厚度为0.1m。一般3个尖劈与底座组成一个单元，根据现场设计要求，可采用多个单元。吸声尖劈一般吊挂在屋顶或四壁，其背后与墙壁应留有一定空间，约为0.05～0.1m。这是为了形成一段空气层，提高吸声性能。当空气层厚度为1/4波长时，吸声系数最大。同时，入射声波可穿透吸声尖劈或通过四周绕射到尖劈背后，通过与屋顶的折射和反射使尖劈多次吸声。图2给出了背后空气层大小对多孔材料吸声特性影响的声学室测试数据。
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尖劈顶部采取平顶尖为宜，可减少占用空间并可增加吸声面积。
尖劈内部框架可用φ5元钢或δ1薄板折弯成30×30(mm)角铁组焊而成，内芯则用超细玻璃棉填充，以玻璃布包扎。因为做为吸声材料，岩棉、矿渣棉因性脆、抗折强度很差，在运输或振动及时间长等条件下，上部很容易沉入下部而使上部形成空腔失去吸声性能。而超细玻璃棉的密度、孔隙率、结构因子和流阻均优于其它种吸声材料，其平均吸声系数可达0.87～1.0。尖劈外面护面层采用金属薄穿孔板(其结构剖面见图3)，防腐喷漆后不仅寿命长、不易燃，还可加宽吸声频率，对低频率有较好的吸声效果，从而弥补了超细玻璃棉高频吸声效果好，而低频吸声略差的不足。
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底座的内部结构与尖劈部分相同。
2、原理
由于尖劈的端部面积小，当声波入射到吸声层，尖劈端面的声阻抗就会从接近空气特性阻抗逐步增大到接近多孔材料阻抗从而被吸收。例如一个尖劈长800mm，空腔为120mm，劈部长680mm，底部长400mm、宽400mm，尖劈个数为3的吸声尖劈，采用超细玻璃棉做吸声材料，它的低、中、高频率吸声系数均在99%以上，详见下表。
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3、治理方案
安阳钢铁公司富氧站车间长15m，宽9m，高6m，输氧管道布于房间地面高约1m处，φ150管道每隔0.5m一排，共10排，φ250管道两列，阀门30个，三通30个，弯头30个，变径头30个，这些突变拐弯涡阻涡流形成的噪声频谱属于中低频范围。
(1)设计安装60组吸声尖劈，每组6个，共10排，吊挂在声源上方。
(2)采用隔声屏以防声音外传，为方便检修，采用带走轮移动式，同时在隔声屏上设计了进出小门和观察窗，见图4。
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(3)由于该车间为了保证空气流通，防止漏气造成危害，禁止封闭，因此4个采光窗安装了消声通风窗，见图5。
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4、方案论证
(1)吸声尖劈是利用特殊阻抗的逐渐变化，由尖劈端面特性阻抗接近空气的特性阻抗，逐步过渡到接近吸声材料的特性阻抗，从而达到最高的声吸收效果，其平均吸声系数可达到1.0。此设计确保了最大程度地降低了车间内的混响声。
(2) 设计隔声屏的目的是为了把声音阻挡在一个小空间内不外漏，可保证吸声尖劈的吸声效果。
(3)消声通风窗的设计既保证了车间内的通风又保证了不漏声，而且还尽可能地降低了车间外的环境噪声影响。
5、结论
经测试，治理后车间内平均噪声降低到92～86dB，隔声屏外为73～67dB，车间外为77～71dB。由此可见，吸声尖劈治理噪声效果良好。
