计算并设计一消声器，用于频率为100Hz的发动机排气消声器，消声量不小
于30dB，需选定已知内壁管壁厚，开孔个数，每个孔直径，扩张室直径，
排气管道直径为5cm，用三维软件画出设计图。

消声器类型 消声原理 主要应用
阻性消声器(中高频) 多孔性吸声材料的吸收 风机、通风空调、燃气轮机
等设备的进、排气噪声

抗性消声器(低频好) 管道阻抗变化所产生的声反射和耗损 空压机的进气噪声、内燃
机、汽车的排气噪声等

阻抗复合型消声器 联合阻性消声器和抗性消声器的消声机理 采用阻性消声器、抗性消声
器的场所

扩散消声器
改变喷注结构、降低喷口的压
力和流速
高温、高压、高速气流等高

声强噪音

噪声按声音的频率可分为：＜400Hz的低频噪声 、400～1000Hz的中频
噪声及＞1000Hz的高频噪声。根据设计要求及各种消声器的适用范围，选
用抗性消声器进行设计改进。
抗性消声器
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，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，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。
机械噪声控制
消声的频率特性：具有中、低频消声性能。

适用范围：消除空压机、内燃机、汽车排气噪声（气体流速较高气速的
情况）
抗性消声器具有的特点：
（1）不需要使用多孔吸声材料
（2）耐高温、抗潮
（3）流速较大，洁净
（4）对低频、窄带噪声有较好的效果。
常用抗性消声器的类型：
（1）扩张室式消声器
（2）共振腔消声器
（3）干涉式消声器

按共振腔消声器进行设计：
（1）倍频带消声量不小于30dB，由式：
)201(lg102KL
)201(lg10302K
查表

不同频带下的消声量△L 与K值的关系
频带
类别
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2 3 4 5 6 8 10 15

倍频
带
1.1 1.2 2.4 3.6 4.8 7.5 9.5 12.8 15.2 17 18.6 20 23 27

1/3倍
频带
2.5 6.2 9.0 11.2 13.0 16.4 19 22.6 25.1 27 28.5 31 33 36.5
机械噪声控制
得，K≈8

（2）由KSfV22c0•π有：

24222m106.19cm6.19544


ππdS

32-
34
m107.1cm107.16.1982100234000


V

（3）设计一个与管道同心圆形的共振腔消声器，其内径为5cm，外径
为20cm，共振腔所需长度为：
cm7.575-20417000)(4222122）（ddVL

取L=58cm

m108.5cm8.517000)340001002()2(2220

•VcπfG

选用管壁厚度t=0.2cm,孔径d=0.6cm,则由式dtnSG8.00，求得开孔个
数：
个146.04)6.08.02.0(8.5)8.0(20SdtGn

由上述计算结果，可设计共振腔消声器长为580mm，外腔直径为200mm,
腔的内径为50mm，管壁厚2mm，在气流通道的共振腔中部均匀排列开14个
孔，孔径为6mm。
（4）验算共振腔消声器的有关声学特性
机械噪声控制
Z0
H100170008.52340002VGcf

Z
H2074203400022.1c22.1Df
上

由题意得，中心频率为100Hz的倍频带包括89.8~112Hz，不会出现高

频失效问题。
共振频率的波长：

cm11333403cm34010034000c000




f

上述设计的共振腔的长、宽、腔深尺寸都小于共振频率波长的1/3，故
该设计方案可用，如图所示。

孔心距应大于孔径的5倍，设计中取孔距为40mm。穿孔范围
246mm