葛隽宇，张 杰，郭文亮

（1.太原理工大学机械与运载工程学院，山西 太原 030024；2.精密加工山西省重点实验室，山西 太原 030024）

1 引言

国内多数煤矿风井采用轴流式风机对坑底进行换气，但由于其产生的噪声很大，对煤矿工人和周边生活的居民造成了很大的危害。低频噪声作为风井噪声的基频噪声，一直以来都是工程降噪的难题。

对于风井消声器而言，由于高阶声模态在频率较低时就被激发，将严重影响消声器的声学性能。目前，相关科研人员对声模态进行了一系列研究：利用管道声模态理论分解出模态声波，并发展了平面波截止频率以上声波的传递损失计算方法[1]；证明了将入口管或出口管置于某阶模态节线处，可消除相应的声模态[2-3]。使用管道声模态法代替传统方法计算消声器传声损失，大大的提高了计算效率，使得传声损失被很快预估。但鲜有科研人员结合多阶声模态的激发频率和节线位置分布，对管道声模态及消声器相应的结构改进进行具体深入的研究。

综合以上考虑，针对某煤矿FBCDZ型防爆对旋轴流式风机，设计了相应的扩张室消声器，深入分析了高阶声模态对扩张室消声器声学性能的影响。并基于管道声模态理论，推导和计算了消声器首阶模态波的激发频率以及模态声压节线位置，利用所得结论对消声器进行了结构优化。消声量及流阻是评价消声器性能的两个重要指标[4-5]。传递损失受环境和声源影响很小，是表征消声量的最佳参数[6]，压力损失则是表征流阻的常用参数。……