三、共振腔式消声器

1、消声原理及分类

共振腔消声器也是抗性消声器的一种主要形式。它是利用共振吸声原理进行消声的，最简单的共振消声器是单腔共振消声器。一个封闭的容积通过一个导管或多个小孔与气流通道相连，即可组成一个共振系统。孔径中的空气柱类似一个活塞，具有一定的声质量;空腔类似一个弹簧，具有一定的声顺;空气柱振动时，壁面的摩擦阻尼产生了一定的声阻，整个系统类似接上一个旁支滤波器。当声波入射到共振腔口时，因声阻抗的突然变化，一部分声能将反射回声源。同时，在声波的作用下，孔径中的空气柱产生振动，振动时的摩擦阻尼又使一部分声能转换为热能而耗散掉。这样，有少量声能辐射出去，从而达到了消声的目的。

共振腔消声器按其几何形状为：旁支型和同轴型。旁支型是指在管道侧壁设置共振结构，同轴型是指在管道的周围通过很多小孔设置共振结构，在工程上同轴型共振腔消声器使用更为广泛。

2、共振腔消声器消声量的计算

一般情况下，如果共振腔的孔径附近没有阻性声学材料时，其声阻很小，在忽略了共振腔的声阻后，通过声压连续和体积速度连续方程，可以计算单腔共振消声器的传递损失。

当声波波长大于共振腔消声器的最大尺寸的3倍时，其共振吸收频率为 ;

或 ;其中 ;对于多孔 式中： -声速; -孔径截面积; -共振腔体积; -穿孔板厚度; -小孔直径; -小孔数量; -传导率，具有长度量纲的物理量。

引入 -与消声量有关的无量纲值; -通道截面积。

对于倍频带，消声量为： 对于1/3倍频带，消声量为： 3、共振腔消声器的设计

在共振腔消声器中，同轴式共振腔消声器，即在气流通道的一定位置上，局部打一定排列的孔与共振腔相连，使用最为广泛。

按以下步骤进行设计：

(1)根据要消除的主要频率和所要求的消声值(倍频程或1/3倍频程)确定相应的K值。

(2)确定K值后，按 、 所确定的关系，求出共振腔的体积和传导率。

(3)在容积和传导率确定后，即可设计消声器的具体几何参数。对于确定的共振容积来说，可以有多种不同的几何形状和尺寸;对于同样的传导率数值，也可以有多种孔径、板厚、穿孔数的组合。

设计时的注意事项：

①共振腔的尺寸应小于共振频率相应波长的1/3，以保证共振腔可以视为集中参数元件。

②穿孔位置应集中共振腔的中部，所占范围应小于共振频率波长的1/12.穿孔不能过密或过稀，避免传导率的降低及声波的干涉。孔心距应大于或等于孔径的5倍。

共振腔消声器的优点是特别适用于低、中频成分突出的噪声，且消声量也比较大，这恰恰是一般阻性消声器的弱点。其缺点是消除噪声的有效频率范围窄，如果要增加共振结构的声阻，可以适当扩展有效消声频率范围。在共振腔中增加一些较大的材料，如多孔吸声材料，或在孔颈处贴薄而透声的材料，如纤维布等。在实际工程中，也经常采用多节共振腔串联的方法，把两个以上不同共振频率的共振腔串接起来，可以有效地扩展消声频率范围。

四、阻抗复合式消声器

在实际工程中，常遇到的噪声多是宽频带的，为了在低、中、高频均获得较好的消声效果，可以将阻性、抗性两种结构的消声器复合起来使用，使它们取长补短，这种结构的消声器即常说的阻抗复合式消声器。

根据不同的消声原理，结合具体的现场条件及声源特性，通过不同方式的组合即可设计出不同结构形式的阻抗复合消声器。一般情况下，抗性部分放在前面(入口端)，阻性部分放在后面，特别对于有脉动气流存在的场所。

对于阻抗复合式消声器，可以定性地认为是阻性与抗性在同频带内的消声值叠加，但定量地讲，总的消声值并非是简单的叠加关系。因为声波在传播过程中产生的干涉、反射等声学现象，以及声的耦合作用，相互影响，不易确定简单的定量关系，在实际应用中，还是用实际测量来了解复合消声器的消声特性。