什么是燃烧噪声?

什么是燃烧噪声?

[拼音]：ranshao zaosheng

[外文]：noise by combustion

燃料（包括固态、液态和气态燃料）在燃烧过程中发出的噪声。它不仅和燃烧过程的气体流动力和火焰的能量交换有关，还和燃烧过程的发声机制有关。燃烧系统发生的噪声又受到燃料喷嘴、燃烧室的几何形状等因素的影响，因此它的机制非常复杂。关于产生燃烧噪声的机制的研究工作还限于某些燃料混合气的自由火焰方面。

火焰的发声机制

火焰保持稳定的层流时，噪声很低。不稳定的湍流焰则产生强噪声。湍流焰的发声机制，可以认为是由于在整个燃烧区中统计分布的大量单极子声源产生的复合效应（见噪声辐射）。

频谱特性

实验表明，燃料混合气的燃烧噪声，频谱具有典型特性（见图）。由图可以看出，噪声是连续谱，没有明显的离散频率。频谱曲线在谱峰两边呈不对称形状，低频以每倍频程8分贝迅速上升，高频端只以3分贝缓缓下降。平均的半功率宽度(峰值下降 3分贝的频带宽度)达1.9倍频程。依此外推，20分贝约相当于10个倍频程带宽，所以燃烧噪声与喷气噪声相比，频谱要平坦得多，喷气噪声大约只有6.5个倍频带。实验还表明，频谱有形状对近场和远场都相同，与声源的方向和距离无关。

谱峰频率fp与燃料喷嘴的直径d有一定的关系：

式中α和m为实验常数，m约等于1，与谱峰相应的波长约为燃料喷嘴直径的50倍，而喷气噪声谱峰的波长大约只有燃料喷嘴直径的5倍，fp和流速可能呈线性关系。

影响总噪声级的因素

实验表明，影响燃烧总噪声功率的最主要因素是：燃料喷速v、燃料喷嘴直径d、燃烧速度ub。在其他因素不变的情况下，在垂直火焰中心线的平面内且与火焰距离0.95米处测得的总声压级Lp，与lg v、lg d和lg ub呈线性关系。

上式是由vub在3 000～21 600cm2/s2的范围内得出的，K为实验常数。

燃料混合气燃烧噪声的总输出功率，还与燃料混合的充分程度有密切的关系。燃烧噪声总功率受诸因素影响的规律，有待研究。当燃烧系统的固有频率与燃烧噪声的谱峰频率吻合时，就有可能产生声共振，大大增强噪声，甚至会影响到燃烧系统的正常运转。这时应该认真检查，找出产生共振的原因，用适当的方法加以排除。

参考书目

F.E.J.Briffa，Combustion Noise， Proceedings of Symposium，Southampton，Jan.，1972.