[发明专利]一种插管长度可调的消声器试验样机

说明书

本发明提供了一种插管长度可调的消声器试验样机，它包括消声器壳体、多孔吸声材料和进、出口可调插管机构；消声器的进出口移动插管均可以调节，通过调节进出口的插管长度可以消除消声器的通过频率，使其在全频带有最优的消声效果；本发明的优点在于针对排气消声器在设计过程中，避免多次加工而设计的可调的带内插管的双扩张室消声器试验样机，它可以在不用返厂加工的条件下直接对消声器内部的结构进行调节，使消声器消声量幅值与消声频率可调，达到最优降噪效果，降低控制周期与成本。

技术领域

本发明涉及船舶发动机排气噪声控制技术领域，具体涉及一种插管长度可调的消声器试验样机。

背景技术

最近几年船舶工业快速发展，船舶噪声问题逐渐突出，船上噪声不仅危害人们身体、身心健康，并且还会由于声固耦合振动，对船舶装备造成疲劳振动破坏，减少船舶的使用年限。目前，国内大部分船企主要考虑设计和建造成本，很少考虑船舶的声学问题。在过去，船舶学者和专家的理论水平和思想意识不高，没有在初步设计阶段考虑全船的声学问题，后来在船舶营运过程中，才发现某些设备装置噪声严重，船东意识到噪声的危害性，因此采取了对机舱主机和辅机安装隔声罩，在机舱四周舱壁上釆用吸声材料，在动力装置管道上安装消声等补救措施，这样只能针对噪声源区域临时解决噪声问题，而且投入成本较高。最新的船舶噪声等级规则对我国船舶企业噪声控制技术提出了更高要求，船舶企业要想达到最新噪声等级规范要求，就必须将噪声控制理念深入到设计、制造和营运过程中，防范于未然，实现船舶噪声的主动控制，这样既降低了成本，同时也获得了更大降低噪声的效果。

船用主机是机舱最大的噪声源，主要包括空气动力性噪声、机械噪声和燃烧噪声三大类，而排气噪声在空气动力性噪声中所占比例最大，它的噪声往往比发动机整机噪声高10-15d B。一般情况，船舶主机及动力设备布置在机舱，主机排气消声器最终排向大气，由于机舱是非生活区域且常封闭，而主机排气噪声是直接向外界大气辐射，相对机舱辐射噪声相对较强，在主甲板区域噪声较大，主要是排气噪声引起的，则排气噪声是影响舒适的主要噪声源，对主机排气系统噪声进行消声设计对全船噪声控制起重要作用，因此，对船舶排气系统进行性能研究及优化设计是很有必要的，也是很有意义的。

船舶柴油机排气噪声是船舶噪声的主要来源之一，柴油机工作时会在相对应的基频和多次谐频上产生较高的噪声量。为解决柴油机排气消声器噪声过高的问题，通常是在消声器的排气系统中安装排气消声器。而在常规的消声器设计与生产过程中，为了达到最优的降噪效果需要多次反复的加工试验消声器，以确定其内部结构，这就大大增加了降噪的控制周期和控制成本。

柴油机排气消声器属于排气系统的一部分，单节扩张室消声器有存在通过频率的缺点，因此在工程实际中通常安装插管以消除通过频率。

常规的单节扩张室消声器基本结构图如图1所示，其消声量可由下式计算：

式中:m为膨胀比或扩张比，k为波数，值变化相当于频率变化；l为膨胀室长度m。

单节扩张室消声器消声量最大值对应的峰值频率和扩张室长度分别为：

在常规的消声器设计中，需要根据柴油机排气噪声源的特点，调节消声器的插管长度以达到降噪的最优化。但含有内插管的消声器很难一次性满足最优的消声结构布置。为了达到降噪最大化，需要反复的试验和样品加工，无异于增加了控制周期和控制成本，若能设计出插管可调的消声器试验样机，并反复利用，将大大减少控制周期和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种插管长度可调的消声器试验样机，在降低控制周期和控制成本的同时，通过调节插管长度来寻求最优降噪效果。