[发明专利]一种可调背腔深度的偏流双层多孔板吸声装置

说明书

本发明公开一种可调背腔深度的偏流双层多孔板吸声装置，包括进气管段，所述进气管段的一端设有带进气孔的可移动活塞，另一端设有排气口，所述的进气管段内沿进气方向依次布置进气上游孔板和进气下游孔板，进气上游孔板和进气下游孔板阵列地布置有微孔；所述可移动活塞与进气上游孔板间为可调深度的一级空腔，进气上游孔板与进气下游孔板间为二级空腔，两级空腔形成腔内吸声结构。本发明中，偏流下的孔板相比无流下的孔板吸声性能得到明显提升；双层穿孔板的使用拓宽了吸声频带，可用于消除燃烧器内因燃烧不稳定产生的噪声，提高设备的使用寿命及安全性。

技术领域

本发明涉及基于多孔吸声的噪声控制领域，尤其是涉及一种可调背腔深度的偏流双层多孔板吸声装置。

背景技术

研究和控制辐射噪声是减弱环境噪声，保护生产设备稳定运行的迫切需求。贫预混燃烧的燃机、航空燃机、油气锅炉及易因燃烧不稳定产生燃烧噪声，这些源于热声耦合而自激发的噪声会导致燃烧系统振动，控制系统失效，燃烧设备损坏或使用寿命降低。燃烧器进气段的压力波动对燃烧不稳定的自激发和维持有重要影响。

我国著名声学专家马大猷对无流的微穿孔板进行过细致的研究。穿孔板装置不惧高温潮湿的环境，经久耐用。与多孔性吸声纤维相比，其生产制作过程无毒害。然而普通单层穿孔板的吸声性能和吸声频带都很有限，当穿孔板的小孔孔径、孔隙率、板厚、背腔深度等结构参数确定时，吸声装置的中心频率、吸声特性也随之确定。

为了拓宽穿孔板的有效吸声频带，主流做法是使用串联、并联或串并联结构的复合穿孔板，特别是使用多层结构的穿孔板组合。然而吸声频带被拓宽后，穿孔板吸声体的吸声系数明显下降。近年的国际研究表明，掠流(grazing flow)或偏流(bias flow)经过的孔板或衬管的吸声性能会比无流的提升很多，然而还没有偏流多层穿孔板消声器的研究出现。此外，以往的穿孔板腔深通常是不可调节的，因而消声装置的有效工作频段往往是固定的，当待吸声设备(如燃烧器)的噪声频率与消声器的有效工作频段不匹配时，穿孔板吸声器的实际消声效果会下降。

检索发现，目前噪声控制专业文献和教科书上关于燃烧噪声控制，仅有复合无流穿孔板或掠流多层衬管的先例，如公开号为CN 110998187 A和CN 107420170 A的专利申请文件，这些控制方法过于简单，吸声能力和吸声工作频带都很有限，并且由于背腔深度是固定的，吸声体的吸声特性往往是固定的，很难适应实际应用。目前，未见有可调背腔深度的偏流双层多孔板吸声装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，目前多孔板有效吸声频带窄，吸声频带不可针对入射噪声声波特征调节，无流多孔板吸声器吸声性能差。

为实现上述的发明目的，本申请提供一种可调背腔深度的偏流双层多孔板吸声方法及装置，优化穿孔板吸声器的吸声系数并拓展其有效吸声频带，具体采用的技术方案如下；

一种可调背腔深度的偏流双层多孔板吸声装置，包括进气管段，所述进气管段的一端设有带进气孔的可移动活塞，另一端设有排气口；

所述的进气管段内沿进气方向依次布置进气上游孔板和进气下游孔板，进气上游孔板和进气下游孔板阵列地布置有微孔；

所述可移动活塞与进气上游孔板间为可调深度的一级空腔，进气上游孔板与进气下游孔板间为二级空腔，两级空腔形成腔内吸声结构。

本申请中，空气经过可移动活塞头部的进气孔进入吸声体，依次通过进气上游孔板和进气下游孔板，最终进入待吸声设备(如燃机燃烧室或炉膛)。

作为优选的，所述进气上游孔板和进气下游孔板的微孔呈方形矩阵分布，微孔的孔半径a为0.5-1mm，孔中心距d为5-10mm，孔隙率σ为2-5％。

进一步优选的，进气上游孔板的微孔半径大于所述进气下游孔板的微孔半径。

作为优选的，所述进气上游孔板和进气下游孔板的材质为黄铜或不锈钢，板厚h为1mm-2mm。