| 标准编号 | GB/T 36079-2018 (GB/T36079-2018) | | 中文名称 | 声学 单元并排式阻性消声器传声损失、气流再生噪声和全压损失系数的测定 等效法 | | 英文名称 | Acoustics -- Procedures for determination of transmission loss, flow noise and total pressure loss coefficient for arrayed element dissipative silencers -- Equivalent measurement | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | A59 | | 国际标准分类 | 91.120.20 | | 字数估计 | 42,450 | | 发布日期 | 2018-03-15 | | 实施日期 | 2018-10-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 36079-2018
Acoustics--Procedures for determination of transmission loss, flow noise and total pressure loss coefficient for arrayed element dissipative silencers--Equivalent measurement
ICS 91.120.20
A59
中华人民共和国国家标准
声学 单元并排式阻性消声器传声损失、
气流再生噪声和全压损失系数的测定
等效法
2018-03-15发布
2018-10-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 符号 4
5 测量单元断面及长度的确定 5
6 测量方法和步骤 6
7 待测消声器传声损失、气流再生噪声和全压损失的确定 7
8 测量不确定度 9
9 报告内容 9
附录A(规范性附录) 部分术语的说明和图示 10
附录B(资料性附录) 通流比变化的单元并排式消声器性能确定方法 13
附录C(资料性附录) 单元并排式消声器测定---等效法 示例 20
附录D(资料性附录) 通流比变化的单元并排式消声器测定---等效法 示例 27
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由中国科学院提出。
本标准由全国声学标准化技术委员会(SAC/TC17)归口。
本标准起草单位:深圳中雅机电实业有限公司、西北工业大学、中国科学院声学研究所、同济大学、
南京大学、北京市劳动保护科学研究所、上海交通大学、长沙奥邦环保实业有限公司、中国计量科学研究
院、上海市环境科学研究院、中国建筑科学研究院、合肥工业大学、哈尔滨工程大学、北京航空航天大学。
本标准主要起草人:方庆川、陈克安、程明昆、李晓东、吕亚东、毛东兴、俞悟周、邱小军、张斌、李孝宽、
蒋伟康、莫建炎、何龙标、周裕德、祝文英、谭华、李志远、张林、李晓东、徐欣。
引 言
当待测消声器整机几何尺寸过大,无法依据GB/T 25516-2010在常规试验台进行消声器声学性
能和空气动力性能测量时,GB/T 25516-2010规范性附录E中给出了采用较小宽度和高度的消声器
模型进行测试的要求。本标准以GB/T 25516-2010附录E中给出的方法为依据,对采用该方法进行
测量的模型选定准则进行了详细规定,并补充给出了对较长消声器采用局部长度进行测量,通过计算推
定待测消声器整机声学性能和空气动力性能的过程,获得等效测定结果的方法。本标准适用于不能按
照GB/T 25516-2010直接测量的大型单元并排式阻性消声器传声损失、气流再生噪声和全压损失系
数的测定。
GB/T 25516-2010规范性附录E中,以片式消声器为例,给出了消声器断面尺寸超出测试台测量
的尺寸限定范围时将并排吸声体式消声器在断面上分割成小模块的示例和简单说明。本标准对大型并
排式阻性消声器的示例进行了扩充和完善,包括了片式、阵列式、蜂窝式等,明确规定了这些类型大型并
排式消声器用于实验室测量的测量单元的分割方法和规则。本标准中给出的分割规则,与 GB/T
25516-2010附录E中的分割示例一致。
按照GB/T 20431-2006,本标准定义的单元并排式阻性消声器的全压损失系数可分解为局部阻
力系数和沿程摩擦阻力系数,其中局部阻力系数与长度无关,而沿程摩擦阻力系数与长度成正比。传声
损失可分解为不连续衰减和传播损失,其中不连续衰减与长度无关,传播损失与长度成正比。在实验室
测量断面参数完全相同但长度不等的两台单元并排式消声器,通过对局部阻力系数和沿程摩擦阻力系
数、不连续衰减和传播损失分别进行测量,可推算得到实际长度大于实测试件长度的待测消声器的性能
参数,获得单元并排式消声器的传声损失、气流再生噪声和全压损失系数的等效测定结果。
注:建议待测消声器的长度不大于实测试件长度的3倍,两者长度相差越大,计算得到的结果误差也越大。
本标准附录A(规范性附录)将本标准的部分术语和定义加以图示说明,以便理解。
本标准附录B(资料性附录)根据单元并排式消声器的声学和空气动力学原理,通过测量两台断面
相近(吸声体断面相同、净通流面积相近)的单元并排式消声器的传声损失、气流再生噪声和全压损失系
数,确定实际长度以及在一定范围内的任意通流比例的单元并排式消声器的传声损失、气流再生噪声和
全压损失系数,可为相关噪声控制工程项目的设计和验收提供理论依据和操作方法。供使用者参考。
本标准附录C(资料性附录)给出了按照本标准对大型单元并排式阻性消声器进行测定的一个
例子。
本标准附录D(资料性附录)给出了按照附录B的方法对通流比变化的单元并排式消声器性能进行
确定的例子。
本标准的实验室条件、实验仪器设备和实验流程与GB/T 25516-2010的规定相同。
声学 单元并排式阻性消声器传声损失、
气流再生噪声和全压损失系数的测定
等效法
1 范围
本标准规定了单元并排式阻性消声器测量单元的确定方法以及按照GB/T 25516-2010对测量单
元进行测量的结果,推导计算待测消声器整机的传声损失、气流再生噪声和全压损失系数的方法。测量
单元的实验室测量参数包括:
---有气流和无气流状态下的传声损失;
---有气流和无气流状态下的不连续衰减;
---有气流和无气流状态下的传播损失;
---气流再生噪声声功率级;
---有气流通过时的全压损失;
---全压损失系数;
---出入口局部压力损失系数;
---摩擦压力损失系数;
---入口端形状因数;
---出口端形状因数;
---吸声体表面摩擦因数。
本标准适用于满足本标准定义的所有类型的单元并排式阻性消声器,包括应用在通风和空调系统、
燃气的进气和废气排气系统以及其他类似系统的,待测消声器整机由于几何尺寸过大不能在常规实验
室进行整机测量的大型消声器。本标准适用于常规环境温度、大气压力条件下实验室的测量。
注:如无特别说明,本标准指称的消声器均为阻性消声器。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 20431-2006 声学 消声器噪声控制指南
GB/T 25516-2010 声学 管道消声器和空调末端装置的实验室测量方法 插入损失、气流再生
噪声和全压损失
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
基本单元 basicunit
由大型消声器的断面特征分割而成,尺寸和形状完全一致的最小消声器模块。
注1:采用该模块,通过并排组合的方式,能够完整复原大(尺寸)型消声器的断面特征。
注2:典型基本单元断面图如附录A的图A.2所示。
3.2
由数个阻性基本单元并行排列组成,且整体尺寸(断面或长度)较大,超过了常规实验室测试装置可
以接受尺度的消声器。
注:典型单元并排式大型阻性消声器的断面图如附录A的图A.1所示。
3.3
待测消声器 silencertobemeasured
需要对传声损失、气流再生噪声和全压损失系数进行测定的,由制造商/供货商提供的完整的单元
并排式大型消声器。
3.4
测量单元 measurementunit
由m×n(n、m 为≥1的行列数)个基本单元并排组成,断面尺寸与实验室测试装置匹配,用于声学
性能和空气动力学性能测量的消声器模块。
注:典型测量单元的断面如附录A的图A.3所示。
3.5
吸声体 dissipativeabsorber
构成单元并排式消声器的关键声学部件。除两端的导流罩外,中间部位的断面形状和尺寸始终保
持一致,其内部填充材料为多孔材料(如:矿物棉、玻璃棉、开孔发泡塑料等),表面声阻抗处处相同。
注:吸声体结构如附录A的图A.4、图A.5所示。
3.6
除有效长度外,迎风端导流罩、出风端导流罩、断面形状尺寸均相同,以及吸声段内部结构及材料完
全相同的吸声体。
3.7
有效消声长度 absorptionlength
吸声体在消声器内平直吸声段的长度,通常等于吸声体沿气流方向的总长度减去两端导流罩的
长度。
注:有效消声长度的单位为米(m)。
3.8
消声器(或单元)通道净流通截面积与截面总面积的比值。
3.9
传声损失 transmissionloss
Dt
消声器入口端的声功率级和消声器出口端的声功率级的差值。
注1:本标准中,将传声损失分解为不连续衰减和传播损失两部分。
注2:传声损失的单位为分贝(dB)。
3.10
Ds
在消声器进出口端截面改变引起的声功率级变化量。
注:不连续衰减的单位为分贝(dB)。
3.11
Da
在有固定横截面和均匀纵向结构的消声器中间段,由均匀声传播衰减形成的单位长度的声功率级
衰减量,用分贝每米(dB/m)表示。
给定有效消声长度l消声器的声传播损失,定义为DA=Da·l。
单元并排式消声器的传声损失由不连续衰减和传播损失两部分组成,用式(1)表示。
Dt=Ds+DA (1)
式中:
Ds---消声器的不连续衰减,单位为分贝(dB);
DA---消声器的声传播损失,单位为分贝(dB)。
3.12
迎面风速 facevelocity
vf
消声器气流入口截面处的风速,其与进入消声器的体积流量以及消声器入口处截面积的关系见
式(2):
vf=
qv
(2)
式中:
qv---进入消声器的体积流量,单位为立方米每秒(m3/s);
S ---消声器入口处截面积,也称迎风面积,单位为平方米(m2)。
注:迎面风速的单位为米每秒(m/s)。
3.13
Δp
消声器上游与下游之间的全压差。
注:全压损失的单位为帕斯卡(Pa)。
3.14
ξs
气流出口的局部全压损失与气流入口的局部全压损失之和与上游迎面动压(基于面风速的动压)的
比值。与出入口端气动形状以及消声器的通流比有关,见式(3)。
ξs=
sb
sf
· 0.5·ξ1·
sf
sb+
÷+ξ2
êê
úú (3)
式中:
sb---消声器断面的阻塞面积,单位为平方米(m2);
sf---消声器断面的通流面积,单位为平方米(m2);
ξ1---入口端形状因数,无量纲;参见附录A图A.7渐变缩小;
ξ2---出口端形状因数,无量纲;参见附录A图A.7渐变扩大。
3.15
ξf
沿程摩擦压力损失与上游迎面动压的比值。与吸声体(片)表面粗糙度特性、阻塞面积、通流面积有
关,与湿周、长度成正比,见式(4)。
ξf=
4ξ3
sf
1+
sb
sf
l=ξl·l (4)
式中:
U ---消声器断面的湿周(吸声周长),单位为米(m);
sf---消声器的净通流面积,单位为平方米(m2);
sb---消声器断面的阻塞面积,单位为平方米(m2);
l ---消声器的有效消声长度,单位为米(m);
ξ3---吸声体表面摩擦因数,与表面粗糙度相关,无量纲;
ξl---单位长度的摩擦压力损失系数,单位为每米(m-1)。
3.16
消声器的全压损失与消声器上游迎面动压的比值,见式(5):
ξ=
Δp
2ρv
(5)
式中:
Δp---全压损失,单位为帕斯卡(Pa);
ρ ---消声器上游空气密度,单位为千克每立方米(kg/m3);
vf ---迎面风速,单位为米每秒(m/s)(见3.12)。
注:有些资料对全压损失系数的定义与GB/T 25516-2010中给出的不同。因此在使用到其他文献的全压损失系
数数值时,需要检查其定义。例如,有的定义是以在消声器最窄横截面处的气流速度代替vf,这就导致该定义
的全压损失系数ξ数值比本标准的定义数值低。
全压损失由出入口的局部压力损失(局部阻力)和沿程摩擦压力损失(摩擦阻力)组成,因此,全压损
失系数ξ与出入口局部压力损失系数ξs(见3.14)和沿程摩擦压力损失系数ξf(见3.15)的关系可以用
式(6)表示。
ξ=ξs+ξf=ξs+ξl·l (6)
3.17
气流再生噪声 flownoise,regeneratedsound
气流通过消声器时产生的噪声。
注1:有些文献中称为气流噪声或再生噪声;
注2:详见GB/T 20431-2006,3.18和GB/T 25516-2010,3.14。
3.18
中心频率为100Hz~5000Hz的1/3倍频带。
注:实际应用中,频率范围一般为中心频率为125Hz~4000Hz的倍频带。某些应用中,测量的频率范围可拓展
至中心频率50Hz~10000Hz的1/3倍频带(倍频带中心频率为63Hz~8000Hz)。
4 符号
表1列出了本标准引用的符号及其含义。
表1 符号
符号 术语 单位 备注
Di 插入损失 dB
Dt 传声损失 dB
Ds 不连续衰减 dB
Da 传播损失 dB
LW 气流噪声声功率级 dB
LW,J dB 迎面风速为1m/s时测量单元的声功率级
LW,B dB 与消声器结构特征和频率相关的值,见B.5
K - 气流噪声与流速的关系幂值
F - 参见附录B,B.5式(B.7)
Z - 参见附录B,B.6式(B.11)
Δp 全压损失 Pa
ξ 消声器全压损失系数 -
ξs 局部压力损失系数 -
ξf 摩擦压力损失系数 -
ξl 单位长度的摩擦压力损失系数 1/m
ξ1 入口端形状因数 - 详见附录A 突然缩小和渐变缩小
ξ2 出口端形状因数 - 详见附录A 突然扩大和渐变扩大
ξ3 吸声体表面摩擦因数 -
sb 截面阻塞面积 m2
sf 截面通流面积,通道净流通截面积 m2
S 迎风面积,截面总面积 m2 S=sb+sf
vf 迎面风速 m/s
l 消声器有效长度 m
L 消声器外形长度 m
U 消声器断面的吸声周长 m
R 净通流面积与截面总面积的比值 - R=sf/S=sf/(sb+sf)
5 测量单元断面及长度的确定
根据待测消声器分解的基本单元,确定组成测量单元的基本单元行列数。优先选择可在实验室测
量的最大行列数构成测量单元。优先选择可在实验室测量的最大行列数构成测量单元。附录 A中
图A.7给出了典型测量单元断面的图示。
应确定截面构造和端部形式完全相同的长度分别为l1和l2的两个测量单元,分别标识为测量单元
A和测量单元B,其有效长度分别满足l1≥900mm;l2≥1.5l1。
l2的选择需要对长度为l2的测量单元传声损失进行预计,要求在测量频率(或频带)内的测量装置
极限插入损失比测量单元的传声损失至少大10dB。
注1:测量装置的极限插入损失定义及测定方法参见GB/T 25516-2010的附录C。
注2:测量单元确定的实例参见附录C。
注3:通流比变化的测量单元的确定方法参见附录B。
注4:通流比变化的测量单元的确定实例参见附录D。
6 测量方法和步骤
6.1 对测试频率范围内的各个频带,按GB/T 25516-2010分别测量多种迎面风速(典型地,可选取
vf≈0、2、4、6、8、10、12、14m/s)下第5章确定的测量单元A和测量单元B的动态插入损失,获得表2
中所列的多组数据。
表2 测量单元在不同风速下的插入损失
迎面风速avf/m·s-1 0 2 4 6 8 10 12
测量单元A(l=l1) Di,A,0 Di,A,2 Di,A,4 Di,A,6 Di,A,8 Di,A,10 Di,A,12
测量单元B(l=l2) Di,B,0 Di,B,2 Di,B,4 Di,B,6 Di,B,8 Di,B,10 Di,B,12
注1:每格数据为相应测试频带的插入损失。
注2:当测量数据与测量系统的极限插入损失差值不足10dB时,需要记录为“≥”。
注3:正向气流(声波传播方向与气流同向)与反向气流(声波传播方向与气流反向)需要分别测量。
注4:表中插入损失的下标标识为测量单元和迎面风速。
a 以实际测量值为准。
6.2 对测量频率范围内的各个频带,按GB/T 25516-2010分别测量多种迎面风速(典型地,可选取vf
≈2、4、6、8、10、12、14m/s)下第5章确定的测量单元A和测量单元B的气流再生噪声,获得表3中所
列的多组数据。
表3 测量单元在不同风速的气流再生噪声声功率级
迎面风速avf/m·s-1 2 4 6 8 10 12 14
测量单元A(l=l1) LW,A,2 LW,A,4 LW,A,6 LW,A,8 LW,A,10 LW,A,12 LW,A,14
测量单元B(l=l2) LW,B,2 LW,B,4 LW,B,6 LW,B,8 LW,B,10 LW,B,12 LW,B,14
注1:每格数据为相应测试频带的气流噪声声功率级。
注2:当测量数据与背景噪声数据的差值不足10dB时,需要记录为“≤”。
注3:上游端气流噪声与下游端气流噪声须分别测量。
注4:表中气流噪声声功率级的下标标识为测量单元和迎面风速。
a 以实际测量值为准。
6.3 按GB/T 25516-2010,分别测量多种迎面风速(典型地,可选取vf≈2、4、6、8、10、12、14m/s)下第
5章确定的测量单元A和测量单元B的全压损失,获得表4中所列的多组数据。
表4 测量单元在不同风速的全压损失
迎面风速avf/m·s-1 2 4 6 8 10 12 14
测量单元A(l=l1) ΔpA,2 ΔpA,4 ΔpA,6 ΔpA,8 ΔpA,10 ΔpA,12 ΔpA,14
测量单元B(l=l2) ΔpB,2 ΔpB,4 ΔpB,6 ΔpB,8 ΔpB,10 ΔpB,12 ΔpB,14
注:表中全压损失的下标标识为测量单元和迎面风速。
a 以实际测量值为准。
6.4 根据表4的数据和式(6)获得测量单元A和单元B的全压损失系数(见表5)。
表5 测量单元在不同风速的全压损失系数
迎面风速vf/m·s-1 2 4 6 8 10 12 14
测量单元A(l=l1) ξA,2 ξA,4 ξA,6 ξA,8 ξA,10 ξA,12 ξA,14
测量单元B(l=l2) ξB,2 ξB,4 ξB,6 ξB,8 ξB,10 ξB,12 ξB,14
注:按测量时记录的迎面风速的精确值换算全压损失系数。
由此,按GB/T 25516-2010的6.5.2的规定可计算出测量单元A和单元B的全压损失系数ξA
和ξB。
注:测量单元的插入损失、气流再生噪声、全压损失和全压损失系数的测量的实例参见附录C。
7 待测消声器传声损失、气流再生噪声和全压损失的确定
7.1 插入损失/传声损失的确定
在修正环境背景噪声、气流再生噪声和测量系统的侧向传声的影响后,风速从0~20m/s的变化,
对同一消声器(测量单元)的插入损失/传声损失的影响造成的差异可忽略。但在测量实践中,会有较为
明显的差异,这属于测量误差。为减少误差,根据6.1的测量数据,取算术平均值。测量单元A和测量
单元B的插入损失Di,A、Di,B分别按式(7)和式(8)计算。
Di,A=
Di,A,0+Di,A,2+Di,A,4+Di,A,6+Di,A,8+Di,A,10+Di,A,12
(7)
Di,B=
Di,B,0+Di,B,2+Di,B,4+Di,B,6+Di,B,8+Di,B,10+Di,B,12
(8)
注1:实际测量条件下,如果某些值不能完全修正背景噪声/气流噪声/侧向传声的影响而导致置信度较低时,应将
其排除在计算算术平均值的选项内。
注2:Di,A和Di,B为频带插入损失。
消声器的不连续衰减Ds按式(9)计算。
Ds=
Di,A·l2-Di,B·l1
l2-l1
(9)
消声器的单位长度传播损失Da按式(10)计算。
Da=
Di,B-Di,A
l2-l1
(10)
根据式(1),计算出有效长度为l的消声器的传声损失Dt。
注:Ds、Da和Dt分别为频带不连续衰减、传播损失和传声损失。
7.2 气流再生噪声的确定
理论计算和实测结果表明,单元并排式消声器的气流噪声与其有效长度无关。待测消声器的气流
再生噪声声功率级LW可按式(11)表示。
LW=LW,J+K·lg
vf
v0
÷+10·lg
÷ (11)
式中:
LW ---待测消声器的气流再生噪声声功率级,单位为分贝(dB);
LW,J---迎面风速为1m/s时测量单元的气流再生噪声声功率级,单位为分贝(dB);
v0 ---基准风速,单位为米每秒,v0=1m/s;
N ---测量单元中的基本单元数量;
M ......
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