臺灣博碩士論文加值系統

本文的主要內容在於實驗室改建後建立一套合理可行的消音箱或消音百葉消音性能測試實驗環境，並針對數個樣本加以分析探討，藉由本實驗流程可判定消音設施之消音性能，其結果可提供工業界本土化資料參考應用，使得管道內噪音得到適當的控制。
為了確認本實驗環境的正確性，文中針對氣流和聲壓特性做了一系列的研究，其中包括了空導管的平均壓力量測和平均聲壓的量測，同時也針對消音箱的插入損失（Insertion Loss）、動態插入損失（Dynamic Insertion Loss）、壓損（Pressure Drop）、壓損係數（Pressure Drop Coefficient）和流速（Velocity）做了許多量測和分析探討，並經由多次的實驗結果，驗證本實驗室實驗流程與方法的可行性。

The objective of this paper is to set up a set of rational experimental environments for testing the performance of silencers. The performance of several silencers can be determined by the laboratory experiment procedure. The results can be used as the control of duct noise in the industrial field.
In order to confirm the exactness of an experiment environment, we have done a series of research for the properties of the airflow and sound pressure level, such as average airflow pressure measurement in empty ducts and average sound pressure level measurement. Simultaneously, we focus on the measurements and studies of static insertion loss, dynamic insertion loss, pressure drop, pressure drop coefficient, and airflow velocity. Finally, the feasibility of this laboratory has been verified via numerous experiments and analyses.

摘要 i
Abstract ii
圖目錄 iV
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究動機 1
1.2 研究範圍與內容 2
1.2.1 研究範圍 2
1.2.2 研究內容 2
第二章 理論基礎 3
2.1 動態插入損失(Dynamic Insertion Loss, DIL) 3
2.2 插入損失(Insertion Loss, IL) 3
2.3 氣流噪音（Flow-generated noise） 4
2.4 壓力損失（Pressure drop，�嵐） 4
2.5 阻力係數（�瞗^ 5
第三章 動態插入損失實驗系統改建與設計 6
3.1 實驗設施的改建 6
3.2 實驗流程注意與考量因素 7
3.3 改建後校正 9
3.4 DIL儀器架設、測試與校正 10
3.5 DIL之量測流程 11
3.6 儀器簡介 12
3.7全迴響室與全無響室實驗室介紹 14
第四章 量測實驗結果 23
4.1 消音百葉動態插入損失實驗 31
4.1.1 EI-1動態插入損失實驗之量測 31
4.1.2 MS-1動態插入損失實驗之量測 37
4.2 消音箱動態插入損失實驗 45
4.2.1 EIS-1動態插入損失實驗之量測 45
4.2.2 EIS-2動態插入損失實驗之量測 53
4.2.3 EIS-3動態插入損失實驗之量測 61
4.3 改建後特定消音箱動態插入損失實驗 69
4.3.1 SIL-900動態插入損失實驗之量測 69
4.3.2 SIL-1200動態插入損失實驗之量測 76
第五章 實驗結果與討論 82
5.1 消音百葉動態插入損失實驗 82
5.1.1 靜態插入損失 82
5.1.2 動態插入損失 83
5.1.3 氣流噪音 83
5.2 消音箱實驗結果比較 84
5.2.1 靜態插入損失 84
5.2.2 動態插入損失 84
5.2.3 氣流噪音 85
5.3 實驗室改建前後消音箱實驗結果比較 86
5.3.1 SIL-900靜動態插入損失與氣流噪音比較 86
5.3.2 SIL-1200靜動態插入損失與氣流噪音比較 87
5.4 壓力損失 89
第六章 結論與展望 123
6.1 結論 123
6.2 未來展望 125
參考文獻 126

















圖目錄
圖3-1 改建前上游流速 15
圖3-2 改建後上游流速 16
圖3-3 更換後的直管 16
圖3-4 改建後的音源室 16
圖3-5 動態插入損失之導管圖 16
圖3-6 風機與導管之帆布銜接圖 16
圖3-7 風機基座之橡膠隔振墊 17
圖3-8 風機前端系統消音箱 17
圖3-9 風機後端系統消音箱 17
圖3-10 麥克風（B&K 4190）1號 17
圖3-11 麥克風（B&K 4190）2號 17
圖3-12 麥克風（B&K 4190）3號 17
圖3-13 麥克風（B&K 4190）4號 18
圖3-14 全迴響室之麥克風佈置圖 18
圖3-15 全無響室 18
圖3-16 全迴響室 18
圖3-17 全迴響室與全無響室之間的測試孔 18
圖3-18 大氣壓力計（B&K UZ0004） 18
圖3-19 防風球（UA0023） 19
圖3-20 微壓傳送計（FCO-352） 19
圖3-21 頻譜分析儀（B&K PULSE 3560D） 19
圖3-22 測試段上游之九孔測孔 19
圖3-23 兩測孔之孔心距 19
圖3-24 皮托靜壓管 19
圖3-25 皮托靜壓管上之十一個測點 20
圖3-26 海洋大學DIL實驗室皮托管測點位置圖 20
圖3-27 前置放大器（B&K 2669） 20
圖3-28 揚聲器（Yamaha MS-400） 20
圖3-29 訊號產生器（RION SF-06） 20
圖3-30 動態插入損失實驗室之全迴響室出風口 20
圖3-31 全無響室大門 21
圖3-32 控制室大門 21
圖3-33 校正器（RION NC-74） 21
圖3-34 微壓傳送計之電阻（250Ω） 21
圖3-35 輕質均流管（DWY SSS-1005） 21
圖3-36 變頻器（TECO SPEECO 7200MA） 21
圖3-37 全無響室之鋼琴線 22
圖3-38 全迴響室 22
圖3-39 楔型吸音材 22
圖3-40 全無響室 22
圖4-1 空導管中固定喇叭功率與背景噪音值 24
圖4-2 空導管流速=1m/s產生的氣流噪音 25
圖4-3 空導管流速=2m/s產生的氣流噪音 25
圖4-4 空導管流速=3m/s產生的氣流噪音 25
圖4-5 空導管流速=4m/s產生的氣流噪音 26
圖4-6 空導管流速=5m/s產生的氣流噪音 26
圖4-7 空導管流速=6m/s產生的氣流噪音 26
圖4-8 空導管流速=7m/s產生的氣流噪音 27
圖4-9 空導管流速=8m/s產生的氣流噪音 27
圖4-10 空導管流速=9m/s產生的氣流噪音 27
圖4-11 空導管中固定喇叭功率與背景噪音流速1m/s 28
圖4-12 空導管中固定喇叭功率與背景噪音流速2m/s 28
圖4-13 空導管中固定喇叭功率與背景噪音流速3m/s 28
圖4-14 空導管中固定喇叭功率與背景噪音流速4m/s 29
圖4-15 空導管中固定喇叭功率與背景噪音流速5m/s 29
圖4-16 空導管中固定喇叭功率與背景噪音流速6m/s 29
圖4-17 空導管中固定喇叭功率與背景噪音流速7m/s 30
圖4-18 空導管中固定喇叭功率與背景噪音流速8m/s 30
圖4-19 空導管中固定喇叭功率與背景噪音流速9m/s 30
圖4-20 EI-1進風側 32
圖4-21 EI-1出風側 32
圖4-22 EI-1安裝中情形-進風口 32
圖4-23 EI-1安裝中情形-出風口 32
圖4-24 EI-1的四筆IL值（無氣流作用下） 33
圖4-25 EI-1在1m/s ~4m/s下的DIL值 33
圖4-26 EI-1在1m/s的氣流噪音 34
圖4-27 EI-1在2m/s的氣流噪音 34
圖4-28 EI-1在3m/s的氣流噪音 35
圖4-29 EI-1在4m/s的氣流噪音 35
圖4-30 EI-1在1m/s~4m/s的氣流噪音 36
圖4-31 MS-1進風側 38
圖4-32 MS-1出風側 38
圖4-33 MS-1安裝中情形-進風口 38
圖4-34 MS-1安裝中情形-出風口 38
圖4-35 MS-1的八筆IL值（無氣流作用下） 39
圖4-36 MS-1在1~8m/s下的DIL值 39
圖4-37 MS-1在1m/s的氣流噪音 40
圖4-38 MS-1在2m/s的氣流噪音 40
圖4-39 MS-1在3m/s的氣流噪音 41
圖4-40 MS-1在4m/s的氣流噪音 41
圖4-41 MS-1在5m/s的氣流噪音 42
圖4-42 MS-1在6m/s的氣流噪音 42
圖4-43 MS-1在7m/s的氣流噪音 43
圖4-44 MS-1在8m/s的氣流噪音 43
圖4-45 MS-1在1m/s~8m/s的氣流噪音 44
圖4-46 EIS-1進風側 46
圖4-47 EIS-1出風側 46
圖4-48 EIS-1安裝中情形-進風口 46
圖4-49 EIS-1安裝中情形-出風口 46
圖4-50 EIS-1的九筆IL值（無氣流作用下） 47
圖4-51 EIS-1在1 m/s ~9m/s下的DIL值 47
圖4-52 EIS-1在1m/s的氣流噪音 48
圖4-53 EIS-1在2m/s的氣流噪音 48
圖4-54 EIS-1在3m/s的氣流噪音 49
圖4-55 EIS-1在4m/s的氣流噪音 49
圖4-56 EIS-1在5m/s的氣流噪音 50
圖4-57 EIS-1在6m/s的氣流噪音 50
圖4-58 EIS-1在7m/s的氣流噪音 51
圖4-59 EIS-1在8m/s的氣流噪音 51
圖4-60 EIS-1在9m/s的氣流噪音 52
圖4-61 EIS-1在1m/s~9m/s的氣流噪音 52
圖4-62 EIS-2進風側 54
圖4-63 EIS-2出風側 54
圖4-64 EIS-2安裝中情形-進風口 54
圖4-65 EIS-2安裝中情形-出風口 54
圖4-66 EIS-2的九筆IL值（無氣流作用下） 55
圖4-67 EIS-2在1 m/s ~9m/s下的DIL值 55
圖4-68 EIS-2在1m/s的氣流噪音 56
圖4-69 EIS-2在2m/s的氣流噪音 56
圖4-70 EIS-2在3m/s的氣流噪音 57
圖4-71 EIS-2在4m/s的氣流噪音 57
圖4-72 EIS-2在5m/s的氣流噪音 58
圖4-73 EIS-2在6m/s的氣流噪音 58
圖4-74 EIS-2在7m/s的氣流噪音 59
圖4-75 EIS-2在8m/s的氣流噪音 59
圖4-76 EIS-2在9m/s的氣流噪音 60
圖4-77 EIS-2在1m/s~9m/s的氣流噪音 60
圖4-78 EIS-3進風側 62
圖4-79 EIS-3出風側 62
圖4-80 EIS-3安裝中情形-進風口 62
圖4-81 EIS-3安裝中情形-出風口 62
圖4-82 EIS-3的九筆IL值（無氣流作用下） 63
圖4-83 EIS-3在1 m/s ~9m/s下的DIL值 63
圖4-84 EIS-3在1m/s的氣流噪音 64
圖4-85 EIS-3在2m/s的氣流噪音 64
圖4-86 EIS-3在3m/s的氣流噪音 65
圖4-87 EIS-3在4m/s的氣流噪音 65
圖4-88 EIS-3在5m/s的氣流噪音 66
圖4-89 EIS-3在6m/s的氣流噪音 66
圖4-90 EIS-3在7m/s的氣流噪音 67
圖4-91 EIS-3在8m/s的氣流噪音 67
圖4-92 EIS-3在9m/s的氣流噪音 68
圖4-93 EIS-3在1m/s~9m/s的氣流噪音 68
圖4-94 SIL-900進風側 70
圖4-95 SIL-900出風側 70
圖4-96 SIL-900安裝中情形-進風口 70
圖4-97 SIL-900安裝中情形-出風口 70
圖4-98 SIL-900的六筆IL值（無氣流作用下） 71
圖4-99 SIL-900在1 m/s ~6m/s下的DIL值 71
圖4-100 SIL-900在1m/s的氣流噪音 72
圖4-101 SIL-900在2m/s的氣流噪音 72
圖4-102 SIL-900在3m/s的氣流噪音 73
圖4-103 SIL-900在4m/s的氣流噪音 73
圖4-104 SIL-900在5m/s的氣流噪音 74
圖4-105 SIL-900在6m/s的氣流噪音 74
圖4-106 SIL-900在1 m/s ~6m/s的氣流噪音 75
圖4-107 SIL-1200進風側 77
圖4-108 SIL-1200出風側 77
圖4-109 SIL-1200安裝中情形-進風口 77
圖4-110 SIL-1200安裝中情形-出風口 77
圖4-111 SIL-1200的六筆IL值（無氣流作用下） 77
圖4-112 SIL-1200在1 m/s ~6m/s下的DIL值 78
圖4-113 SIL-1200在1m/s的氣流噪音 78
圖4-114 SIL-1200在2m/s的氣流噪音 79
圖4-115 SIL-1200在3m/s的氣流噪音 79
圖4-116 SIL-1200在4m/s的氣流噪音 80
圖4-117 SIL-1200在5m/s的氣流噪音 80
圖4-118 SIL-1200在6m/s的氣流噪音 81
圖4-119 SIL-1200在1 m/s ~6m/s的氣流噪音 81
圖5-1 EI-1&MS-1的IL值比較 90
圖5-2 EI-1&MS-1在1m/s時的DIL值比較 90
圖5-3 EI-1&MS-1在2m/s時的DIL值比較 91
圖5-4 EI-1&MS-1在3m/s時的DIL值比較 91
圖5-5 EI-1&MS-1在4m/s時的DIL值比較 92
圖5-6 EI-1&MS-1在1m/s的氣流噪音 92
圖5-7 EI-1&MS-1在2m/s的氣流噪音 93
圖5-8 EI-1&MS-1在3m/s的氣流噪音 93
圖5-9 EI-1&MS-1在4m/s的氣流噪音 94
圖5-10 EIS-1& EIS-2的IL值比較 94
圖5-11 EIS-1& EIS-2在1m/s時的DIL值比較 95
圖5-12 EIS-1& EIS-2在2m/s時的DIL值比較 95
圖5-13 EIS-1& EIS-2在3m/s時的DIL值比較 96
圖5-14 EIS-1& EIS-2在4m/s時的DIL值比較 96
圖5-15 EIS-1& EIS-2在5m/s時的DIL值比較 97
圖5-16 EIS-1& EIS-2在6m/s時的DIL值比較 97
圖5-17 EIS-1& EIS-2在7m/s時的DIL值比較 98
圖5-18 EIS-1& EIS-2在8m/s時的DIL值比較 98
圖5-19 EIS-1& EIS-2在9m/s時的DIL值比較 99
圖5-20 EIS-1& EIS-2在1m/s的氣流噪音 99
圖5-21 EIS-1& EIS-2在2m/s的氣流噪音 100
圖5-22 EIS-1& EIS-2在3m/s的氣流噪音 100
圖5-23 EIS-1& EIS-2在4m/s的氣流噪音 101
圖5-24 EIS-1& EIS-2在5m/s的氣流噪音 101
圖5-25 EIS-1& EIS-2在6m/s的氣流噪音 102
圖5-26 EIS-1& EIS-2在7m/s的氣流噪音 102
圖5-27 EIS-1& EIS-2在8m/s的氣流噪音 103
圖5-28 EIS-1& EIS-2在9m/s的氣流噪音 103
圖5-29 EIS-1& EIS-3的IL值比較 104
圖5-30 EIS-1& EIS-3在1m/s時的DIL值比較 104
圖5-31 EIS-1& EIS-3在2m/s時的DIL值比較 105
圖5-32 EIS-1& EIS-3在3m/s時的DIL值比較 105
圖5-33 EIS-1& EIS-3在4m/s時的DIL值比較 106
圖5-34 EIS-1& EIS-3在5m/s時的DIL值比較 106
圖5-35 EIS-1& EIS-3在6m/s時的DIL值比較 107
圖5-36 EIS-1& EIS-3在7m/s時的DIL值比較 107
圖5-37 EIS-1& EIS-3在8m/s時的DIL值比較 108
圖5-38 EIS-1& EIS-3在9m/s時的DIL值比較 108
圖5-39 EIS-1& EIS-3在1m/s的氣流噪音 109
圖5-40 EIS-1& EIS-3在2m/s的氣流噪音 109
圖5-41 EIS-1& EIS-3在3m/s的氣流噪音 110
圖5-42 EIS-1& EIS-3在4m/s的氣流噪音 110
圖5-43 EIS-1& EIS-3在5m/s的氣流噪音 111
圖5-44 EIS-1& EIS-3在6m/s的氣流噪音 111
圖5-45 EIS-1& EIS-3在7m/s的氣流噪音 112
圖5-46 EIS-1& EIS-3在8m/s的氣流噪音 112
圖5-47 EIS-1& EIS-3在9m/s的氣流噪音 113
圖5-48 SIL-900改建前後IL值比較 113
圖5-49 SIL-900改建前後在3m/s時的DIL值比較 114
圖5-50 SIL-900改建前後在4m/s時的DIL值比較 114
圖5-51 SIL-900改建前後在5m/s時的DIL值比較 115
圖5-52 SIL-900改建前後在6m/s時的DIL值比較 115
圖5-53 SIL-900改建前後在3m/s時的氣流噪音值比較 116
圖5-54 SIL-900改建前後在4m/s時的氣流噪音值比較 116
圖5-55 SIL-900改建前後在5m/s時的氣流噪音值比較 117
圖5-56 SIL-900改建前後在6m/s時的氣流噪音值比較 117
圖5-57 SIL-1200改建前後IL值比較 118
圖5-58 SIL-1200改建前後在3m/s時的DIL值比較 118
圖5-59 SIL-1200改建前後在4m/s時的DIL值比較 119
圖5-60 SIL-1200改建前後在5m/s時的DIL值比較 119
圖5-61 SIL-1200改建前後在6m/s時的DIL值比較 120
圖5-62 SIL-1200改建前後在3m/s時的氣流噪音值比較 120
圖5-63 SIL-1200改建前後在4m/s時的氣流噪音值比較 121
圖5-64 SIL-1200改建前後在5m/s時的氣流噪音值比較 121
圖5-65 SIL-1200改建前後在6m/s時的氣流噪音值比較 122
圖5-66 EI-1、MS-1、EIS-1、EIS-2及EIS-3的壓力損失值比較圖 121

參考文獻
[1] Ramakrishnan, R. ; Stevens, R., “Improving the accuracy of duct silencer insertion loss predictions,” Journal of Sound and Vibration 169(3), pp.423-427, 1994
[2] C.M.Mak, AND J. Yang, “A prediction method for aerodynamic sound produced by closely spaced element in air ducts,” Journal of Sound and vibration 229(3), pp.743-753, 2000
[3] C.M.Mak, “Development of a prediction method for flow-generated noise produced by duct elements in ventilation systems,” Applied Acoustics 63, pp.81–93, 2002
[4] P. A. Rusch and A. K. Dhingra, “Numerical and Experimental investigation of the Acoustic and Flow Performance of Intake SysteWS,” Journal of Vibration and Acoustics 124, pp.334-339, 2002
[5] ASTM E477-99：Standard Test Method for Measuring Acoustical and Airflow Performance of Duct Liner Materials and Prefabricated Silencers,2000
[6] Rex Klopfenstein Jr.*, “Air velocity and flow measurement using a Pitot tube,”ISA Transactions 37, pp.257-263, 1998
[7] P.A. Nelson and C.L. Morfey, “Aerodynamic sound produc-
tion in low speed flow ducts,” Journal of Sound and vibration 7 9(2), pp.263-289, 1981
[8] D.J. Oldham and A.U. Ukpoho, “A Pressure-based technique for predicting regenerated noise levels in ventilation systeWS,” Journal of Sound and vibration 140(2), pp.259-272, 1990
[9] 盧威宇，“第八講 第二章 防音與減振設備簡介”，噪音振動防治工程設計與測試技術講習會，2002年
[10] 馬大猶，噪聲與振動控制工程手冊，機械工業出版社，2002年
[11] Frank M. White, “Viscous flow in ducts,” Fluid MECHANICS Fourth Edition,pp.387-390, 1999
[12] 項端祈，空調系統消聲與隔振設計，機械工業出版社，2005年
[13] 馬大猷，現代聲學理論基礎，科學出版社，2005年
[14] 盛美萍，噪聲與振動控制技術基礎，科學出版社，2005年
[15] 陳克安，聲學測量，科學出版社，2005年
[16] 鐘祥璋，建築吸聲材料與隔聲材料，化學工業出版社，2005年