第九章 消声器
消声器是 消减气流噪声 的装置，把它接
在管道中或进、排气口上，能让气流通过，
对噪声具有一定的消减作用。
第一节 消声器的分类、评价和设计程序
对一个好的消声器要有五个方面的基本要求：
1）在 消声性能 上的要求。要求具有 较高的消
声值 和 较宽的消声频率,也就是说要在所需
要的消声频率范围有足够大的消声量；
2） 空气动力性能 上的要求。消声器对 气流的
阻力 要小，安装消声器后所增加的 阻力损失
要控制在实际容许的范围内；
3）机械 结构性能 上的要求。消声的 体积 要小，
重量 要轻,结构 简单，便于 加工,安装和维修
4）外形和装饰上的要求。符合实际安装空间的
需要，美观大方，表面装饰与设备相协调
5）价格费用要求。价格便宜，使用寿命长。
二、消声器的声学性能评价量
1） 插入损失 （ LIL）
即系统中插入消声器前后在系统外 某点 测得的 声
功率 之差 。
2） 传声损失 （ TL）
即消声器进出口端 声功率级 之差。
3） 减噪量 （ LNR）
即消声器进出口端测得的 平均声压级 之差。
4） 衰减量 （ LA）
即消声器 内部两点间 的声压级的差值，通常用消
声器的单位长度的衰减量（ dB/m）来表征消声器
内 声传播特性 。
一、消声器的分类与适用范围
1）阻性消声器 （如 P.177图 9-1）,
包括的形式, 直管式、片式、折板式、
声流式、蜂窝式、弯头式 等。
消声的频率特性,具有 中、高频 消声性能。
适用范围,消除风机、燃气轮机 进气噪声
（即气体流速不大的情况）。
消声原理,利用 吸声材料 消声。把吸声材料
固定在气流通道内壁或按一定的方
式在管道中排列起来，就构成了阻
性消声器,与电学类比，吸声材料
就相当于电阻,故称阻性消声器。
2）抗性消声器
包括的形式, 扩张室式 （ 如 P.181图 9-3）, 共振
腔式 （ 如 P.184图 9-7）, 干涉型 （ 如
P.188图 9-10）。
消声的频率特性,具有 低、中频 消声性能。
适用范围,消除空压机、内燃机、汽车排气
噪声（ 较高气速的情况 ）。
消声原理,通过 控制声抗的大小 来进行消声的。
与阻性消声器不同，它 不使用吸声材料 而是
在管道上接截面积突变的管段或旁接共振腔，
利用声阻抗的改变，使某些频率的声波在声
阻抗突变的界面发生 反射、干涉 等现象，从
而在消声器的外测，达到了消声的目的。
3）阻抗复合式消声器（如,P.190，图 9-12和
P.191图 9-13）
包括的形式：阻－扩型、阻－共型、阻－扩－共
型等。
消声的频率特性：具有低、中、高频消声性能。
适用范围：消除鼓风机、大型风洞、试车台噪声。
消声原理：把阻性与抗性两种消声原理通过适当
结构复合起来而构成的。可定性地认为阻性和抗
性在同一频带的消声值的叠加（并非简单的叠加
关系）。
4）微穿孔板消声器
包括的形式：单层微穿孔板、双层微穿孔板等。
消声的频率特性：宽频带消声性能。
适用范围：适于高温、潮湿有水、有油雾及特别
清洁卫生的场合。
消声原 理：利用微穿孔板吸声结构制成的消声器。
5）喷注耗散型消声器（也称扩散式消声器）
包括的形式：小孔喷注型（如 P.194图 9-15）,
降压扩容型、多孔扩散型（如 P.195图 9-16）,
引射掺冷型（如 P.198图 9-19） 。
消声的频率特性：宽频带消声性能。
适用范围：消除压力气体排放噪声，如锅炉排
气、高炉放气、化工厂工艺气体放散。
原理：不是在声音发出后进行消除，而是从发生机
理上使干扰噪声减小。喷注噪声值频率与喷口直径
成反比，如果喷口直径变小，喷口辐射的噪声能量
将从低频移向高频，于是低频噪声被降低，而高频
噪声反而升高，如果孔径小到一定值时，喷注噪声
将移到人耳不敏感的频率范围。
6）喷雾消声器 （ 如 P.197图 9-17）
消声的频率特性, 低频 消声性能。
适用范围,消除高温蒸汽排放噪声。
7）电子消声器 （ 如 P.189图 9-11）
消声的频率特性,宽频带消声性能。
适用范围,用于 低频消声的一种辅助 。
原 理,喷淋水雾改变介质的密度，即增加声阻抗。
原 理,人为地产生一个 幅值相同而相位相反 的声
波，使两列声波在一定的空间区域相互 干涉
而抵消，达到降噪目的。
三、消声器的设计程序
1）噪声源的调查和特性分析（声源解析、周围自
然环境和声学环境条件等）
2）噪声标准的确定（根据评价区周围环境要求及
国家相关声环境质量标准和噪声排放标准）
3）消声量的计算（根据管道截面，确定消声器通
道结构；根据降噪要求，决定消声器的长度）
4）选择消声器的类型（根据噪声的频谱，选定消
声器的种类）
5）检验（验算消声频率范围）
第二节 阻性消声器
一,阻性消声器的声衰减量
? ? lSLL A ?? 0??
其中,L－消声器气流通道断面周长,m
S－消声器的气流通道截面积,m2
l－消声器的有效长度,m
φ(a 0)－与材料的吸声系数有关的消声系数
H.J,赛宾 经验公式,
? ? lSLL A 4.103.1 ??
降噪量与材料吸声
性能和周长 /截面
比有关。
理论计算公式：
例 1、选用同一种吸声材料（ 平均吸声系数 为 0.46）衬贴的
消声管道，管道有效长度为 2m，管道有效截面积 1500cm2。
当截面形状分别为圆形、正方形和 1,5矩形时，试问哪种截
面形状的声音衰减量最大？哪种最小？
解：
由公式：
因为管道的 有效直径 为：
则管道 断面有效周长 为：
? ? lSLL A 4.103.1 ??
mcmSD 4 3 7.071.43414.3 1 5 0 04 ???? ?
mDL 372.1437.014.3 ???? ?
1） 当管道为 圆形 时
dBL A 4.6215.0 372.146.003.1 4.11 ?????
2） 当管道截面为 正方形 时
则管道 断面周长 为,
mL 549.115.04 ???
dBL A 2.7215.0 549.146.003.1 4.12 ?????
所以，
3） 当管道截面为 1,5矩形 时
则管道 断面长和宽 分别为,m866.0
5
15.05 ??
m173.0515.0 ?
则管道断面周长为：
mL 0 7 8.2)8 6 6.01 7 3.0(2 ????
所以，
dBL A 6.9215.0 078.246.003.1 4.13 ?????
因此，有,LA3＞ LA2 ＞ LA1
即,管道截面为 矩形 的声音衰减量最大，截面为 圆
形 管道声音衰减量最小。
二、高频失效频率 （即消声性能下降的频率）
D
cf
n 85.1?
基于高频率声音的方向性强，与管壁的吸声材料接
触减少 。
其中,D－消声通道 截面平均边长 （当量直
径）,m
圆形管道为直径；矩形管道为边长平均
值，其他管道取面积的开方值。
当频率每增加一个倍频带，其 消声量 约下降 1/3，
其经验估算公式为：
RNR ???
3
3'
其中,R’－高于失效频率的某倍频带的消声量；
R－失效频率处的消声量（作为 参考值 ）；
N－高于失效频率的倍频程频带数 。
三、气流对阻性消声器性能的影响
主要表现在两个方面：
1）气流的存在改变了消声器内 声衰减规律 （特别是高
速气流）
2）气流在消声器内产生一种 附加噪声,即 气流再生噪声
A,顺流 时（气流与声传播方向一致），由于气体流速在管道内
不均一，根据 折射原理, 声波向管壁弯曲,促进消声降噪；
B,逆流 时（气流与声传播方向相反）, 声波向管道中心弯曲,
导致声波与吸声材料接触机会减少，不利于消声降噪。
气流经过消声器通道时，因局部阻力或摩擦阻力而产生 湍
流,相应辐射一些噪声；气流激发消声器 构件振动 而辐射噪声。
在直通管道消声器内气流 再生噪声 的 估算公式 为：
? ? ?lg60218' ???AL
其中,LA’－气流再生噪声
ν －消声器内气流速度,m/s
一个消声器具体应用到现场时，气流究竟对它的性能
影响有多大，需结合 噪声源强度, 气流速度大小 以及 消声
器结构 等因素进行具体分析；
不同的结构，气流在管道中允许风速不同 。
第三节 抗性消声器
一,扩张室消声器 （ 膨胀式消声器 ）
消声原理,声波在管道截面的突然扩张（或
收缩）造成通道内 声阻抗突变,使
声波传播方向 发生改变，在管道内
发生 反射、干涉 等现象，从而达到
消声的目的。
单节扩张室 消声器的消声量计算：
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
? ???? kl
m
mTL
I
2
2
s in1
4
11lg101lg10
?
其中：
1
2
S
Sm ? 称为 抗性消声器的扩张比 。
二、共振腔消声器
1）消声原理：
该系统是共振吸声结构，管壁小孔中的
空气类似活塞，具有一定的声质量；密闭空
腔类似空气弹簧，具有一定的弹性，当声波
传到腔口时，在声波的作用下，空气柱产生
振动，振动时与腔口壁的摩擦使一部分声能
转化为热能而耗散；同时由于声阻抗的突变
而使声波发生反射和干涉现象，导致声能衰
减；当体系固有频率与声波频率发生共振时，
消耗的声能最多，消失量最大。
实际工程中，一般单通道的截面直径
不应超过 250mm，如果流量较大时则需要多
通道。共振腔最大几何尺寸应小于声波波
长，孔心距应大于孔径的 5倍。
V
S
d
本章作业,P.201，第 2,3,5,7题
预习作业：第十章
消声器是 消减气流噪声 的装置，把它接
在管道中或进、排气口上，能让气流通过，
对噪声具有一定的消减作用。
第一节 消声器的分类、评价和设计程序
对一个好的消声器要有五个方面的基本要求：
1）在 消声性能 上的要求。要求具有 较高的消
声值 和 较宽的消声频率,也就是说要在所需
要的消声频率范围有足够大的消声量；
2） 空气动力性能 上的要求。消声器对 气流的
阻力 要小，安装消声器后所增加的 阻力损失
要控制在实际容许的范围内；
3）机械 结构性能 上的要求。消声的 体积 要小，
重量 要轻,结构 简单，便于 加工,安装和维修
4）外形和装饰上的要求。符合实际安装空间的
需要，美观大方，表面装饰与设备相协调
5）价格费用要求。价格便宜，使用寿命长。
二、消声器的声学性能评价量
1） 插入损失 （ LIL）
即系统中插入消声器前后在系统外 某点 测得的 声
功率 之差 。
2） 传声损失 （ TL）
即消声器进出口端 声功率级 之差。
3） 减噪量 （ LNR）
即消声器进出口端测得的 平均声压级 之差。
4） 衰减量 （ LA）
即消声器 内部两点间 的声压级的差值，通常用消
声器的单位长度的衰减量（ dB/m）来表征消声器
内 声传播特性 。
一、消声器的分类与适用范围
1）阻性消声器 （如 P.177图 9-1）,
包括的形式, 直管式、片式、折板式、
声流式、蜂窝式、弯头式 等。
消声的频率特性,具有 中、高频 消声性能。
适用范围,消除风机、燃气轮机 进气噪声
（即气体流速不大的情况）。
消声原理,利用 吸声材料 消声。把吸声材料
固定在气流通道内壁或按一定的方
式在管道中排列起来，就构成了阻
性消声器,与电学类比，吸声材料
就相当于电阻,故称阻性消声器。
2）抗性消声器
包括的形式, 扩张室式 （ 如 P.181图 9-3）, 共振
腔式 （ 如 P.184图 9-7）, 干涉型 （ 如
P.188图 9-10）。
消声的频率特性,具有 低、中频 消声性能。
适用范围,消除空压机、内燃机、汽车排气
噪声（ 较高气速的情况 ）。
消声原理,通过 控制声抗的大小 来进行消声的。
与阻性消声器不同，它 不使用吸声材料 而是
在管道上接截面积突变的管段或旁接共振腔，
利用声阻抗的改变，使某些频率的声波在声
阻抗突变的界面发生 反射、干涉 等现象，从
而在消声器的外测，达到了消声的目的。
3）阻抗复合式消声器（如,P.190，图 9-12和
P.191图 9-13）
包括的形式：阻－扩型、阻－共型、阻－扩－共
型等。
消声的频率特性：具有低、中、高频消声性能。
适用范围：消除鼓风机、大型风洞、试车台噪声。
消声原理：把阻性与抗性两种消声原理通过适当
结构复合起来而构成的。可定性地认为阻性和抗
性在同一频带的消声值的叠加（并非简单的叠加
关系）。
4）微穿孔板消声器
包括的形式：单层微穿孔板、双层微穿孔板等。
消声的频率特性：宽频带消声性能。
适用范围：适于高温、潮湿有水、有油雾及特别
清洁卫生的场合。
消声原 理：利用微穿孔板吸声结构制成的消声器。
5）喷注耗散型消声器（也称扩散式消声器）
包括的形式：小孔喷注型（如 P.194图 9-15）,
降压扩容型、多孔扩散型（如 P.195图 9-16）,
引射掺冷型（如 P.198图 9-19） 。
消声的频率特性：宽频带消声性能。
适用范围：消除压力气体排放噪声，如锅炉排
气、高炉放气、化工厂工艺气体放散。
原理：不是在声音发出后进行消除，而是从发生机
理上使干扰噪声减小。喷注噪声值频率与喷口直径
成反比，如果喷口直径变小，喷口辐射的噪声能量
将从低频移向高频，于是低频噪声被降低，而高频
噪声反而升高，如果孔径小到一定值时，喷注噪声
将移到人耳不敏感的频率范围。
6）喷雾消声器 （ 如 P.197图 9-17）
消声的频率特性, 低频 消声性能。
适用范围,消除高温蒸汽排放噪声。
7）电子消声器 （ 如 P.189图 9-11）
消声的频率特性,宽频带消声性能。
适用范围,用于 低频消声的一种辅助 。
原 理,喷淋水雾改变介质的密度，即增加声阻抗。
原 理,人为地产生一个 幅值相同而相位相反 的声
波，使两列声波在一定的空间区域相互 干涉
而抵消，达到降噪目的。
三、消声器的设计程序
1）噪声源的调查和特性分析（声源解析、周围自
然环境和声学环境条件等）
2）噪声标准的确定（根据评价区周围环境要求及
国家相关声环境质量标准和噪声排放标准）
3）消声量的计算（根据管道截面，确定消声器通
道结构；根据降噪要求，决定消声器的长度）
4）选择消声器的类型（根据噪声的频谱，选定消
声器的种类）
5）检验（验算消声频率范围）
第二节 阻性消声器
一,阻性消声器的声衰减量
? ? lSLL A ?? 0??
其中,L－消声器气流通道断面周长,m
S－消声器的气流通道截面积,m2
l－消声器的有效长度,m
φ(a 0)－与材料的吸声系数有关的消声系数
H.J,赛宾 经验公式,
? ? lSLL A 4.103.1 ??
降噪量与材料吸声
性能和周长 /截面
比有关。
理论计算公式：
例 1、选用同一种吸声材料（ 平均吸声系数 为 0.46）衬贴的
消声管道，管道有效长度为 2m，管道有效截面积 1500cm2。
当截面形状分别为圆形、正方形和 1,5矩形时，试问哪种截
面形状的声音衰减量最大？哪种最小？
解：
由公式：
因为管道的 有效直径 为：
则管道 断面有效周长 为：
? ? lSLL A 4.103.1 ??
mcmSD 4 3 7.071.43414.3 1 5 0 04 ???? ?
mDL 372.1437.014.3 ???? ?
1） 当管道为 圆形 时
dBL A 4.6215.0 372.146.003.1 4.11 ?????
2） 当管道截面为 正方形 时
则管道 断面周长 为,
mL 549.115.04 ???
dBL A 2.7215.0 549.146.003.1 4.12 ?????
所以，
3） 当管道截面为 1,5矩形 时
则管道 断面长和宽 分别为,m866.0
5
15.05 ??
m173.0515.0 ?
则管道断面周长为：
mL 0 7 8.2)8 6 6.01 7 3.0(2 ????
所以，
dBL A 6.9215.0 078.246.003.1 4.13 ?????
因此，有,LA3＞ LA2 ＞ LA1
即,管道截面为 矩形 的声音衰减量最大，截面为 圆
形 管道声音衰减量最小。
二、高频失效频率 （即消声性能下降的频率）
D
cf
n 85.1?
基于高频率声音的方向性强，与管壁的吸声材料接
触减少 。
其中,D－消声通道 截面平均边长 （当量直
径）,m
圆形管道为直径；矩形管道为边长平均
值，其他管道取面积的开方值。
当频率每增加一个倍频带，其 消声量 约下降 1/3，
其经验估算公式为：
RNR ???
3
3'
其中,R’－高于失效频率的某倍频带的消声量；
R－失效频率处的消声量（作为 参考值 ）；
N－高于失效频率的倍频程频带数 。
三、气流对阻性消声器性能的影响
主要表现在两个方面：
1）气流的存在改变了消声器内 声衰减规律 （特别是高
速气流）
2）气流在消声器内产生一种 附加噪声,即 气流再生噪声
A,顺流 时（气流与声传播方向一致），由于气体流速在管道内
不均一，根据 折射原理, 声波向管壁弯曲,促进消声降噪；
B,逆流 时（气流与声传播方向相反）, 声波向管道中心弯曲,
导致声波与吸声材料接触机会减少，不利于消声降噪。
气流经过消声器通道时，因局部阻力或摩擦阻力而产生 湍
流,相应辐射一些噪声；气流激发消声器 构件振动 而辐射噪声。
在直通管道消声器内气流 再生噪声 的 估算公式 为：
? ? ?lg60218' ???AL
其中,LA’－气流再生噪声
ν －消声器内气流速度,m/s
一个消声器具体应用到现场时，气流究竟对它的性能
影响有多大，需结合 噪声源强度, 气流速度大小 以及 消声
器结构 等因素进行具体分析；
不同的结构，气流在管道中允许风速不同 。
第三节 抗性消声器
一,扩张室消声器 （ 膨胀式消声器 ）
消声原理,声波在管道截面的突然扩张（或
收缩）造成通道内 声阻抗突变,使
声波传播方向 发生改变，在管道内
发生 反射、干涉 等现象，从而达到
消声的目的。
单节扩张室 消声器的消声量计算：
?
?
?
?
?
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m
mTL
I
2
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s in1
4
11lg101lg10
?
其中：
1
2
S
Sm ? 称为 抗性消声器的扩张比 。
二、共振腔消声器
1）消声原理：
该系统是共振吸声结构，管壁小孔中的
空气类似活塞，具有一定的声质量；密闭空
腔类似空气弹簧，具有一定的弹性，当声波
传到腔口时，在声波的作用下，空气柱产生
振动，振动时与腔口壁的摩擦使一部分声能
转化为热能而耗散；同时由于声阻抗的突变
而使声波发生反射和干涉现象，导致声能衰
减；当体系固有频率与声波频率发生共振时，
消耗的声能最多，消失量最大。
实际工程中，一般单通道的截面直径
不应超过 250mm，如果流量较大时则需要多
通道。共振腔最大几何尺寸应小于声波波
长，孔心距应大于孔径的 5倍。
V
S
d
本章作业,P.201，第 2,3,5,7题
预习作业：第十章
