噪声污染控制.ppt

1、第24讲，噪音污染控制，噪音污染控制，1。声学基础，2。声学设备和声学材料，3。常见噪声及其控制技术。理解声学的相关概念，掌握常见噪声的控制技术。第一节声学基础，声音(包括噪声)的形成，必须有三个要素：第一，必须有一个振动的物体，即声源；第二，必须有一种能传播声波的媒介；最后，还有带声音的接收器，比如人耳和麦克风。1.声音的基本特性声音是由物体的振动产生的，振动在弹性介质中的传播形式是声波。当一定频率范围(2020000赫兹)的声波作用于人的耳朵时，就会产生声音的感觉。1声压级和声压级，2声强级和声强级，3声功率级和声功率级，4声强级，5。声级和等效(连续)声级、声压和声压级声源的振动以声波的

2、形式在介质中传播，传播所涉及的区域称为声场。当声波在空气中传播时，声场中某一点的空气分子在其平衡位置沿声波方向来回振动，使平衡位置的空气密度变得稀疏而稠密，并使平衡位置的空气压力相对于静压发生变化，而没有声音传播。我们将这一点的空气压力和静压之差定义为这一点的声压。声压是用于测量声强的物理量。声压可以用瞬时声压和均方根声压(有效声压)来表示。声场介质中某一点的单位面积声压相对于静压的变化称为瞬时声压。均方根声压是在一定时间周期内的均方根声压。人耳刚刚听到的声压被定义为阈值声压，其值为210-5Pa，也称为参考声压；使人感到疼痛的声压被定义为疼痛阈声压，值为20Pa，两者之差为100万倍，一般声

3、音介于两者之间。声压级：声压倍数关系中的对数，单位为分贝。2声强和声强)I定义为在垂直于声波传播方向的单位时间和单位面积内通过声波的平均声能。I和声功率w之间的关系是s指垂直于声波传播方向的面积。在自由声场中，任意方向的声强为：磷介质的密度，kg/m3；中等声速，米/秒.一般用声强级(LI)代替声强来描述声强，其表达式为：L0为参考声强，L010-12W/m2，对应于气温为20时的参考声压。声功率和声功率级定义声波沿声波传播方向传输能量的速度为声功率.声功率是反映声源特性的物理量，其大小反映声源辐射声能的能力。声功率级(LW)的数学表达式如下：在公式中，W0是对应于参考声强w010-12w的参

4、考声功率，以及4个声级(1)的总和。假设由N个声源产生的同名声级(声功率级、声强级或声压级)为L1、L2、Ln(分贝)，总合成声级为：(2)声级相减。如果已知两个声源的声级之和是L，并且其中一个声级是L1，那么另一个声级L2可以通过声级减法来计算，即通过以下公式：其中，L1-L1(分贝)，(3)是声级的平均值。n个声源产生的声级的平均值可以根据以下公式计算：公式中Ln个声源的声级之和(相同的信誉等级)；2.噪音的危害。不必要的噪声超过了人们生活和社会活动的允许水平；2.噪音的危害损害听力(80dB)，干扰睡眠，对人体生理功能造成不良反应，干扰语言对话和交流，极强的噪音损害仪器、设备和建筑结构。

5、1.评估qua响度等级的符号是LN，单位是phon。通过这种方式比较不同频率的声音，得到达到相同响度时频率与声压级之间的关系曲线，通常称为异声曲线。它基于声压级和纯音频率之间的关系，纯音的响度与许多听众相同。在异声图中，每条曲线上的每个点代表具有不同频率和声压级的声音，但是人耳主观感知的响度是相同的，即响度级相等，因此称为异声曲线。响度和响度级别是一一对应的。规定响度为40平方米时响度为1宋。实验表明，当响度级别增加10平方米时，响度加倍，如2宋时50平方米，4宋时60平方米，等等。一般来说，当LN40为正方形时，响度和响度级之间的关系如下：2 .声级和相当的(连续的)声级。为了用仪器(声级计

6、)直接读取反映人耳对声强主观感受的评价量，建议用电子网络(也称加权网络)模拟人耳在不同声压下的频率特性。加权网络实际上是一种电子滤波电路，它是根据人耳对等声曲线所代表的声音频率的响应而设计的。声级计一般设计三个加权网络，分别为A、B和C，测得的声级分别为A、B和C。通过模拟等声曲线中的100峰曲线，设计了c加权网络。它在整个可听频率范围内具有几乎平坦的特性，并且基本上不衰减可听频率范围，因此它通常代表总声压级。B加权网络是模拟70的等声曲线设计的，对250赫兹以下的声音有很大的衰减。通过模拟异声曲线中的40峰曲线设计了一个加权网络，对1000赫兹以下的声音有很大的衰减。A加权网络测得的噪声强度

7、与人耳对噪声的主观感知较为接近，因为它对低频声音较慢，对高频声音较敏感，同时也与人耳的听力损伤程度相对应。声音等级的单位被记录为分贝或分贝。声级广泛用于噪声测量和评估。虽然A声级能更好地反映噪声强度和频率的主观感受，但它只适用于连续稳定的噪声评估。对于一定时期内的不连续噪声，如交通噪声，人们提出了平均总工作时间的方法来评价噪声对人们的影响。用这种方法计算的声级被称为等效(连续)声级，它用分贝表示，单位仍然是分贝。等效(连续)A声级可以反映不稳定A声级下实际接受的噪声能量，即按能量计算的平均A声级。在第二节声学装置和声学材料中，在确定噪声控制措施时，应考虑噪声形成的三个环节：一是从声源上消除噪声

8、；二是对噪声传播途径采取控制措施；第三，在接收处采取保护措施。本节将主要介绍噪声传播路径中所采取的噪声控制措施：吸声、隔声和消声，以及相应的声学材料和声学装置。1.吸声材料和吸声结构在没有声学处理的房间里，除了声源通过空气直接传播的直接声音外，还有来自墙壁、天花板、地面和房间其他设备的反射声音，即混响声。由于混响声的叠加效应，声强通常可以提高10分贝以上。如果吸声结构安装在房间的内壁和空间上，当声波投射到这些结构的表面上时，部分声能被吸收，从而降低反射声和总声强。这种利用吸声材料和结构来降低室内噪声的降噪技术称为吸声。1、吸声材料的吸声性能通常用吸声系数来表示。当声波入射到材料上时吸声系数为0

9、.2的材料通常称为吸声材料。吸声材料不仅是吸声和降噪所必需的，也是制造隔音罩、阻性消声器或阻抗复合消声器所不可或缺的。多孔吸声材料具有良好的吸声效果，是应用最广泛的吸声材料。它分为三种类型：纤维型、泡沫型和颗粒型。2吸声结构如上所述，多孔吸声材料对高频声音具有良好的吸声能力，但对低频声音的吸声能力较差。为了解决低频吸声问题，实践中利用共振原理制作了一些吸声结构。常用的吸声结构包括薄板共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构和微穿孔板吸声结构。图1为薄板共振吸声结构，图10-6为双层微穿孔板吸声结构示意图。2.隔音部件和材料使用木板、金属板、墙壁和隔音罩等隔音部件将噪声源与接收器分开，从而将噪声阻挡在传

10、输路径中，以削弱噪声的传输。这种方法叫做隔音。根据传播方式，噪声可分为两种类型：气载声(简称气载声)和固体声(简称固体声)。空气声是指声源直接激发空气振动产生的声波，通过空气介质直接传到人的耳朵。它通常由重而密的成分隔离；对于后者，通常采用隔振措施。固体传声是指声源直接激发固体构件(如建筑结构)振动而产生的声音。通常采用隔振措施。图3噪声撞击屏障时声能的分布。隔音罩是一种理想而有效的降噪措施。它能有效阻断噪声传播，降低噪声对环境的影响，但会给维护、监控和管道布置带来不便，不利于被覆盖设备的散热。有时需要通风来冷却盖子中的空气。图4隔音部件的组成消音器消音器是一种防止声音传播并允许气流通过的装置

11、，是减少空气动力噪音的常用装置。降噪性能的评价指标是降噪，降噪有两个主要表达式：插入损失LIL定义为消声器接入系统前后在系统外某一点测得的声压级Lp之差。传输损耗(也称为传输损耗，或传输损耗)LTL是消声器入口和出口处的声功率级LW之间的差值，其含义与反映部件隔音性能的传输损耗相同，因为消声器也可视为隔音部件。5各种类型的消声器，阻性消声器，也称为吸收性消声器，是一种利用吸声材料的吸声来连续吸收并逐渐衰减沿通道传播的噪声的装置。阻性消声器是通过将吸声材料固定在气流通过的管道的周壁上，或者以某种方式将其布置在通道中而形成的。消声原理是当声波进入消声器时，阻性消声器中多孔材料中的空气和纤维会发生振

12、动，由于摩擦阻力和粘滞阻力，一部分声能会转化为热能而损失掉，从而起到消声的作用。反作用消声器，也称为反作用消声器，是由抗声元件组成的消声器。声学电抗元件类似于交流电路中电抗元件的电容或电感，能够抵抗声压和声振速度的变化。它们不消耗声能，但能储存和反射声能。反应式消声器的特点是不使用吸声材料，而是将截面突变的管段或其旁边的共振腔连接起来，利用声阻抗失配，使一些频率声波在声阻抗突变的界面处反射和干扰，从而达到消声的目的但是，由于反射、衍射、折射、干涉等特性，声音衰减不是简单的叠加关系。阻抗复合消声器兼有电阻式消声器和反应式消声器的特点，在低、中、高频范围内都能获得较好的消声效果。第三节，常见噪声及

13、其控制技术，根据声源不同，噪声通常分为机械噪声和空气动力噪声。在确定噪声控制措施时，应考虑噪声形成的三个环节：(1)从声源上根除噪声；对噪声传播途径采取控制措施；在接收点采取保护措施。下面将主要介绍机械噪声、流体机械噪声和交通噪声的产生及控制措施。机械噪声及其控制机械噪声是由固体机械零件的振动引起的。1.机器(如冲床、锻锤、凿岩机等)时的冲击噪音。)利用冲击力做功，它们会产生冲击产生的脉冲噪声，这就是所谓的冲击噪声。结构噪声在整个冲击噪声中占有重要地位。降低结构噪声是控制冲击噪声的主要途径，具体措施是增加结构阻尼。摩擦噪声当物体相互接触并在一定压力下相对运动时，物体之间会发生摩擦，摩擦力以相反

14、的运动方向作用在接触面上的物体上。摩擦能激发物体振动并发出声音。克服摩擦噪音的基本方法是减少摩擦。一般来说，使用润滑剂可以降低摩擦噪音。例如，齿轮、轴承等。不能在缺油的情况下工作，否则噪音会很大。3周期性力激励噪声在旋转机械中往往具有周期性力。最简单的周期力是由旋转轴、飞轮和其他旋转系统的静态和动态不平衡引起的偏心力。控制机械噪声的主要途径是避免或减少冲击力、周期力和摩擦力，这可以通过改进机械设备结构、改变操作工艺、提高加工精度和装配质量来实现。流体机械的噪声与控制流体机械是指广泛应用于工矿企业的液压和气动系统。液压和气动系统中的噪声源介绍如下。液压系统噪声液压系统由液压泵、液压缸或液压马达、

15、控制压力、流量和流向的各种阀门以及油箱和管道等辅助部件组成。液压系统的噪声源主要来自液压泵、阀门和管道。上述管道噪声主要来自泵体和阀门的噪声。因此，为了降低管道系统的噪声，应尽可能选择和设计低噪声阀门和低噪声泵。为避免流体动力噪声，管道设计应合理，例如，管道中的流体流速不应过高，应避免直弯和截面突变。弯头半径应大于管道直径的5倍，不同直径的管道连接应逐步过渡。气动系统的噪声气动系统的原理与液压系统相同，只是所用的流体是空气，动力源是空气压缩机和风扇。气动系统噪声主要由高速气流、不稳定气流以及气流与物体的相互作用引起，也称为气动噪声。根据气动噪声的产生机理和特点，可分为喷射噪声、涡流噪声、旋转噪声和周期性进排气噪声。内燃机、容积式压缩机和各种气动工具产生的进气和排气噪音可以通过使用孔板和呈膨胀室或共振腔形式的反作用消音器来降低。交通噪声及其控制随着各国汽车工业的快速发展，交通噪声日益成为城市噪声污染的主要来源，特别是在中国这样的发展中国家。交通噪声最根本的声源是汽车本身及其交通流量，因此控制交通噪声最有效的方法是控制汽车噪声和交通噪声的声源。汽车本身是一个综合声源，主要包括与发动机转速相关的声源，包括进排气噪声、冷却系统风扇噪声、发动机表面辐射噪声、空气压缩机和发电机噪声，以及与车速相关的声源，包括传动机构噪声、轮胎噪声和车