RU2019132367A - Способ звукопоглощения с резонансными вставками - Google Patents

Claims (15)

1. Способ звукопоглощения с резонансными вставками, заключающийся в том, что между гладкой и перфорированной поверхностями звукопоглощающего элемента, располагают слой звукопоглощающего материала сложной формы, слой сложной формы выполняют в виде чередующихся сплошных участков и пустотелых участков, причем пустотелые участки выполняют в виде призматических поверхностей, имеющих в сечении форму параллелограмма, а внутренние поверхности выполняют в виде зубчатой структуры, при этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закрепляют соответственно на гладкой и перфорированной поверхностях, причем полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, заполняют звукопоглотителем, а между гладкой поверхностью и сплошными участками слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной поверхностью и сплошными участками, располагают резонансные пластины с резонансными вставками, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца», отличающийся тем, что резонансную пластину с резонансными вставками, расположенную между перфорированной поверхностью и сплошными участками слоя звукопоглощающего материала сложной формы, выполняют коробчатой формы, верхняя поверхность которой прилегает к сплошным участкам слоя звукопоглощающего материала, а боковые грани прикрепляют уголками к перфорированной поверхности, при этом нижнюю ее поверхность, обращенную в сторону перфорированной поверхности, устанавливают по отношению к ней с зазором, необходимым для размещения резонансных вставок, выполняющих функции горловин резонаторов «Гельмгольца», а параметры резонансных вставок вычисляют по следующим зависимостям:

максимальное поглощение энергии для одиночного резонатора будет наблюдаться на резонансной частоте:

где k_р - проводимость отверстий в резонансных вставках 12, 13, 14, соединяющих их с резонансной пластиной 9, имеющий аналог резонаторной камеры объемом V_p (м³); V_p - объем резонаторной камеры (м³); с - скорость звука в воз духе, принимая в расчетах равной 340 м/сек,

где n - количество отверстий во вставке; S_о - площадь одного отверстия диаметром do,м²;

l_отв - глубина отверстия, м.

Задаваясь величиной объема Vp резонаторной полости, согласно габаритным размерам резонансной пластиной 9, а также резонансной частотой f_p "лопастного" импульсного шума источника, например вентилятора, определяем проводимость отверстий:

а эффективность снижения уровня шума данным глушителем будет определяться формулой:

где F - площадь поперечного сечения резонансной пластины 9, м ²; f, f_p - возбуждающая и собственная частоты резонатора Гельмгольца, при этом в качестве звукопоглощающего материала используют полиэстер, или в качестве звукопоглощающего материала используют пористый волокнистый или пенистый звукопоглощающий материал, который выполнен на основе базальтовых или стеклянных волокон, или открытоячеистого пенополиуретана с защитной звукопрозрачной оболочки из тонкой стеклоткани или алюминизированной лавсановой пленки, или в качестве звукопоглощающего материала используют пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м³, и состоящий из 100 массовых частей перлита с диаметром частиц 0,5÷2,0 мм, 100÷200 массовых частей одного или нескольких спекающих материалов и 10÷20 массовых частей связующих материалов.

2. Способ звукопоглощения с резонансными вставками по п. 1, отличающийся тем, что в полостях пустотелых участков, образованных призматическими поверхностями, имеющими зубчатую структуру, располагают сферические резонансные элементы с резонансными вставками, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца».

3. Способ звукопоглощения с резонансными вставками по п. 1, отличающийся тем, что для анализа сравнительных характеристик звукопоглощения применяют звукопоглощающую конструкцию, выполненную в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, выполненный в виде пяти слоев, два из которых, прилегающих к стенкам являются звукопоглощающими слоями из материалов разной плотности, а три центральных слоя являются комбинированными, причем осевой слой выполнен звукопоглощающим, а два симметрично расположенных, прилегающих к нему слоя выполнены из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, каждая из перфорированных стенок имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10%÷15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности, а в качестве звукопоглощающего материала используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», в качестве звукопоглощающего материала использован пористый шумопоглощающий материала, например пеноалюминий или металлокерамика или или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%, или металлопоролон, или материал в виде спрессованной крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм, а также могут быть использованы пористые минеральные штучные материалы, например пемза, вермикулит, каолин, шлаки с цементом или другим вяжущим, или синтетические волокна, при этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа Acutex Т или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом, в качестве звукоотражающего материала применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминий, или звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³, при этом прилегающие к, выполненному звукопоглощающим, осевому слою, два симметрично расположенных, слоя, выполненных из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, выполнены с перфорацией.