物理性污染控制习题答案第二章

1 / 10 物理性污染控制习题答案 第二章 噪声 污染及其控制 1. 什么是 噪声 ？ 噪声 对人的健康有 什么 危害？ 答： 噪声是声的一种 ,是 妨碍人们正常活动的声音 ；具有声波的一切特性；主要来源于 固体、液体、气体的振动；产生噪声的物体或机械设备称为噪声源。 噪声 对人的健康 危害 有： 引起耳聋 、 诱发疾病 、 影响生活 、 影响工作 。 2. 真空中能否传播声波？为 什么 ？ 答： 声音 不 能在真空中传播，因为真空中 不存在能够产生振动的弹性介质。 3.可听声的频率范围为 20 20000Hz,试求出 500 Hz、 5000 Hz、 10000 Hz 的声波波长。 解： , c = 34 0m /s, 340 0.6 8 1 500 340 0.0 68 2 5000 340 0.0 03 4 3 10000 c f m m m 4. 声压增大为原来的两倍时，声压级提高多少分贝？ 解 ： 2 20 l g , 20 l g 20 l g 20 l g 2 0 0 0 20 l g 2 6( ) p p pe e e LLppp p p L L L dBp p p 5.一声源放在刚性面上，若该声源向空间均匀辐射半球面波，计算该声源的指向性指数 和指向性因数。 解 ： 2 2 S 4 = = 2 D I = 1 0 l g 1 0 l g 2 3 .0 1WS 2S W SI r QQI r 半 全 ， 半 全 6.在一台机器半球辐射面上的 5 个测点，测得声压级如下表所示。计算第 5 测点的指向 性指数和指向性因数。 测点 1 2 3 4 5 声压级 /dB 85 87 86 84 89 解 ： 2 / 10 0 .1 8 .5 8 .7 8 .6 8 .4 8 .911 1 0 l g ( 1 0 ) 1 0 l g ( 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 ) 8 6 .6 ( ) 5 1 0 .1 10 22 0 .1 0 .1 0 .1 ( 8 9 8 6 .6 )0 1 0 1 0 1 .7 4 2 0 .1 10 2 0 1 0 l g 1 0 l g 1 .7 4 2 .4 Ln pi L d B p n i L p LLI p p pp Q IL p p p D I Q . 7.已知某声源均匀 辐射球面波，在距 声源 4m 处 测得有效声压为 2Pa，空气密度 1.2 3/kgm 。 。 使计算测点处的 声强、质点振动速度有效值和声功率。 解 ： 2 22 2, , , 0 00 , 20 ppDV ee I D c D W I S W S p u S p c u Se e e ccSt p ue A uuee c 2 3 32 2 322 9 .8 1 0 ( / ) 1 .2 3 4 0 0 2 2 4 .9 1 0 / 1 .2 3 4 02 2 2 000 9 .8 1 0 4 4 1 .9 7 ( ) p eI W m c ppup eeAAu m s e ccc W I S W 8.在半自由声场空间中离点 声源 2 m 处测得声压 的平均值为 88 dB，（ 1）求其 声功率级和 声功率；（ 2）求距声源 5m 处的声压 级。 解 ： （ 1） 按球面波考虑 0.1 12 0.1 105 1.5 0 20 l g 11 20 l g 11 88 20 l g 2 11 105 ( ) 10 10 10 10 0.03 2( )W p I W Wp L L L L r L L r dB W W W （ 2） 2 0 l g 1 1 1 0 5 2 0 l g 5 1 1 8 0 ( )pWL L r d B 9.已知空气密度 0 =1.21 3/kgm 、空气声速 c =340 /ms。若两不相干波在声场某点的声压幅 值分别为 5Pa 和 4Pa ，问在该点的总声压（ 有效声压 ）和平均声能密度是多少？ 解 ： 3 / 10 2 2 2 2 25 4 41 ( ) 12 41 4.5 ( ) 22 2 2 434.5 1.46 10 ( / ) 221.2 340 0 p p p Pa A p Ap Pa e p eD W m c 10.在半自由声场中，一点 声源 辐射球面波 。气温 20 、相对湿度 20%。在距 声源 10m 处 ， 测得 10000 Hz 的 声压 级 为 100 dB，问 100m 处 该频率的声压级为多少分贝？ 解 ： 100220 l g 100 20 l g 0.00 62 100 102 1 2 1 101 =1 00- 20l g10 - 0.00 62 90=79 .4(dB ) rL L r r pp r 11.某测点的背景噪声为 65 dB，周围有三台机器，单独工作时，在测点处测得的声压分别 为 70 dB、 76 dB、 78 dB，试求这三台机器同时工作时，在测点的总声压级。 解 : 0 . 1 0 . 1 0 . 1 7 0 0 . 1 6 5 1 0 . 1 0 . 1 0 . 1 7 6 0 . 1 6 5 2 0 . 1 0 . 1 0 . 1 7 8 0 . 1 6 5 3 0 . 1 7 7 . 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 6 8 .3 5 ( ) 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 7 5 .6 4 ( ) 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 7 7 .7 8 ( ) 1 0 l g ( 1 0 Lp Lp B Pa Lp Lp B Pa Lp Lp B Pa P L d B L d B L d B L 7 8 0 . 1 7 5 . 6 4 0 . 1 6 8 . 3 51 0 1 0 ) 8 0 .1 6 ( )dB 12.某点附近有 2 台机器，当机器都未工作时，该点的声压级为 50 dB，若同时工作时，该点 的声压级为 60 dB，若其中 1 台工作时，则该点的声压级为 55 dB，试求另 1 台机器单独工作 时，该点的声压级为多少？ 解 0 . 1 0 . 1 0 . 1 5 5 0 . 1 5 01 0 . 1 0 . 1 0 . 1 6 0 0 . 1 5 3 . 3 52 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 5 3 . 3 5 ( ) 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 1 0 l g ( 1 0 1 0 ) 5 8 . 9 4 ( ) L p L p BPa L p L p BPa L d B L d B 13.在某测点处噪声的倍频带声压级列于下表，计算该噪声的总声压级。 中心频率 /Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 声压级 dB 98 101 103 102 99 92 80 60 解 0.1 9 . 8 1 0 . 1 1 0 . 3 1 0 . 2 9 . 9 9 . 2 8 . 0 6 . 0 110 l g 10 10 l g( 10 10 10 10 10 10 10 10 ) 10 8. 1 ( ) pin Lp iL dB 14.某声压在指定测点处，测得治理前，后的声压级如表中所示。计算治理前后的总响度和 响度下降的百分率。 中心频率 /Hz 500 1000 2000 4000 8000 治理前声压级 dB 85 95 93 90 80 治理后声压级 dB 75 85 85 80 75 查图 2-11 响度指数 解 4 / 10 倍频程 F=0.3 治理前响度指数分别为 N1=18（ sone）， N2=50（ sone）， N3=55（ sone）， N4=50（ sone）， N5=30（ sone） 治理后 N1=10（ sone）， N2=23（ sone）， N3=29（ sone）， N4=23（ sone）， N5=22（ sone） 治理前总响度 m a x m a x= ( )iN N F N N前 =55+0.3 (18+50+55+50+30-55)=99.4(sone) 治理后总响度 m a x m a x= ( )iN N F N N后 =29+0.3 (10+23+29+23+22-29)=52.4(sone) 响度下降百分率为 N - N 9 9 . 4 - 5 2 . 4= 1 0 0 % = 1 0 0 % 4 7 % N 9 9 . 4 后前 前 15.在空间某处测得环境噪声的倍频程声压级如下表，求其线性声压级和 A 计权声压级。 fe/Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 LP/dB 90 97 99 83 76 65 84 72 解 （ 1） 0.1 9 9 . 7 9 . 9 8 . 3 7 . 6 6 . 5 8 . 4 7 . 2 110 l g 10 10 l g( 10 10 10 10 10 10 10 10 ) 10 1. 6( ) pin Lp iL dB 查图 2-12 （ 2） A 计权后各中心频率声压值 dB(A)分别为 : 90-26.2=63.8 97-16.1=80.9 99-8.6=90.4 83-3.2=79.8 76-0=76 65+1.2=66.2 84+1.0=85 72-1.1=70.9 0.1 6 . 3 8 8 . 0 9 9 . 0 4 7 . 9 8 7 . 6 6 . 6 2 8 . 5 7 . 0 9 11 0 l g 1 0 1 0 l g ( 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 ) 9 2 .3 ( ) pin Lp iL d B A 16.在铁路旁某处测得：当货车经过时，在 2.5min 内的平均声压级为 72dB；客车通过 1.5min 内的平均声压级为 68dB；无车通过时环境噪声约为 60 dB；该处白天 12h 内共有 65 列火车通 过，其中货车 45 列、客车 20 列，计算该地点白天的等效连续声级。 解 货车 72dB 对应时间为 2.5*45/60=1.875h 客车 68dB 对应时间为 1.5*20/60=0.5h 其余时间为 12-1.875-0.5=9.625h 5 / 10 0. 1 0. 1 72 0. 1 68 0. 1 6011 10 l g 10 10 l g 1. 87 5 10 0. 5 10 9. 62 5 1012 1 7. 2 6. 8 6. 0110 l g 1. 87 5 10 0. 5 10 9. 62 5 10 65 .5 ( ) 12 i n L Ai Lteq T i dB 18.某噪声各倍频程频谱如下表所示，计算此噪声的响度级。 频率 /Hz 125 250 500 1000 2000 4000 8000 声压级 dB 57 62 65 67 62 48 36 解 f/Hz 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Lp/dB 57 62 65 67 62 48 36 响度指数 （ sone） 1.96 3.8 5.5 7.4 6.6 3.4 1.99 m a x m a x= ( ) 7 . 4 + 0 . 3 1 . 9 6 + 3 . 8 + 5 . 5 + 7 . 4 + 6 . 6 + 3 . 4 + 1 . 9 9 - 7 . 4 = 1 4 . 3 8 s o n eiN N F N N t （ ） 4 0 1 0 l g 2 4 0 3 3 . 2 2 l g 4 0 3 3 . 2 2 l g 1 4 . 3 8 7 8 . 4 7( )NNL N p h o n 19.甲在 82 dB（ A）的噪声下工作 8h；乙在 81 dB（ A）的噪声下工作 2h；在 84 dB（ A）的 噪声下工作 4h，在 86dB（ A）的噪声下工作 2h，问谁受到的危害大？ 解 乙接受的等效声级 为 8.1 8.4 8.6110 l g 2 10 4 10 2 10 84.1 ( )8L dB Ae qA 甲为 82db(A)，所以乙的危害大。 20.某工人在 91 dB（ A）下工作 1h；在 90dB（ A）下工作 3h；在 86 dB（ A）下工作 2h，其 余时间在 78 dB（ A）以下工作。计算等效连续 A 声级。 解 7.89.1 9 8.6110 l g 1 10 3 10 2 10 2 10 88.1 ( )8L dB Ae qA 21.对某区域进行 24h 监测，测得 A 声级如下表所示，计算该区域的昼夜等效声级。 昼夜 白天（ 06:00 22:00） 夜间（ 22:00 06:00） 时间 /h 3 6 2 5 2 2 4 A 声级 / dB (A) 50 54 51 49 49 46 44 解 5.0 5.4 5.1 4.9110 l g 3 10 6 10 2 10 5 10 51.9 ( )16L dB Ad 6 / 10 4.9 4.6 4.4110 l g 2 10 2 10 4 10 46.3 ( )8L dB An 0.1 100.11 10 l g 16 10 8 1024 5.19 5.631 = 10 l g 16 10 8 10 53.9 54 ( ) 24 LL nd L dn dB A 22.穿孔板厚 4mm，孔径 8mm，穿孔按正方形排列，孔距 20mm，穿孔板后留有 100mm 厚的空气层， 试求穿孔率和共振频率。 解 (1). 228 0 . 1 2 64 4 2 0dp B (2). 340 0.126 596( ) 0 2 2 20.8 0.1 4 0.8 8 / 1000ppccf H zhl h l dR 23.有一个房间大小为 25m 10m 5m,500 Hz 时地面吸声系数为 0.02，墙面吸声系数为 0.04， 平顶吸声系数为 0. 25，求平均吸声系数和总的吸声量。 解 (1). 2 5 1 0 0 .0 2 2 5 1 0 0 .2 5 2 2 5 5 1 0 5 0 .0 41 8 1 .5 0 .0 9 6 8502 5 1 0 2 5 5 1 0 5 2 1 n S ii i n S i i (2). 2 11 2 5 1 0 0 .0 2 2 5 1 0 0 .2 5 2 2 5 5 1 0 5 0 .0 4 8 1 .5 ( ) nn i i iiiA A S m 25.某房间尺寸为 6m 7m 3m,墙壁、天花板和地板在 1 kHz 时的吸声系数分别为 0.06、 0.07 和 0.07。若安装一个在 1 kHz 倍频带内，吸声系数为 0.8 的吸声贴面花板，求该频带在吸 声处理前后的混响时间及处理后的吸声减速噪量。 解 ： 6 3 + 7 3 2 0 .0 6 + 6 7 0 .0 7 + 6 7 0 .0 71 1 0 .5 6 0 .0 6 5 1622 6 7 + 6 3 + 7 3 1 n S ii i n S i i 前 6 3 + 7 3 2 0 .0 6 + 6 7 0 .0 7 + 6 7 0 .81 4 1 .2 2 0 .2 5 4 1622 6 7 + 6 3 + 7 3 1 n S ii i n S i i 前 7 / 10 0.16 1 0.16 1 6 7 3 20.2 86 =1.93 ( )60 162 0.06 52 6 7+6 3+7 3 0.06 5VTsS 前前 0.16 1 0.16 1 6 7 3 20.2 86 =0.49 3 ( )60 162 0.25 42 6 7+6 3+7 3 0.25 4VS 后后 0 .2 5 41 0 l g = 1 0 l g 5 .9 ( )0 .0 6 5L d Bp 后 前 26.计算下列单层均质构件的平均隔声量与临界吻合频率：（ 1） 240mm 厚的砖；（ 2） 6mm 厚的玻璃。 解 ：查表 2-4 (1). 砖 3 3 21 .8 1 0 2 4 0 1 0 4 3 2 ( / ) 1 6 l g 8 1 6 l g 4 3 2 8 5 0 .2 ( ) 2 2 33 4 0 1 .8 1 0 0 .5 5 1 0 .5 5 1 7 1 .9 ( )0 .2 4 1 0 2 .4 5 1 0 m h k g m R m d B cf H z c lE (2). 玻璃 3 3 2 3 2 .4 1 0 6 1 0 1 4 .4 ( / ) 1 3 .5 l g 1 4 1 3 .5 l g 1 4 .4 1 4 2 9 .6 ( ) 2 2 33 4 0 2 .4 1 0 0 .5 5 1 0 .5 5 1 1 7 8 4 ( )106 1 0 8 .5 1 0 m h k g m R m d B cf H z c lE 27.隔声间有一面积为 25 2m 的墙与噪声源相隔，该墙投射系数为 10-5，在 该墙上开一面积 为 2.5 2m 的门 ，其投射系数为 10-3，另还开一面积为 4 2m 的门，其投射系数为 10-3，求该组合 墙的平均隔声量。 解 532 5 2 .5 4 1 0 1 0 2 .5 4 41 1 2 2 3 3 2 .6 7 4 1 0 251 2 3 111 0 l g 1 0 l g 3 5 .7 3 ( ) 42 .6 7 4 1 0 S S S S S S R d B 28.为隔离强噪声源，某车间用一道隔墙将车间分为两部分，墙上安装了一 3mm 厚的普通 玻璃窗，面积占墙体的 1/4，设墙体的 隔声量为 45dB， 玻璃窗的 隔声量为 22dB，求该组合墙 的隔声量。 解 墙和窗的隔声量分别为 45dB 和 22dB，则它们的透射系数分别为 10-4.5和 10-2.2 8 / 10 3 4 .5 2 .23 11 0 1 0 1 1 2 2 4 4 1 .6 1 0 112 111 0 l g 1 0 l g 2 8 ( ) 31 .6 1 0 SS SS R d B 29.车间一端的操作室与 声源的隔墙 面积为 20 2m ，操作室内表面积为 100 2m ，平均吸声系数 为 0.02， 隔墙上开一观察窗，此 组合墙的隔声量 为 40dB，求 此墙离 操作室一侧近处的噪声衰 减 ，如对操作室进行吸声处理后，平均系数增至 0.4，再求噪声衰减。 解 S 210 0 0. 022 = = 2. 04 ( m )2 1- 0. 02 1- 2 201110 l g 40 10 l g 30 ( ) 4 4 2. 042 R r S W N R R dBR r 吸声处理后房间常数为 2 2 S 210 0 0. 42 = = 66 .7 ( m )1- 0. 4 1- 2 201110 l g 40 10 l g 42 .6 ( ) 4 4 66 .7 r r R S W NR R dB R 30.选用同一种 吸声材料衬贴的消声管道、管道截面积为 2000 2m 。当截面形状分别为圆形、正 方形和 1:5 及 2:3 两种矩形时，试问哪种截面形状的声音衰减 量大？哪一种最小？两者相差多 少？ 解 圆形： 2 15 8. 520 00 , 25 .2 4 , 2 15 8. 5 , 0. 082000Pr r c m P r c m S 正方形： 2 17 8. 920 00 , 44 .7 2 , 4 , 17 8. 9 , 0. 08 92000Pa a c m P a c m S 1： 5 矩形： 2 2405 20 00 , 20 , 2 6 24 0 , 0. 122000Pb b c m P a c m S 2： 3 矩形： 2 1836 2 0 0 0 , 1 8 .3 , ( 2 3 ) 1 8 3 , 0 .0 9 22000Pb b c m P a a c m S 因此消声量以 1： 5 矩形最大，以 圆形最小，相差为 0 0.12= 1.5 0.0 8 0 PL LS L P L S 矩 圆 倍 9 / 10 31.试设计一单节扩张室消声器，要求 在 125Hz 时有最大消声量 15dB， 设进气口管径为 150mm，管长为 3m,管内气流温度为厂温。 解 22 0 l g 6 1 5 , 1 1 .2 , 1 1 .2 1 22 2 22 15022 1 1 .2 , 1 1 .2 1 1 .2 6 3 0 0 0 212 2 2 11 S L m mR S rr rr rr 则 222 5 1 ( ) , 2 5