物理性污染控制与噪声课件

物理性污染控制物理性污染控制噪声污染辐射污染电磁污染光污染噪声污染辐射污染电磁污染光污染物理性污染概述环境物理学按其研究对象可以分为：

1、环境声学2、环境振动学

3、环境电磁学4、环境放射学

5、环境热学6、环境光学

7、环境空气动力学一、环境物理学的学科体系3物理性污染概述环境物理学按其研究对象可以分为：一、环境物理学二、什么是物理性污染从污染源的属性上来看，环境污染可以分为三大类型：物理性污染化学性污染生物性污染

物理性污染是指物理运动的强度超过人的耐受限度。4二、什么是物理性污染从污染源的属性上来看，环境污二、物理性污染特点物理性：没有污染物广泛性：到处都有必然性：必不可少即时性：污染源消失，污染随即停止5二、物理性污染特点物理性：没有污染物5主要内容噪声污染及其控制振动污染及其控制电磁辐射污染及其防治放射性污染及其控制热污染及其控制光污染及其控制6主要内容噪声污染及其控制振动污染及其控制电磁辐射污染及其防治第二章噪声污染及其控制第一节

概述

第二章噪声污染及其控制第一节概述

问题一：为什么要学习这门课程？生活中的各种噪声空调系统噪声投影机噪声

噪声的分类有哪些？噪声源噪声的分类9噪声的分类有哪些？噪声源噪声的分类9噪声的特点与影响影响特点10噪声的特点与影响影响特点10噪声污染的特点噪声污染与水污染、大气污染相比，具有以下四个特点：1、噪声污染是感觉公害2、噪声污染具有局部性和分散性3、噪声污染具有能量性4、噪声污染危害的间接性和慢性5、噪声污染具有波动性和难避性11噪声污染的特点噪声污染与水污染、大气污染相比，具有以下四个特噪声控制的途径1、声源控制2、传播途径措施3、接收点防护摩托车消声器无声手枪机器加外罩在机器下垫泡沫等减震禁鸣喇叭工业区和生活区分开限制娱乐场所营业时间隔音板直属造林关门窗带隔音耳塞捂住耳朵12噪声控制的途径1、声源控制2、传播途径措施3第二章噪声污染及其控制第二节

声学基础

第二章噪声污染及其控制第二节声学基础声波的形成声源：振动而发出声音的物体。媒质：传播声音的介质。声波：声源振动带动相邻的介质质点，使之交替进行压缩和膨胀运动，由近及远向前推进的介质振动。（分为横波与纵波）

声源可以是固体、液体或气体。介质可以是空气、液体、固体。声音不能在真空中传播！！！空气、固体、液体14声波的形成声源：振动而发出声音的物体。声源可以是固体、液体或声波的基本物理量物理量表示方式单位波长λ=c/f米（m）周期T秒（s）频率f=1/T赫兹（Hz）声速c米/每秒（m/s）15声波的基本物理量物理量表示方式声音的频谱16声音的频谱16频程及频谱频程（频带、带宽）：将可听声的频率（20Hz-20kHz）范围按倍数变化，划分为若干较小的频段，通常称为频程。次声波：不易衰减，波长很长而绕开障碍物发生衍射。超声波：方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能。在噪声测量中，常用的有倍频程和1/3倍频程。倍频程和1/3倍频程的中心频率。17频程及频谱频程（频带、带宽）：将可听声的频率（20Hz-20频谱分析频谱：组成声音的各种频率的分布图。频谱分析：研究声音强度（声压级、声强级、声功率级）随频率分布的规律。频谱的形状：线状谱连续谱复合谱18频谱分析频谱：组成声音的各种频率的分布图。线状谱连续谱复合谱是由一些频率离散的单音形成的谱，在频谱图上是一系列竖直线段。线状频谱可以确定单个频率处的声压。一些乐器发出的声音和周期或间断振动的声源产生的声音的频谱是线状谱。与振动相同的声波频率称为基频。频率等于基频整数倍的称为谐波频率。19是由一些频率离散的单音形成的谱，在频谱图上是一系列竖直线段。频率在频谱范围内是连续的。其声能也连续地分布在所有频率范围内，形成一条连续的曲线。大部分噪声属于连续谱。20频率在频谱范围内是连续的。其声能也连续地分布在所有频率范围内是连续频率和离散频率组合而成的频谱，有调噪声的频谱为复合谱。在噪声控制中，频谱图中声压级比较突出的部分及其所对应的频率是重点控制目标。21是连续频率和离散频率组合而成的频谱，有调噪声的频谱为复合谱。平面声波波阵面：声波在传播过程中，空间同一时刻相位相同的各点的轨迹。平面声波：当声波的波阵面是垂直于传播方向的一系列平面时，就称其为平面声波。例如：活塞在充满空气的刚性管壁的管中振动时产生的声波。22平面声波波阵面：声波在传播过程中，空间同一时刻相位相同的各点声压：声波引起的大气压强变化，称为声压。声场：有声波存在的区域称为声场。瞬时声压：声场中某一瞬时的声压值。有效声压：将瞬时声压对时间求均方根值若声源在理想媒质（电导率为零，无色散，没有热运动）中以单一频率传播，则可看做是简谐振动，那么媒质中各质点也随着作同一频率的简谐振动。23声压：声波引起的大气压强变化，称为声压。23声能密度：单位体积媒质所含的声波能量。声强（I）：在声波传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的平均声能量，W/m2声功率：声源单位时间内辐射的能量，W24声能密度：单位体积媒质所含的声波能量。24级的概念

25级的概念

25声强级

将待测声强I与参考声强I0的比值取常用对数，再乘以10，即

I：声强，w/m2

I0：参考声强，I0=10-12w/m226声强级26声压级将待测声压的有效值Pe与参考声压P0的比值取常用对数，再乘以20，即Pe：有效声压，Pa

P0：参考声压，P0=2×10-5Pa27声压级将待测声压的有效值Pe与参考声压P0的比值取常用对数声压级计算声压级相加声压级相减声压级平均28声压级计算声压级相加声压级相减声压级平均28声压级的叠加是能量的叠加

a.公式法：

b.查表法：应用分贝相加曲线计算

声压级的叠加是能量的叠加

b图表法计算

计算步骤：1.把各个给定声压级按大小顺序排列；

2.求出相邻声压级的差△Lp;3.查分贝相加曲线，得出△L’;

4.根据公式计算出合成声压级LpT；如有多个声压级叠加，重复上述步骤。

b图表法计算分贝相加（减）曲线分贝相加（减）曲线例题：三个声音各自在空间某点的声压级为70dB、75dB和65dB，求该点的总声压级。

分析：属级的叠加①公式法②图表法32例题：分析：属级的叠加32

a.公式法：

LpB：背景噪声Lp：背景噪声和被测对象的总声压级Lps：被测对象真实的声压级b.查表法：应用分贝相加曲线计算

声压级相减声压级相减例题：在车间内测量某机器的噪声，在机器运转时测的声压级为87dB，该机器停止运转时的背景噪声为79dB，求被测机器的噪声级。

分析：属级的叠加①公式法②图表法34例题：分析：属级的叠加34计算平均声压级的目的计算公式声压级平均计算指向性指数一点多次测量的结果Lpi：在某点各声源产生的声压级n：声压级的总个数35计算平均声压级的目的声压级平均计算指向性指数Lpi：在某点各例题：某测点连续测定5次，得声压级100dB，98dB，97dB，95dB，试计算其平均值？36例题：36声波的传播特性37声波的传播特性37

38

38相干波：具有相同频率、相同振动方向和固定相位差的声波。两列相干波的合成声压为：合成后的声波仍是一个同频率的声波。P=P1+P2=PA1cos（ωt-Φ1）+PA2cos（ωt-Φ2）=PAtcos（ωt-Φo）39相干波：具有相同频率、相同振动方向和固定相位差的声波。P=P

一般由几个声源发出的声波或同一声源发出的不同频率成分的波都互不干涉，合成声的总声压仍可用上式计算。40

一般由几个声源发出的声波或同一声源发出的不同频率成分的波都声波的一些特性与光波相似。声波在传播过程中遇到障碍物、不均匀媒质或者不同媒质时，在两媒质的界面会发生反射、折射和透射现象。12341声波的一些特性与光波相似。41垂直入射声波的反射和透射分界面入射声波Pi反射声波Pr透射声波Pt总声压PΙPⅡ法向质点振动速度总声压uΙuⅡ媒质Iρ1c1媒质Ⅱρ2c2PⅠ=Pi+PrPⅡ=Pt图：平面声波的反射和透射0X42垂直入射声波的反射和透射分界面入射声波Pi反射声波Pr透射声垂直入射声波的反射和透射ρ1c1=ρ2c2，声波无反射，是全透射。ρ2c2>ρ1c1，媒质Ⅱ比媒质Ⅰ“硬”些；若ρ2c2》ρ1c1，声波发生全反射。

如，声波从空气中入射到墙的界面上。ρ1c1>ρ2c2，媒质Ⅱ比媒质Ⅰ“软”些；若ρ1c1》ρ2c2，在媒质Ⅰ中，入射声压与反射声压在界面处大小相等、相位相反，总声压达到极小，近似等于零，而质点速度达到极大，在媒质Ⅱ中无透射声波。43垂直入射声波的反射和透射ρ1c1=ρ2c2，声波无反射，是全斜入射声波的反射和透射边界条件：声压连续；质点法向振动速度连续，则有

反射定律

折射定律44斜入射声波的反射和透射边界条件：声压连续；质点法向振动速度连斜入射声波的反射和透射分界面媒质Ⅱρ2c2Ρ2c2媒质Ⅰ反射声波Pr透射声波Ptθtθrθi入射声波Piρ1c1<ρ2c2法线图：平面声波斜入射的反射和折射45斜入射声波的反射和透射分界面媒质Ⅱρ2c2Ρ2c2媒质Ⅰ斜入射声波的反射和透射

斜入射声波的反射和透射

温度及风速对声传播的影响晴朗白天，气温随高度增高而下降，声速将随高度增加而降低，声线向上空弯曲，声源辐射的噪声在距离声源一定距离的地面上掠过，在较远处形成声影区；夜晚，气温随高度增加而升高，声速也随高度增高而增大，声波传播方向向地面弯曲。温度及风速对声传播的影响温度及风速对声传播的影响有风时，声速应叠加上风速，风速一般随高度增加而增大；顺风时，声速随高度增加而增大，声线向地面弯曲；逆风时，声线向上空弯曲，距声源一定距离处形成声影区。顺风温度及风速对声传播的影响有风时，声速应叠加上风速，风速一般随噪声在传播中的衰减声波在实际媒质中传播时，由于扩散、吸收散射等原因，随离开声源的距离增加，声音逐渐减弱。1、扩散引起的衰减2、空气吸收引起的衰减3、其他原因引起的衰减49噪声在传播中的衰减声波在实际媒质中传播时，由于扩散、吸收散射扩散衰减：声源辐射噪声时，声波传播，波阵面随距离增加而增大，声强随之减弱的现象。声波的扩散衰减与声源的形状有关。1、扩散引起的衰减点声源辐射线声源辐射矩形面声源50扩散衰减：声源辐射噪声时，声波传播，波阵面随距离增加而增大，声波在空气中传播衰减的原因2、空气吸收引起的衰减（1）声能转变为热能（2）热弛豫声能耗散空气压缩和膨胀，温度相应升高和降低，产生温度梯度，以热传导方式发生热交换；空气中相邻质点运动速度不同而产生黏滞力。声波扰动，使空气分子的平动能、转动能和振动能三种能量平衡破坏，建立新的平衡，声能被耗散，此过程称为热弛豫过程。51声波在空气中传播衰减的原因2、空气吸收引起的衰减（1）声能转声波在空气中传播的衰减系数a2、空气吸收引起的衰减定义：空气中声波传播1m衰减的分贝数，dB/m意义：表示声波在空气中的衰减程度。表2-5：大气中噪声传播的衰减声压常数表2-5表明，空气对声波的吸收与空气的温度、湿度和声波的频率有关。52声波在空气中传播的衰减系数a2、空气吸收引起的衰减定义：空气表2-5：大气中噪声传播的衰减声压常数53表2-5：大气中噪声传播的衰减声压常数533、其他原因引起的衰减植被种类、高度、位置、配置、林带宽等密切相关。树木越密、树叶越茂盛、声波频率越高，衰减越明显。阔叶或针叶树林对噪声的衰减量约1-5dB/10m。植被声波由空气投射到疏松地面大部分能量通过土壤孔隙传播并衰减。刚性表面，如水泥地面对声波的衰减较小。声波传播途径中遇到屏障和建筑物发生反射，噪声衰减。空气中的尘粒、雾、雨、雪对声波的散射引起声能衰减。下垫面屏障物543、其他原因引起的衰减植被种类、高度、位置、配置、林带宽等密绝大多数声源，既不是点声源，也不是面声源，声源向周围辐射的声能也不均等，有些地方强些，有些地方弱些，这种声源称为指向性声源。声源的指向性与频率有关，频率高，则指向性强。声源的指向性常用指向性因数和指向性指数来表示。（四）声波的指向性55绝大多数声源，既不是点声源，也不是面声源，声源向周围辐射的声物理性污染控制物理性污染控制噪声污染辐射污染电磁污染光污染噪声污染辐射污染电磁污染光污染物理性污染概述环境物理学按其研究对象可以分为：

1、环境声学2、环境振动学

3、环境电磁学4、环境放射学

5、环境热学6、环境光学

7、环境空气动力学一、环境物理学的学科体系58物理性污染概述环境物理学按其研究对象可以分为：一、环境物理学二、什么是物理性污染从污染源的属性上来看，环境污染可以分为三大类型：物理性污染化学性污染生物性污染

物理性污染是指物理运动的强度超过人的耐受限度。59二、什么是物理性污染从污染源的属性上来看，环境污二、物理性污染特点物理性：没有污染物广泛性：到处都有必然性：必不可少即时性：污染源消失，污染随即停止60二、物理性污染特点物理性：没有污染物5主要内容噪声污染及其控制振动污染及其控制电磁辐射污染及其防治放射性污染及其控制热污染及其控制光污染及其控制61主要内容噪声污染及其控制振动污染及其控制电磁辐射污染及其防治第二章噪声污染及其控制第一节

概述

第二章噪声污染及其控制第一节概述

问题一：为什么要学习这门课程？生活中的各种噪声空调系统噪声投影机噪声

噪声的分类有哪些？噪声源噪声的分类64噪声的分类有哪些？噪声源噪声的分类9噪声的特点与影响影响特点65噪声的特点与影响影响特点10噪声污染的特点噪声污染与水污染、大气污染相比，具有以下四个特点：1、噪声污染是感觉公害2、噪声污染具有局部性和分散性3、噪声污染具有能量性4、噪声污染危害的间接性和慢性5、噪声污染具有波动性和难避性66噪声污染的特点噪声污染与水污染、大气污染相比，具有以下四个特噪声控制的途径1、声源控制2、传播途径措施3、接收点防护摩托车消声器无声手枪机器加外罩在机器下垫泡沫等减震禁鸣喇叭工业区和生活区分开限制娱乐场所营业时间隔音板直属造林关门窗带隔音耳塞捂住耳朵67噪声控制的途径1、声源控制2、传播途径措施3第二章噪声污染及其控制第二节

声学基础

第二章噪声污染及其控制第二节声学基础声波的形成声源：振动而发出声音的物体。媒质：传播声音的介质。声波：声源振动带动相邻的介质质点，使之交替进行压缩和膨胀运动，由近及远向前推进的介质振动。（分为横波与纵波）

声源可以是固体、液体或气体。介质可以是空气、液体、固体。声音不能在真空中传播！！！空气、固体、液体69声波的形成声源：振动而发出声音的物体。声源可以是固体、液体或声波的基本物理量物理量表示方式单位波长λ=c/f米（m）周期T秒（s）频率f=1/T赫兹（Hz）声速c米/每秒（m/s）70声波的基本物理量物理量表示方式声音的频谱71声音的频谱16频程及频谱频程（频带、带宽）：将可听声的频率（20Hz-20kHz）范围按倍数变化，划分为若干较小的频段，通常称为频程。次声波：不易衰减，波长很长而绕开障碍物发生衍射。超声波：方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能。在噪声测量中，常用的有倍频程和1/3倍频程。倍频程和1/3倍频程的中心频率。72频程及频谱频程（频带、带宽）：将可听声的频率（20Hz-20频谱分析频谱：组成声音的各种频率的分布图。频谱分析：研究声音强度（声压级、声强级、声功率级）随频率分布的规律。频谱的形状：线状谱连续谱复合谱73频谱分析频谱：组成声音的各种频率的分布图。线状谱连续谱复合谱是由一些频率离散的单音形成的谱，在频谱图上是一系列竖直线段。线状频谱可以确定单个频率处的声压。一些乐器发出的声音和周期或间断振动的声源产生的声音的频谱是线状谱。与振动相同的声波频率称为基频。频率等于基频整数倍的称为谐波频率。74是由一些频率离散的单音形成的谱，在频谱图上是一系列竖直线段。频率在频谱范围内是连续的。其声能也连续地分布在所有频率范围内，形成一条连续的曲线。大部分噪声属于连续谱。75频率在频谱范围内是连续的。其声能也连续地分布在所有频率范围内是连续频率和离散频率组合而成的频谱，有调噪声的频谱为复合谱。在噪声控制中，频谱图中声压级比较突出的部分及其所对应的频率是重点控制目标。76是连续频率和离散频率组合而成的频谱，有调噪声的频谱为复合谱。平面声波波阵面：声波在传播过程中，空间同一时刻相位相同的各点的轨迹。平面声波：当声波的波阵面是垂直于传播方向的一系列平面时，就称其为平面声波。例如：活塞在充满空气的刚性管壁的管中振动时产生的声波。77平面声波波阵面：声波在传播过程中，空间同一时刻相位相同的各点声压：声波引起的大气压强变化，称为声压。声场：有声波存在的区域称为声场。瞬时声压：声场中某一瞬时的声压值。有效声压：将瞬时声压对时间求均方根值若声源在理想媒质（电导率为零，无色散，没有热运动）中以单一频率传播，则可看做是简谐振动，那么媒质中各质点也随着作同一频率的简谐振动。78声压：声波引起的大气压强变化，称为声压。23声能密度：单位体积媒质所含的声波能量。声强（I）：在声波传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的平均声能量，W/m2声功率：声源单位时间内辐射的能量，W79声能密度：单位体积媒质所含的声波能量。24级的概念

80级的概念

25声强级

将待测声强I与参考声强I0的比值取常用对数，再乘以10，即

I：声强，w/m2

I0：参考声强，I0=10-12w/m281声强级26声压级将待测声压的有效值Pe与参考声压P0的比值取常用对数，再乘以20，即Pe：有效声压，Pa

P0：参考声压，P0=2×10-5Pa82声压级将待测声压的有效值Pe与参考声压P0的比值取常用对数声压级计算声压级相加声压级相减声压级平均83声压级计算声压级相加声压级相减声压级平均28声压级的叠加是能量的叠加

a.公式法：

b.查表法：应用分贝相加曲线计算

声压级的叠加是能量的叠加

b图表法计算

计算步骤：1.把各个给定声压级按大小顺序排列；

2.求出相邻声压级的差△Lp;3.查分贝相加曲线，得出△L’;

4.根据公式计算出合成声压级LpT；如有多个声压级叠加，重复上述步骤。

b图表法计算分贝相加（减）曲线分贝相加（减）曲线例题：三个声音各自在空间某点的声压级为70dB、75dB和65dB，求该点的总声压级。

分析：属级的叠加①公式法②图表法87例题：分析：属级的叠加32

a.公式法：

LpB：背景噪声Lp：背景噪声和被测对象的总声压级Lps：被测对象真实的声压级b.查表法：应用分贝相加曲线计算

声压级相减声压级相减例题：在车间内测量某机器的噪声，在机器运转时测的声压级为87dB，该机器停止运转时的背景噪声为79dB，求被测机器的噪声级。

分析：属级的叠加①公式法②图表法89例题：分析：属级的叠加34计算平均声压级的目的计算公式声压级平均计算指向性指数一点多次测量的结果Lpi：在某点各声源产生的声压级n：声压级的总个数90计算平均声压级的目的声压级平均计算指向性指数Lpi：在某点各例题：某测点连续测定5次，得声压级100dB，98dB，97dB，95dB，试计算其平均值？91例题：36声波的传播特性92声波的传播特性37

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38相干波：具有相同频率、相同振动方向和固定相位差的声波。两列相干波的合成声压为：合成后的声波仍是一个同频率的声波。P=P1+P2=PA1cos（ωt-Φ1）+PA2cos（ωt-Φ2）=PAtcos（ωt-Φo）94相干波：具有相同频率、相同振动方向和固定相位差的声波。P=P

一般由几个声源发出的声波或同一声源发出的不同频率成分的波都互不干涉，合成声的总声压仍可用上式计算。95

一般由几个声源发出的声波或同一声源发出的不同频率成分的波都声波的一些特性与光波相似。声波在传播过程中遇到障碍物、不均匀媒质或者不同媒质时，在两媒质的界面会发生反射、折射和透射现象。12396声波的一些特性与光波相似。41垂直入射声波的反射和透射分界面入射声波Pi反射声波Pr透射声波Pt总声压PΙPⅡ法向质点振动速度总声压uΙuⅡ媒质Iρ1c1媒质Ⅱρ2c2PⅠ=Pi+PrPⅡ=Pt图：平面声波的反射和透射0X97垂直入射声波的反射和透射分界面入射声波Pi反射声波Pr透射声垂直入射声波的反射和透射ρ1c1=ρ2c2，声波无反射，是全透射。ρ2c2>ρ1c1，媒质Ⅱ比媒质Ⅰ“硬”些；若ρ2c2》ρ1c1，声波发生全反射。

如，声波从空气中入射到墙的界面上。ρ1c1>ρ2c2，媒质Ⅱ比媒质Ⅰ“软”些；若ρ1c1》ρ2c2，在媒质Ⅰ中，入射声压与反射声压在界面处大小相等、相位相反，总声压达到极小，近似等于零，而质点速度达到极大，在媒质Ⅱ中无透射声波。98垂直入射声波的反射和透射ρ1c1=ρ2c2，声波无反射，是全斜入射声波的反射和透射边界条件：声压连续；质点法向振动速度连续，则有

反射定律

折射定律99斜入射声波的反射和透射边界条件：声压连续；质点法向振动速度连斜入射声波的反射和透射分界面媒质Ⅱρ2c2Ρ2c2媒质Ⅰ反射声波Pr透射声波Ptθtθrθi入射声波Piρ1c1<ρ2c2法线图：平面声波斜入射的反射和折射100斜入射声波的反射和透射分界面媒质Ⅱρ2c2Ρ2c2媒质Ⅰ斜入射声波的反射和透射

斜入射声波的反射和透射

温度及风速对声传播的影响晴朗白天，气温随高度增高而下降，声速将随高度增加而降低，声线向上空弯曲，声源辐射的噪声