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中小型柴油機排氣消聲器設計及聲學性能研究 版權信息
- ISBN：9787568086721
- 條形碼：9787568086721 ; 978-7-5680-8672-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
中小型柴油機排氣消聲器設計及聲學性能研究 本書特色
本書以降低中小型柴油機排氣噪聲、環境污染為目的，結合理論與實驗，對柴油機排氣消聲器的設計及其聲學性能進行了深入的研究，可供從事內燃機工程特別是柴油機消聲器方面的研發人員、高等院校相關專業師生和環境保護技術研究人員參考。
中小型柴油機排氣消聲器設計及聲學性能研究 內容簡介
本書以降低中小型柴油機排氣噪聲、環境污染為目的，結合理論與實驗，對柴油機排氣消聲器的設計及其聲學性能進行了深入的研究。前三章闡述了柴油機消聲器的研究背景、意義及其研究現狀，介紹了性能評價指標和消聲器的流場及聲學研究理論基礎，相關從業人員在本書中能獲得噪聲控制的相關基礎知識。第四章闡述了消聲器的設計理論及特點，提出了集凈化、消聲于一體的凈化消聲器方案，討論了凈化材料的選取問題。第五、六章介紹了消聲器流場及聲場仿真建模、求解及分析等具體步驟，并開展了多物理場耦合狀態下的消聲性能仿真研究，以更真實地反映消聲器復雜工況下的工作性能。第七章介紹了消聲器空氣動力性能測試試驗和聲學性能測試試驗方法，采用遺傳算法對消聲器結構尺寸進行了優化調整，試驗驗證了仿真研究的可靠性及其優化效果。第八、九章研究了聲學單元及其參數變化對消聲器聲學性能的影響，相關規律和結論為排氣噪聲控制工作者提供了一定的工程指導。本書可供從事內燃機工程特別是柴油機消聲器方面的研發人員、高等院校相關專業師生和環境保護技術研究人員參考。
中小型柴油機排氣消聲器設計及聲學性能研究 目錄
第1章緒論1
1.1研究背景與意義1
1.1.1柴油機排放中微粒的影響2
1.1.2柴油機排放噪聲的影響2
1.2排氣消聲器研究現狀3
1.2.1阻性消聲器4
1.2.2抗性消聲器4
1.2.3阻抗復合式消聲器5
1.2.4空氣動力學方面的研究進展7
1.2.5聲學理論方面的研究進展8
1.2.6多場性能方面的研究進展9
1.2.7傳遞矩陣方法的研究現狀10
1.3排氣凈化消聲器性能研究現狀15
1.3.1微粒凈化方面的研究進展15
1.3.2消聲降噪方面的研究進展16
1.3.3多場耦合方面的研究進展17
1.3.4傳遞損失方面的研究現狀18
1.4項目來源及主要研究內容20
1.4.1項目來源20
1.4.2本書主要的研究內容20
本章參考文獻24
第2章消聲器的分類及性能評價指標41
2.1消聲器的分類41
2.1.1阻性消聲器41
2.1.2抗性消聲器42
2.1.3阻抗復合式消聲器42
2.1.4擴張式消聲器43
2.1.5共振式消聲器44
2.1.6電子消聲器45
2.2消聲器性能評價指標46
2.2.1聲學性能46
2.2.2空氣動力學性能48
2.2.3其他性能49
2.3本章小結50
本章參考文獻52
中小型柴油機排氣消聲器設計及聲學性能研究第3章消聲器流場及基礎聲學理論53
3.1流體力學理論基礎53
3.1.1流體力學基本概念53
3.1.2一維平面波聲學概念55
3.1.3基本控制方程65
3.1.4湍流模型67
3.1.5有限體積法68
3.2聲學特性基本理論69
3.2.1聲學基本概念69
3.2.2聲學基本方程70
3.2.3聲波控制方程71
3.3多孔介質理論74
3.3.1滲透能力74
3.3.2吸聲屬性74
3.3.3多孔吸聲材料的作用原理75
3.3.4多孔吸聲材料的聲學理論模型75
3.4本章小結78
本章參考文獻79
第4章凈化消聲器設計理論及特點81
4.1凈化消聲器設計理論81
4.2凈化消聲器設計的特點及結構參數設計82
4.2.1消聲器設計的特點82
4.2.2柴油機噪聲頻譜分析83
4.2.3結構參數設計84
4.3凈化吸聲材料的選擇和設置86
4.3.1吸聲材料分類及特征參數86
4.3.2凈化材料設置89
4.4凈化消聲器的方案設計89
4.4.1圓形消聲器89
4.4.2方形消聲器90
4.5本章小結93
本章參考文獻93
第5章消聲器流場及聲學特性仿真分析95
5.1相關軟件介紹95
5.1.1Fluent簡介95
5.1.2LMS Virtual. Lab簡介95
5.1.3CFD精度問題討論95
5.2流場仿真試驗及其特性分析96
5.2.1模型概述96
5.2.2網格劃分96
5.2.3邊界條件97
5.2.4流場分析98
5.3聲學特性分析100
5.3.1邊界條件定義100
5.3.2聲壓級幅值計算101
5.3.3傳遞損失分析105
5.4本章小結106
本章參考文獻106
第6章消聲器多物理場耦合仿真分析107
6.1消聲器熱聲耦合影響特性研究107
6.2消聲器流聲耦合影響特性研究109
6.3消聲器熱流聲耦合影響特性研究111
6.4消聲器聲振耦合影響特性研究112
6.5本章小結115
本章參考文獻116
第7章消聲器結構優化及試驗研究117
7.1基于遺傳算法的消聲器結構優化117
7.1.1遺傳算法的基本理論117
7.1.2消聲器優化目標與優化條件121
7.1.3排氣消聲器參數優化123
7.2試驗目的及意義125
7.3試驗原理125
7.4試驗臺架系統設計125
7.4.1發動機測控系統125
7.4.2數據采集系統127
7.4.3試驗臺架系統128
7.5試驗數據采集及結果分析129
7.5.1頻譜分析132
7.5.2聲壓分析134
7.5.3耗油率分析135
7.6本章小結135
本章參考文獻136
第8章消聲器聲學單元影響規律研究137
8.1消聲器入口端對聲學性能的影響137
8.2腔室形狀影響規律研究145
8.3凈化材料布置影響規律研究146
8.3.1不同厚度凈化材料的影響規律146
8.3.2凈化材料布置方式的影響規律147
8.4穿孔隔板影響規律研究149
8.4.1有無穿孔隔板的影響149
8.4.2穿孔隔板穿孔數的影響150
8.5本章小結151
第9章消聲器結構參數影響規律研究152
9.1孔密度影響規律研究152
9.1.1不同孔密度方案設計152
9.1.2不同孔密度方案下流場特性分析153
9.1.3不同孔密度方案下傳遞損失分析155
9.2長短軸之比影響規律研究156
9.2.1不同長短軸之比方案設計156
9.2.2不同長短軸之比方案下流場特性分析157
9.2.3不同長短軸之比方案下傳遞損失分析159
9.3長徑比影響規律研究160
9.3.1不同長徑比方案設計160
9.3.2不同長徑比方案下流場特性分析161
9.3.3不同長徑比方案下傳遞損失分析163
9.4本章小結163
第10章總結與展望165
10.1總結165
10.2有待進一步研究的問題167
1.1研究背景與意義1
1.1.1柴油機排放中微粒的影響2
1.1.2柴油機排放噪聲的影響2
1.2排氣消聲器研究現狀3
1.2.1阻性消聲器4
1.2.2抗性消聲器4
1.2.3阻抗復合式消聲器5
1.2.4空氣動力學方面的研究進展7
1.2.5聲學理論方面的研究進展8
1.2.6多場性能方面的研究進展9
1.2.7傳遞矩陣方法的研究現狀10
1.3排氣凈化消聲器性能研究現狀15
1.3.1微粒凈化方面的研究進展15
1.3.2消聲降噪方面的研究進展16
1.3.3多場耦合方面的研究進展17
1.3.4傳遞損失方面的研究現狀18
1.4項目來源及主要研究內容20
1.4.1項目來源20
1.4.2本書主要的研究內容20
本章參考文獻24
第2章消聲器的分類及性能評價指標41
2.1消聲器的分類41
2.1.1阻性消聲器41
2.1.2抗性消聲器42
2.1.3阻抗復合式消聲器42
2.1.4擴張式消聲器43
2.1.5共振式消聲器44
2.1.6電子消聲器45
2.2消聲器性能評價指標46
2.2.1聲學性能46
2.2.2空氣動力學性能48
2.2.3其他性能49
2.3本章小結50
本章參考文獻52
中小型柴油機排氣消聲器設計及聲學性能研究第3章消聲器流場及基礎聲學理論53
3.1流體力學理論基礎53
3.1.1流體力學基本概念53
3.1.2一維平面波聲學概念55
3.1.3基本控制方程65
3.1.4湍流模型67
3.1.5有限體積法68
3.2聲學特性基本理論69
3.2.1聲學基本概念69
3.2.2聲學基本方程70
3.2.3聲波控制方程71
3.3多孔介質理論74
3.3.1滲透能力74
3.3.2吸聲屬性74
3.3.3多孔吸聲材料的作用原理75
3.3.4多孔吸聲材料的聲學理論模型75
3.4本章小結78
本章參考文獻79
第4章凈化消聲器設計理論及特點81
4.1凈化消聲器設計理論81
4.2凈化消聲器設計的特點及結構參數設計82
4.2.1消聲器設計的特點82
4.2.2柴油機噪聲頻譜分析83
4.2.3結構參數設計84
4.3凈化吸聲材料的選擇和設置86
4.3.1吸聲材料分類及特征參數86
4.3.2凈化材料設置89
4.4凈化消聲器的方案設計89
4.4.1圓形消聲器89
4.4.2方形消聲器90
4.5本章小結93
本章參考文獻93
第5章消聲器流場及聲學特性仿真分析95
5.1相關軟件介紹95
5.1.1Fluent簡介95
5.1.2LMS Virtual. Lab簡介95
5.1.3CFD精度問題討論95
5.2流場仿真試驗及其特性分析96
5.2.1模型概述96
5.2.2網格劃分96
5.2.3邊界條件97
5.2.4流場分析98
5.3聲學特性分析100
5.3.1邊界條件定義100
5.3.2聲壓級幅值計算101
5.3.3傳遞損失分析105
5.4本章小結106
本章參考文獻106
第6章消聲器多物理場耦合仿真分析107
6.1消聲器熱聲耦合影響特性研究107
6.2消聲器流聲耦合影響特性研究109
6.3消聲器熱流聲耦合影響特性研究111
6.4消聲器聲振耦合影響特性研究112
6.5本章小結115
本章參考文獻116
第7章消聲器結構優化及試驗研究117
7.1基于遺傳算法的消聲器結構優化117
7.1.1遺傳算法的基本理論117
7.1.2消聲器優化目標與優化條件121
7.1.3排氣消聲器參數優化123
7.2試驗目的及意義125
7.3試驗原理125
7.4試驗臺架系統設計125
7.4.1發動機測控系統125
7.4.2數據采集系統127
7.4.3試驗臺架系統128
7.5試驗數據采集及結果分析129
7.5.1頻譜分析132
7.5.2聲壓分析134
7.5.3耗油率分析135
7.6本章小結135
本章參考文獻136
第8章消聲器聲學單元影響規律研究137
8.1消聲器入口端對聲學性能的影響137
8.2腔室形狀影響規律研究145
8.3凈化材料布置影響規律研究146
8.3.1不同厚度凈化材料的影響規律146
8.3.2凈化材料布置方式的影響規律147
8.4穿孔隔板影響規律研究149
8.4.1有無穿孔隔板的影響149
8.4.2穿孔隔板穿孔數的影響150
8.5本章小結151
第9章消聲器結構參數影響規律研究152
9.1孔密度影響規律研究152
9.1.1不同孔密度方案設計152
9.1.2不同孔密度方案下流場特性分析153
9.1.3不同孔密度方案下傳遞損失分析155
9.2長短軸之比影響規律研究156
9.2.1不同長短軸之比方案設計156
9.2.2不同長短軸之比方案下流場特性分析157
9.2.3不同長短軸之比方案下傳遞損失分析159
9.3長徑比影響規律研究160
9.3.1不同長徑比方案設計160
9.3.2不同長徑比方案下流場特性分析161
9.3.3不同長徑比方案下傳遞損失分析163
9.4本章小結163
第10章總結與展望165
10.1總結165
10.2有待進一步研究的問題167
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中小型柴油機排氣消聲器設計及聲學性能研究 節選
隨著2021年2月25日全國脫貧攻堅總結表彰大會在京隆重舉行，標志著我國脫貧攻堅戰的偉大勝利，習近平總書記指出：脫貧攻堅取得勝利后，要全面推進鄉村振興，這是“三農”工作重心的歷史性轉移。要堅決守住脫貧攻堅成果，做到脫貧不反貧，做好鞏固拓展脫貧攻堅成果同鄉村振興有效銜接。與此同時，以“全面推進鄉村振興加快農業農村現代化”為主題的中央一號文件正式出爐，文件中強調：圍繞推動農業農村現代化開好局、起好步，強化現代農業科技和物質裝備支撐、構建現代鄉村產業體系、推進農業綠色發展[1]。湖南省積極響應國家號召，堅定農村農業“現代化”發展思路，大力推動農業機械化發展[2-5]。柴油機作為農業機械動力中的中流砥柱，其重要性不言而喻，為實現農業現代化的總目標，農機產品的需求量大大增加。 柴油機動力的使用一方面極大的提高了生產效率、為農業生產提供了便利，但同時也帶來了諸多負面影響，噪聲作為柴油機主要污染之一，違背了“綠色”發展理念[6]。在噪聲污染中，高頻噪聲會隨著傳播距離越遠或障礙物的阻擋反射迅速衰減，但中低頻噪聲具有傳遞衰減緩慢、穿透力強等特點，相比高頻噪聲不易在傳播過程中發生耗散；除此以外，由于農業機械操作位置距離噪聲源較近，也會對人體健康造成巨大危害，嚴重時會導致睡眠質量、記憶力、專注力的下降。為此，對以柴油機為動力的農業機械的噪聲控制變的尤為重要。目前，對于噪聲的控制主要有三個措施：（1）防止噪聲的產生，即通過減弱噪聲聲源實現噪聲控制。（2）阻斷、干涉噪聲傳播，即在噪聲傳播路徑上通過對聲波的干涉、吸收等方式實現噪聲控制。（3）防止噪聲進入人耳。對于以上三種措施，由于排氣噪聲是由于發動機排出廢氣時，排氣門處的渦流聲、噴流聲以及在排氣門、排氣歧管及排氣管口處出現高溫、高壓氣體之間的劇烈碰撞及而產生，對于這一問題的解決通常需要在發動機產品設計階段針對噪聲問題對其結構和工作方式等進行創新型設計，需要耗費巨大的人力和物力，成本較高。防止噪聲進入人耳需要操作者佩戴專業降噪設備，會大大增加農民從事農業生產時的成本，因此主要考慮在傳播路徑及傳播過程中對聲波進行干涉和吸收的方法來控制排氣噪聲。所以在對排氣噪聲進行控制時安裝排氣消聲器成為一種直接且有效的方式。
中小型柴油機排氣消聲器設計及聲學性能研究 作者簡介
教授，博士，研究生導師，中國內燃機學會第八屆理事會內燃動力智能技術分會會員，湖南省工程熱物理學會理事。主持湖南省自然科學基金項目1項、省科技廳科技計劃項目1項、省教育廳科研項目6項、省經信委百項重點專利轉化項目1項及企業委托項目5項，參與*、省部級及市廳級項目等7項，出版專著1部，發表高水平學術論文近30篇，其中，以第一作者發表SCI、EI論文16篇，獲授權專利36項，其中，以第一發明人獲發明專利11項，獲得2018年度湖南省科學技術進步獎三等獎（第1完成人）、第二屆邵陽市青年科技獎等各1項。
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