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環(huán)保工程師輔導(dǎo)之噪聲污染防治工程原理

更新時(shí)間:2009-10-19 23:27:29 來(lái)源:|0 瀏覽0收藏0

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  復(fù)習(xí)要求:

  1、掌握吸聲、隔聲和消聲降噪的基本方法。

  2、熟悉主要吸聲、隔聲和消聲器材的性能與評(píng)價(jià)。

  一、吸聲降噪

  1、吸聲材料(結(jié)構(gòu))及其應(yīng)用

  具有較高吸聲能力的材料(結(jié)構(gòu)),可稱為吸聲材料(結(jié)構(gòu))。原則上可以分為多孔性吸聲材料、共振吸聲結(jié)構(gòu)和由它們組合的復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)。多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理是進(jìn)入多孔性吸聲材料的聲波使材料的筋絡(luò)和氣泡等微觀結(jié)構(gòu)振動(dòng)和互相作用,通過介質(zhì)的黏滯性和熱傳導(dǎo)作用,使聲能轉(zhuǎn)化為熱能。共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理是和共振吸聲結(jié)構(gòu)共振頻率一致的聲波使得結(jié)構(gòu)的聲質(zhì)量產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng),通過結(jié)構(gòu)的聲阻耗損聲能。

  (1)降低含有聲源的房間和其他封閉空間的內(nèi)部噪聲;

  (2)降低由外部傳遞到房間和其他封閉空間內(nèi)的噪聲;

  (3)降低聲屏障等噪聲控制設(shè)備對(duì)于某一特定方向的反射聲;

  (4)使用在消聲器中降低噪聲的傳遞;

  (5)使用在隔聲結(jié)構(gòu)中,提高復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲量。

  在一個(gè)有聲源的房間,房間內(nèi)任何一點(diǎn)的噪聲能量來(lái)自兩部分,一部分來(lái)自聲源的直達(dá)聲,另一部分來(lái)自房間內(nèi)反射物反射產(chǎn)生的混響聲。

  2、吸聲材料(結(jié)構(gòu))基本類型

  (1)多孔吸聲材料,包括纖維類材料、泡沫類材料和顆粒類材料等;

  (2)共振吸聲結(jié)構(gòu),包括穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)、薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)、薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)等;

  (3)復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu),包括把多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)按需要組合的材料。

  3、吸聲材料(結(jié)構(gòu))的吸聲系數(shù)

  (1)吸聲系數(shù)定義:是表征吸聲性能最常用的參數(shù),它表征材料(結(jié)構(gòu))吸收的聲能(包括透射的聲能)和入射到材料(結(jié)構(gòu))聲能的比值。 吸聲系數(shù)和聲波的入射條件、聲波頻率等因數(shù)有關(guān)。

  (2)吸聲系數(shù)的測(cè)量

  吸聲系數(shù)和聲波的入射方向有很大關(guān)系,聲波的入射方向不同,相應(yīng)采用的吸聲系數(shù)的測(cè)量方法也不同。

 、俅怪比肷湮曄禂(shù) :垂直入射是指聲波垂直地入射到材料表面,實(shí)際上是一種特殊的入射情況,與實(shí)際情況有一定的差異。

  垂直入射吸聲系數(shù)通常采用駐波管法進(jìn)行測(cè)量。 為聲壓極大值和聲壓極小值的比值, 如果直接測(cè)量出聲壓極大值和聲壓極小值的聲壓級(jí)差 ,可以利用下列關(guān)系計(jì)算出比值N: ,這種測(cè)量方法要保證在管內(nèi)形成平面波,測(cè)試的最高頻率應(yīng)和管徑相適應(yīng),即存在一個(gè)上限頻率,對(duì)于圓形管道,它的上限頻率為: 。 為管道截面半徑; 為管內(nèi)聲速。矩形管道,上限頻率為: 。 為管道最大尺寸邊長(zhǎng)。

  為了保證至少能測(cè)量一對(duì)聲壓極大值和聲壓極小值,駐波管的長(zhǎng)度要滿足測(cè)量最低頻率的要求,即存在一個(gè)下限頻率: 。 為管道長(zhǎng)度。

 、跓o(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù) :無(wú)規(guī)入射是指聲波從所有方向以相同的概率入射到材料的表面,和大多數(shù)實(shí)際情況比較接近。

  無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù)的測(cè)量采用混響室法,主要原理是根據(jù)混響室內(nèi)放進(jìn)吸聲材料(或吸聲結(jié)構(gòu))前后混響時(shí)間的變化來(lái)確定其吸聲特性。混響室的體積,應(yīng)滿足下列要求: , 測(cè)量最低頻率聲波的波長(zhǎng)。

  在混響室測(cè)量的無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù)可按下式計(jì)算: 為混響室體積; 未裝試件時(shí)的混響時(shí)間; 裝試件時(shí)的混響時(shí)間; 試件的總面積。

 、鄞怪比肷湮曄禂(shù)和無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù)的關(guān)系:在混響室法中,試件的安裝可以模擬現(xiàn)場(chǎng)條件,能夠較為確切地反映試件在房間內(nèi)的吸聲性能。

  4、房間平均吸聲系數(shù)和吸聲量

  在一個(gè)房間內(nèi)如果布置有幾種不同吸聲系數(shù)、不同面積的材料時(shí),人們常采用平均吸聲系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)整個(gè)房間的吸聲特性,其定義為: ; 面積為 材料的吸聲系數(shù)。

  吸聲量也稱等效吸聲面積,以吸聲系數(shù)乘以相應(yīng)的面積,即為該材料的吸聲量,即 5、表示材料吸聲特性的其他量

  (1)聲阻抗

  由于吸聲系數(shù)主要反映入射聲和反射聲能量的數(shù)值關(guān)系,它們的位相關(guān)系并沒有反映出來(lái),在這方面聲阻抗可能更有價(jià)值。介質(zhì)在某一表面上的聲阻抗由該介質(zhì)表面上的平均有效聲壓 和通過該表面上的有效體積速度 的比值來(lái)表示: 聲阻抗是一個(gè)復(fù)數(shù),其實(shí)部為聲阻,虛部為聲抗。介質(zhì)中某一點(diǎn)的有效聲壓 和該點(diǎn)的有效質(zhì)點(diǎn)速度 的比值稱為聲阻抗率: 吸聲材料的聲阻抗和吸聲系數(shù)一樣,可以利用駐波管進(jìn)行測(cè)量,直接由測(cè)量結(jié)果畫出材料的聲阻抗圖。材料的表面聲阻抗 和垂直入射吸聲系數(shù) 關(guān)系如下: (2)流阻、空隙率

  流阻、空隙率是表征多孔性吸聲材料的主要微觀物理參數(shù),它可以幫助眾從材料的微觀結(jié)構(gòu)入手,改進(jìn)多孔性吸聲材料的吸聲特性。流阻表征氣流通過材料的阻力,也是俗稱的材料的透氣性。它定義為: , 氣流通過材料時(shí),兩邊的壓力差; 氣流通過材料的速度。單位厚度的流阻稱為流阻率,即: ; 材料厚度。

  從根本上講,材料的流阻和聲阻有密切關(guān)系。一般說(shuō)來(lái)對(duì)于低流阻材料,低頻范圍的吸聲系數(shù)較低,中高頻范圍明顯增加;高流阻材料相比較在調(diào)頻范圍吸聲系數(shù)較低,而低頻范圍有一定改善。

  孔隙率也是經(jīng)常采用的描述多孔材料特性的一個(gè)參數(shù),定義為: 。 孔隙率; 材料中孔隙的體積; 材料總體積。

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