书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第96章 “吃掉”噪声的吸声材料

有“吃”声音的东西吗?

有!这就是吸声材料。

找一只滴答作响的小闹钟,用棉被把它包上,怎么样?它的响声被“吃”掉了吧?

玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、毛毡、棉絮、加气混凝土、吸声砖……都是吸声材料。这些材料不是十分松软,就是带有小孔。声波传播到吸声材料上,就会引起小孔隙里空气和细小纤维的振动,由于摩擦等阻碍,声能被转化成了热能,声音就这样被“吃”掉了。

如果用吸声材料装饰在房间的内表面上,或者在室内悬挂一些吸声体,房间里的噪声会得到一定程度的降低,这种方法就叫吸声。

打个比方说,如果在屋子的四周挂上黑布,在同样的电灯光下,室内光线就显得暗了。要是四面都是镜子,屋里就会觉得很亮。这是因为,黑布把照在它上面的光线吸收了,只靠电灯的直射光照明;明镜能把照在它上面的光反射回来,加强了室内的光线。

声波的情况也是这样。用吸声材料包围起来,机器的噪声传到四周就被“吃”掉,很少有反射,噪声也就降低了。

利用吸声材料还可以制造消声器。

消声器可以“吃”掉讨厌的气流噪声,它是一种阻止声音传播而又允许气流通过的装置。汽车尾部冒烟的地方,就有个粗管子式的消声器。

找一把哨子,再卷个纸筒,纸筒里放些泡沫塑料,把哨子放在里边。吹哨子吧!你会听到,哨子的声音变小了,气流仍可通过。用竖笛做这个实验,效果更好。

这就是一种最简单、最基本的消声器,叫管式阻性消声器。声波进入消声器之后,吸声材料就把声能转化成为热能了。

消声器的种类很多,还有抗性的、共振式的等,在各种空气动力机器中起着消声作用。我国科学家近年来发明了微穿孔板消声器和小孔消声器,不仅消声效果好,而且不怕油,不怕水。

微穿孔板消声器

这是一种衬装微穿孔板结构的消声器,能在较宽的频带范围内消除气流噪声,而且具耐高温、耐油污、耐腐蚀的性能。由于穿孔直径小、板面光滑,因此消声器阻损比一般阻性消声器要小。穿孔的声阻抗(非线性阻)与声压和气流速度有关,设计微孔板消声器时要计入这些影响。微孔板消声器常用于鼓风机排气、空调系统、燃气轮机排气、飞机发动机试车室排气、喷气发动机的进气道、内燃机进排气等。这些消声器的穿孔直径往往等于或大于1mm,但也按习惯称为微孔板消声器。

它一般是用厚度小于1mm的纯金属薄板制作,在薄板上用孔径小于1mm的钻头穿孔,穿孔率为1%~3%。选择不同的穿孔率和板厚不同的腔深,就可以控制消声器的频谱性能,使其在需要的频率范围内获得良好的消声效果。