河南城建学院物理性污染控制课程设计

物理性污染控制课程设计专业名称： 环境工程 指导老师：冯兴华 杨治广 姜立民班 级： 0214101 姓 名： 厚德 唯实博学 慎思 1前 言环境噪声控制工程是高等学校环境工程专业的主要专业课程之一，为促进学生掌握噪声治理工程的理论和技术，具备噪声治理工程的设计能力和综合利用相关知识的能力，本课程在完成课堂理论教学的同时开设课程设计一周。通过课程设计使学生了解噪声治理工程设计的知识和原则，是学生的基本技能得到训练。基础理论研究中的许多创新课题是由应用的需要提出来的，而创新的价值也往往在应用中才能体现出来，在理论研究-应用研究-实际应用这一过程中工程设计扮演着一个很重要的角色，也就是说在科研成果转化为生产力的过程中，一般是离不开工程设计的；一个工程类理论研究的试验装置的设计质量直接影响理论研究工作的开展；而工程设计能力是工科大学毕业生综合素质能力的体现，在用人单位对应聘者工程设计能力的要求是较高的。本课程的目的通过课程设计，是学生能过运用和深化所学专业理论知识，培养其独立分析和解决一般工程实际问题的能力，使学生受到工程师的基本训练。因此本次设计具有十分重要的意义。厚德 唯实博学 慎思 2目 录前言一、设计任务书.3二、设计内容及原则.42.1 设计目的.42.2 设计参数及要求.42.3 设计原则.52.4 设计方案比较和确定.6三、设计方案计算.123.1 吸声结构降噪.123.2 阻性消声器降噪.163.3 隔声门（窗）的处理.17四、设计图纸.21五、结语.22参考文献厚德 唯实博学 慎思 3一、设计任务书1.1 设计题目：某空压机房降噪系统设计1.2 设计目的：（1）巩固所学专业理论知识，强化实践技能训练；（2）熟悉基础资料的收集方法及设计方案可行性论证；（3）初步掌握噪声污染控制设计的内容、程序和基本方法；（4）运用专业理论知识，解决噪声污染控制工程实际问题。1.3 设计资料下面是某空压机厂房内工人实际操作点的实测频谱图。该空压机房内部尺寸为：长 11.4m，宽 6.8m，高 4.2m。四窗一门，窗户尺寸为：高宽=1.6m1.6m ，门尺寸为：高宽=2.8m1.6m，室内没有通风孔。车间内有两台型号为 4L-20/8 空压机。经现场测量，机房外最高声级为 80分贝。房间壁面的平均吸声系数为 0.025。试采取有效措施对车间噪声进行设计控制，达到国家工业企业噪声卫生标准和工业企业厂界环境噪声排放标准 （GB12348-2008）的要求。厚德 唯实博学 慎思 41.4 完成成果（1）设计说明书、计算书一份。（2）噪声控制设备和材料或结构图二、设计内容及原则2.1 设计目的（1）巩固所学专业理论知识，强化实践技能训练；（2）熟悉基础资料的收集方法及设计方案可行性论证；（3）初步掌握噪声污染控制设计的内容、程序和基本方法；（4）运用专业理论知识，解决噪声污染控制工程实际问题。2.2 设计参数和要求 （1）房间尺寸11.4m（长）6.8m（宽）4.2m（高） ，房间容积 V=325.6 ，四窗一门，3m窗户尺寸为：高宽=1.6m1.6m，门尺寸为：高宽=2.8m1.6m，内表面积S=293.2 ，内表面积为混凝土面。2m（2）噪声源位置及数量噪声源为型号为 4L-20/8 空压机，位于地面中央，台数为 2，指向性系数Q=2（3）房间声学特征可近似视作完全的扩散声场，降噪点上混响声占主要地位。（4）各频带声压级倍频带中心频率 HZ 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000厚德 唯实博学 慎思 5（5）设计要求查工业企业噪声卫生标准相关规定：工业企业的生产车间和作业场所的工作地点的噪声标准为 85 分贝，现有工业企业经过努力暂时达不到标准时，可适当放宽，但不得超过 90 分贝。并查工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348-2008）的相关规定：工业企业厂界环境噪声排放限值如下表：单位：dB（A）时 段边界处声环境功能区类型昼间 夜间0 50 401 55 452 60 503 65 554 70 55注：1. 夜间频发噪声的最大声级超过限值的幅度不得高于10 dB（A） 。2. 夜间偶发噪声的最大声级超过限值的幅度不得高于15 dB（A） 。结合以上标准确定：选用 NR85评价曲线可以达到控制标准的噪声限值。2.3 设计原则（1）先对声源进行隔声、消声等处理，如改进设备。加隔声罩。消声器或建隔声墙、隔声间等。（2）当房间内平均吸声系数很小时，采取吸声处理才能达到预期效果。单独的风机房、泵房控制室等房间面积较小，所需降噪量较高，宜对天花板、墙面同时作吸声处理；车间面积较大，宜采用空间吸声体、平顶吸声处理；声源声压级dB 89 91 94 96 95 92 94 89厚德 唯实博学 慎思 6集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，同时设置隔声屏障；噪声源较多且较分散的生产车间宜作吸声处理。(3)在靠近声源直达声占支配地位的场所，采取吸声处理，不能达到理想的降噪效果。(4)通常吸声处理只能取得 412dB 的降噪效果。(5)若噪声高频成分很强，可选用多孔吸声材料；若中、低频成分很强，可选用薄板共振吸声结构或穿孔板吸声结构；若噪声中各个频率成分都很强，可选用复合穿孔板或微穿孔板吸声结构。通常要把几种方法结合，才能达到最好的吸声效果。(6)选择吸声材料或结构，必须考虑防火、防潮、防腐蚀、防尘等工艺要求。(7)选择吸声处理方式，必须兼顾通风、采光、照明及装修、施工、安装的方便因素，还要考虑省工、省料等经济因素。2.4 设计方案比较和确定、1、消声器的消声消音器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。消音器是安装在空气动力设备（如鼓风机、空压机、锅炉排气口、发电机、水泵等排气口噪音较大的设备）的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。消音器的种类很多，但究其消声机理，又可以把它们分为六种主要的类型，即阻性消音器、抗性消音器、阻抗复合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。阻性消音器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消音器。当声波进入阻性消音器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消厚德 唯实博学 慎思 7音器的声波减弱。阻性消音器就好象电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻。因此，人们就把这种消音器称为阻性消音器。阻性消音器对中高频消声效果好、对低频消声效果较差。(主要应用于发电机机组消音)抗性消音器是由突变界面的管和室组合而成的，好象是一个声学滤波器，与电学滤波器相似，每一个带管的小室是滤波器的一个网孔，管中的空气质量相当于电学上的电感和电阻，称为声质量和声阻。小室中的空气体积相当于电学上的电容，称为声顺。与电学滤波器类似，每一个带管的小室都有自己的固有频率。当包含有各种频率成分的声波进入第一个短管时，只有在第一个网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔到达第二个短管口，而另外一些频率的声波则不可能通过网孔只能在小室中来回反射，因此，我们称这种对声波有滤波功能的结构为声学滤波器。选取适当的管和室进行组合就可以滤掉某些频率成分的噪声，从而达到消声的目的。抗性消音器适用于消除中、低频噪声。阻抗复合式消音器由阻性结构和抗性结构按照一定的方式组合构成。微穿孔板消音器一般是用厚度小于1mm 的纯金属薄板制作，在薄板上用孔径小于1mm 的钻头穿孔，穿孔率为1%一3%。选择不同的穿孔率和板厚不同的腔深，就可以控制消音器的频谱性能，使其在需要的频率范围内获得良好的消音效果。小孔消音器结构是一根末端封闭的直管，管壁上钻有很多小孔。小孔消音器的原理是以喷气噪声的频谱为依据的，如果保持喷口的总面积不变而用很多小喷口来代替，当气流经过小孔时、喷气噪声的频谱就会移向高频或超高频，使频谱中的可听声成分明显降低，从而减少对人的干扰和伤害。有源消音器厚德 唯实博学 慎思 8基本原理是在原来的声场中，利用电子设备再产生一个与原来的声压大小相等、相位相反的声波，使其在一定范围内与原来的声场相抵消。这种消音器是一套仪器装置，主要由传声器、放大器、相移装置、功率放大器和扬声器等组成。消音器适用区域1、适用于各类蒸汽安全阀用的 TA 型蒸汽安全阀消音器2、适用于锅炉等蒸汽设备的 TB 型点火排气消音器3、适用于各类低温低压热力装置的 TD 型低压蒸汽消音器4、适用于锅炉试车吹扫及工业管道安装检修后的 TC 型冲管专用消音器5、适用于管道排放气体用的 PB 系列小孔喷注消音器6、适用于通风管道用的 CF 型风机消音器7、适用于柴油发电机排气消音用的 CP 型柴油发电机排气消音器8、用于通风管道用的 XB 型通风管道消音吸音片9、用于设备消隔声用的工业吸音隔声罩消声器的选用1、阻性消声器具有吸收中高频声，加工制造简单等特点，一般用于空调风机、压缩机、燃气轮机、鼓风机等风机类消声。2、抗性消声器具备针对性强，对中低频吸声效果显著，且不用吸声材料等特点。一般只能用于小管道排气消声，如汽车、轮船、柴油机等排气消声。3、阻抗型消声器具有消声频带宽、使用于安全等特点。主要用于声级高、但频率为低中频宽带噪音的消声。如汽轮机、除氧器、扩容器、小排量的安全阀排汽等。4、小孔型消声器具有低中频宽带消声性能，小的孔径能提高吸声系数，低厚德 唯实博学 慎思 9的孔隙率能增加吸声频带的宽度，孔板深度能改变共振吸声峰的位置。小孔型消声器具备设计严密、吸收频带宽、阻损小、耐高温、寿命长等优点。一般用于锅炉、压缩机等高压设备的排气放空。5、抗喷阻复合型消声器具有消声频带宽、使用范围广、消声量大、耐高温高压、不怕水汽及油雾等优点。是建立在中国著名声学家马大猷的小孔喷注消声理论的基础上研制成功，也是中国最新型结构排气消声器，各电厂一般都选择使用。6、通孔阻散型消声器具有排气畅、耐高温、抗干扰强等优点。一般用于安全阀、排气阀、汽轮机及吹管等排气消声。、2、隔声罩的隔声隔声罩（sound insulation encasing）是一种可取的有效降噪措施，它把噪声较大的装置封闭起来，可以有效地阻隔噪声的外传和扩散，以减少噪声对环境的影响隔声罩外壳由一层不透气的具有一定重量和刚性的金属材料制成,一般用23毫米厚的钢板,铺上一层阻尼层。阻尼层常用沥青阻尼胶浸透的纤维织物或纤维材料(用沥青