高压蒸汽排空消声器的设计原理

高压蒸汽排空时，高压、高温气体瞬间从管口喷 射出来，这种从管口喷射出来的高速气流称为“射流”。气体从管口喷出后，使邻近的大气一起运动，而形成“卷吸”，并沿着射流方向逐渐扩散，流速逐渐降低。在射流核心周围，射流气体与“卷吸”气体剧烈混合，是射流噪声的主要区域，这是高频噪声区域。随着射流宽度扩大，而流速降低，噪声频率是中、低频。因此，高压蒸汽排空噪声特点是频带宽、声级高、污染面积大。设计合理的消声器，才能保持周围环境的安静。

消声器设计步骤及要求：
首先要测定高压蒸汽排空的噪声频谱，利用 ND2型精密声级计和倍频程滤波器。该型号声级计有外接滤波器插孔，可以与滤波器配合进行频谱分析。将频率计权开关置于“滤波器”位置，滤波器开关置于相应中心频率就能测出中心频率与倍频带的噪声级。将各倍频带噪声级用坐标图画出来，可得到一条被测噪声的频谱折线，或用表格表示不同频率与噪声级的对应关系。

分析某些频谱范围内所需的消声量。根据不同频谱、采用不同方法、不同结构进行降噪。其次要决定控制噪声的标准，采取相应措施后，应符合这一标准。若措施过高，则增加成本，消声器体积庞大。过低则达不到保护环境的目的。对消声器设计要求是： 1）足够消声量，尤其是噪声突出的频带范围内，有良好消声性能。 2）对气流阻力损失或动能消耗少。3）结构简单，便于加工、安装、牢固耐用。

设计原理简介：

1）由于高压蒸汽排空压力较高，首先是把蒸汽压力降低。利用节流降压原理，根据排气量大小，设计通流面积，利用多层孔板，将排气总压降分散至各节流孔板上。高压气体通过多级节流后，压力被降低。由于排气噪声的功率与压力降的高次方成正比，把压力突变改为压力渐变，可获得消声效果。采用多级节流降压，消声量为15~20dB（A）。
2）高压蒸汽经节流降压后，再经小孔喷注层。小孔喷注能改变噪声的频谱特性，在声功率不变情况下，将噪声主要频段提高。由于喷注噪声的峰值频率与喷口直径成反比，所以在保证小孔气流速度足够时，峰值频率落在人的听觉不敏感的声频范围或感觉不到的超声频率范围。这样可降低主要频区的噪声。当小孔直径为椎2mm时，消声量为16~21dB（A）。
3）蒸汽气流经过节流降压，小孔喷注后进入阻性吸声层。阻性吸声层可去除中、高频噪声，利用声波在吸声材料中因磨擦和粘滞阻力，将声能转化为热能，从而达到消声效果。
4）蒸汽气流再生噪声，很大程度取决于蒸汽流动速度，流速越大，再生噪声越大。因此，通过控制排气口截面积，使蒸汽气流产生的再生噪声低于消声器性能范围。 综上所述，要控制高压蒸汽排空噪声，采用节流降压+小孔喷注+阻性吸声。

结论：
1）组合式消声器是将不同形式的消声器的消 声机理组合在一起。因此，广泛适用于不同噪声频率的消声。
2）节流降压、小孔喷注、阻性吸声组合消声器不但适用于锅炉高压蒸汽排空，也适用于宽频带的高压气流排空。
3）小孔喷注层，如果扩散面积足够大时，降噪效果越好。因此，在条件允许情况下，应尽量加大扩散面积，以获得较高降噪效果。
4） 消声器效果受到气流再生噪声的影响，气流产生噪声大小取决于气流速度和消声器结构。因此要控制气流速度，消声器构件要坚固。这样可避免发生共振幅射很强的再生噪声对消声器效果的影响。