【正文】 方法 ? 吸聲處理 ? 隔聲 (表示、結(jié)構(gòu)、罩與屏 ) ? 消聲器 ?隔聲是噪聲控制工程中常用的一種重要技術(shù)措施。 ?隔聲原理 ：用隔聲結(jié)構(gòu)把噪聲源封閉起來(lái)，使噪聲局限在一個(gè)小的空間里，把這種隔聲結(jié)構(gòu)稱(chēng)為 隔聲罩 ；也可以把需要安靜的場(chǎng)所用隔聲結(jié)構(gòu)封閉起來(lái)，使外面的噪聲很少傳進(jìn)去，這稱(chēng)為 隔聲間 ；還可以在噪聲與受干擾的位臵之間，設(shè)立用隔聲結(jié)構(gòu)做成的屏障，隔擋噪聲向接受點(diǎn)位臵傳播，這稱(chēng)為 隔聲屏 。 ?隔聲罩、隔聲間、隔聲屏是按隔聲原理設(shè)計(jì)制成的三種噪聲控制設(shè)備，在防噪中有廣泛的應(yīng)用。 隔聲結(jié)構(gòu) ?隔聲材料 與吸聲材料不同 ： 吸聲 是依靠組成材料的多孔性、柔軟性，使入射的聲波在材料的細(xì)孔中，由摩擦轉(zhuǎn)化為熱能而將聲能耗散掉。要求吸聲材料的表面上反射的聲能越少越好。 ?隔聲 ：靠材料的密實(shí)性、堅(jiān)實(shí)性，使聲波在隔聲結(jié)構(gòu)上反射，要求透過(guò)隔聲結(jié)構(gòu)的聲能越小越好。 隔聲結(jié)構(gòu) ?隔聲材料一般用 透聲系數(shù)、透聲損失 來(lái)表示。 ?透聲系數(shù) τ： τ=EZ/Ei EZ— 透過(guò)墻體的聲能， Ei— 入射聲能 ?實(shí)際工程中，測(cè)定透聲系數(shù)不是很方便，故多用 透聲損失 TL表示，單位 dB。 TL=10lg1/ τ ?τ越小， TL越大，說(shuō)明隔聲性能越好。 ?同一隔聲墻，對(duì)于不同頻率聲音，隔聲性能不同。在工程中，常用中心頻率為 12 250、 500、 1000、 2024000Hz的 六個(gè)倍頻程下的隔聲量相加 ，取其算術(shù)平均值表示某一隔墻的隔聲性能，稱(chēng)為平均隔聲量。 隔聲結(jié)構(gòu) ?質(zhì)量定律 ：當(dāng)聲波傳到墻的表面時(shí)，使墻體像“膜片”一樣的振動(dòng)，墻體質(zhì)量越大，其慣性阻力越大，就越不易振動(dòng)，聲音就很難傳過(guò)去，隔聲效果就好。 ?如果想提高單層密實(shí)均勻板材的隔聲量，可以增加厚度，但 是不是越厚越好？ ?提高隔聲量是有限的，而且會(huì)顯得很厚很笨重，不經(jīng)濟(jì)不現(xiàn)實(shí)。 隔聲結(jié)構(gòu) ?實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，如果將單層隔聲結(jié)構(gòu)分成 雙層或多層 ，在各層之間留出空氣層，或在空氣層中填充一些吸聲材料，往往可以突破質(zhì)量定律的限制，較大地提高隔聲量。 ?施工中需要注意的是，采用具有空氣層的夾層結(jié)構(gòu)，在施工中 不要把磚頭瓦塊丟進(jìn)夾層中間 ，以免在兩層墻之間形成聲橋或剛性連接，使隔聲效果大大降低；其次，這種夾層結(jié)構(gòu)的空氣層相當(dāng)于一個(gè)具有彈性的彈簧，在施工中，如果 空氣層太薄 ，會(huì)把兩墻連接起來(lái)形成共振，大大影響墻體的隔聲效果。 隔聲結(jié)構(gòu) ?隔聲罩： 這是目前抑制機(jī)械噪聲的較好辦法，如柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、空壓機(jī)、球磨機(jī)等可用隔聲罩降低噪聲。 ?一般機(jī)器設(shè)備用隔聲罩由 罩板 、 阻尼涂料 和 吸聲層 構(gòu)成，罩板采用 13mm厚度鋼板或面密度較大的木質(zhì)纖維板。 隔聲結(jié)構(gòu) ? 設(shè)計(jì)隔聲罩的隔聲量可用下式估算： 隔聲結(jié)構(gòu) 隔聲罩的實(shí)際隔聲量， dB； 隔聲構(gòu)件平均隔聲量， dB； 罩內(nèi)表面的平均吸聲系數(shù)。 【例 】用 2mm厚度鋼板做一隔聲罩。已知鋼板的傳聲損失 TL=29dB，鋼板的平均吸聲系數(shù) =。由于隔聲效果不理想變作了改進(jìn)，在隔聲罩內(nèi)作了吸聲處理，使平均吸聲系數(shù)提高到 =。改進(jìn)后隔聲罩的實(shí)際隔聲值提高了多少？ ?解：罩內(nèi)未作吸聲處理時(shí)，隔聲量 TL1=29+=2920=9 dB 罩內(nèi)做了吸聲處理后，隔聲量 TL2=29+=292=27 dB 故，改進(jìn)后隔聲罩的實(shí)際隔聲量比改進(jìn)前提高了： 279=18dB 隔聲罩內(nèi)壁進(jìn)行吸聲處理對(duì)隔聲罩的實(shí)際隔聲效果至關(guān)重要 ! 隔聲結(jié)構(gòu) 01SS Slg10TL 522112 d??????? ???【例 】一隔聲罩，面積 S=10m2，透聲系數(shù) τ1=105，現(xiàn)開(kāi)一通風(fēng)口散熱，面積 S2=，透聲系數(shù) τ2=1，計(jì)算因開(kāi)通風(fēng)口隔聲量下降多少？ 解：隔聲罩在未開(kāi)孔時(shí)的隔聲量 TL1為： 隔聲罩開(kāi)孔后的隔聲量 TL2為： 由此可見(jiàn)，罩體因有 30dB，因此，因?yàn)樯峄蚬艿劳ㄟ^(guò)墻而需要開(kāi)孔時(shí)，應(yīng)分別采取消聲措施。 B5010 1lg101lg10TL 5 d??? ??隔聲結(jié)構(gòu) 綜合隔聲量的計(jì)算 任何一種隔聲間都是由墻、門(mén)、窗三者組成，三者的隔聲材料不同，故需要計(jì)算隔聲間的綜合隔聲量。 步驟： ?選擇組成墻、門(mén)、窗的材料，查出各自隔聲量 TL，求出各自透聲系數(shù)： ?計(jì)算綜合隔聲量： ?計(jì)算組成墻、門(mén)、窗的面積 S S S3； ?計(jì)算隔聲間綜合透聲系數(shù) τ； 隔聲結(jié)構(gòu) 【例 】設(shè)計(jì)一隔聲間，墻隔聲量 TL=20dB，面積 S1=8m2，門(mén)隔聲量TL=10dB，面積 S2=2m2，求隔聲間綜合聲量 多少？ 解：綜合透聲系數(shù)為： 若 墻 隔聲量從 20dB提高到 50dB，其他情況不變，則綜合隔聲量達(dá) 17dB，僅提高 ； 若 門(mén) 隔聲量由 10dB提高到 15dB，其他情況不變，則綜合隔聲量達(dá)，提高 。 總之，隔聲間有門(mén)、窗、墻時(shí)，其綜合隔聲量 取決于隔聲量較低的 門(mén)和窗，要提高綜合隔聲量，只有改變門(mén)和窗的材料和結(jié)構(gòu)，提高門(mén)和窗的隔聲量，若提高墻的隔聲量，其結(jié)果是花錢(qián)多收效不大。 在隔聲間對(duì)于結(jié)構(gòu)上的孔洞縫隙必須進(jìn)行密封處理，否則隔聲效果大大降低，若需開(kāi)通風(fēng)口散熱時(shí)，必須安裝消聲器。 隔聲結(jié)構(gòu) ?隔聲罩或隔聲間能把噪聲源與接受點(diǎn)完全隔開(kāi)，在控制噪聲上是很有效的。但在有操作、維護(hù)、散熱或廠房?jī)?nèi)有吊車(chē)作業(yè)時(shí)，不宜用全封閉性隔聲措施，此時(shí)，可考慮用隔聲屏來(lái)降低接受點(diǎn)的噪聲。 ?隔聲屏：用隔聲結(jié)構(gòu)做成屏障，放在噪聲源與接受點(diǎn)之間，利用屏障攔擋噪聲直接向接受點(diǎn)輻射的一種降噪措施。 ?因聲波在傳播中遇到障礙具繞射特性，故隔聲屏的降噪效果有限。 ?高頻 音波長(zhǎng)短， 繞射能力差 ，隔聲屏效果顯著；低頻聲波長(zhǎng)，繞射能力強(qiáng)，故效果有限。 ?隔聲屏具有不妨礙機(jī)器散熱和工人檢修、維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，因此，它幾乎在防治 各種機(jī)器設(shè)備噪聲上都可采用 。 隔聲屏減噪量的計(jì)算 在自由聲場(chǎng)中，聲源為點(diǎn)聲源，并假設(shè)隔聲屏的橫側(cè)沒(méi)有繞射發(fā)生，根據(jù)幾何聲學(xué)理論，可繪出圖 428。 圖中縱坐標(biāo)為噪聲衰減量，橫坐標(biāo)是菲涅爾數(shù) N。 N是描述聲波在傳播中繞射性能的一個(gè)量，由路徑差和聲波頻率來(lái)確定。 可用下式表示： ??? ??? 2170N fN— 借用光學(xué)上的菲涅爾數(shù)，無(wú)量綱。 δ— 設(shè)置屏障前后的聲傳播路徑差， cm。 【例 】按圖 429所示的條件，求屏障的衰減量。 解：首先計(jì)算各倍頻程中心頻率的相應(yīng)波長(zhǎng)，再計(jì)算屏障設(shè)置前后路徑差和菲涅爾數(shù) N，最后利用圖 428便可求得各倍頻帶的衰減量，如表 415所示。 隔聲屏減噪量的計(jì)算 中心頻率 Hz 63 125 250 500 1000 2021 4000 波長(zhǎng) m N 衰減量 dB 9 10 13 16 19 21 24 27 噪聲控制 前面兩種：吸聲、隔聲，要求把聲源密閉起來(lái)，否則效果不佳。 如果有一種設(shè)備必須要求降低噪聲又要有氣流通過(guò)，來(lái)降低其熱量或便于維修，這時(shí)，用什么方法來(lái)降低噪聲比較好呢？ 噪聲的控制原理和方法 ? 噪聲控制的一般方法 ? 吸聲處理 ? 隔聲 (表示、結(jié)構(gòu)、罩與屏 ) ? 消聲器 消聲器 ?消聲器是一種使聲能衰減而允許氣流通過(guò)的裝置。將其安裝在氣流通道上便可控制和降低空氣動(dòng)力性噪聲。 ?設(shè)計(jì)一個(gè)性能優(yōu)良的消聲器，必須具備三個(gè)條件： ?具備良好的消聲性能。即：消聲器在有足夠?qū)挼念l率范圍內(nèi)，具有最佳消聲效果，將噪聲水平控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。 ?具有良好的空氣動(dòng)力性能。要求消聲器對(duì)氣流阻力損失足夠小，并確保不影響設(shè)備的工作效率和進(jìn)、排氣的暢通。 ?在機(jī)械性能上要求消聲器體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。具有一定的剛度和較長(zhǎng)的使用壽命，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝和無(wú)再生噪聲。 ?據(jù)消聲原理，可分為 阻性消聲器、 抗性消聲器 和 阻抗復(fù)合 。 阻性消聲器 ?利用鋪設(shè)在氣流通道內(nèi)壁上的多孔材料來(lái)吸收聲能。 ?當(dāng)外來(lái)聲波沿著消聲器通道傳播時(shí)，激起管壁上的多孔材料中的空氣分子振動(dòng)，由于摩擦阻力和粘滯阻力使聲能變?yōu)闊崮?，從而達(dá)到降低噪聲的目的。 ?這種消聲器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和 良好吸收中、高頻噪聲的 優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛。 ?阻性消聲器常見(jiàn)形式： 直管式。 還有片式、折板式等。 阻性消聲器 ?直管式阻性消聲器的消聲量估算 ΔL： SLI)(L ????消聲系數(shù)，與吸聲系數(shù)有關(guān) 通道橫截面周長(zhǎng)， m 通道飾面部分長(zhǎng)度， m 氣流通道截面面積， m2 ?消聲量 ΔL與消聲通道長(zhǎng)度 I成正比，與截面積 S成反比，與截面周長(zhǎng) L成正比。 ?若要提高消聲量，可增加通道長(zhǎng)度或縮小截面面積。若面積為定值，適當(dāng)選擇截面形狀，使周邊增大，提高消聲量。 阻性消聲器 ?消聲器的消聲量 ΔL與消聲系數(shù)有很大關(guān)系，而消聲系數(shù)主要由襯貼材料的吸聲系數(shù)決定。 ?消聲系數(shù)與吸聲系數(shù)的函數(shù)關(guān)系如下： α Ψ(α) SLI)(L ????阻性消聲器 ?直管式 阻性消聲器對(duì)于 高頻噪聲 有較好的消聲效果。但就一定截面的消聲器來(lái)說(shuō)，當(dāng)頻率增至某一限度后，其消聲性能急劇下降。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)短高頻聲以窄束狀從通道穿過(guò)，很少或不與吸聲材料接觸的緣故，這時(shí)的頻率稱(chēng)為高頻失效頻率 fm，由下式確定： fm=式中 D— 消聲器通道的當(dāng)量直徑（圓截面的直徑）， m c— 聲速， m/s ?小風(fēng)量的細(xì)管道，可采用單通道直管式消聲器，風(fēng)量較大的粗管道，由于高頻失效，不能采用單通道直管式消聲器，而采用多通道形式，如 片式、折板式 等。 抗性消聲器 ?原理：利用管道內(nèi)聲學(xué)特性突變的截面，將部分聲波向聲源反射回來(lái)。這樣，沿著通道繼續(xù)向前傳播的只是原來(lái)聲波的一個(gè)小部分，從而達(dá)到消聲的目的。 ?抗性消聲器具有良好的中、低頻消聲特性，且能在高溫、高速、脈動(dòng)氣流條件下工作。 ?抗性消聲主要有：擴(kuò)張室消聲器、共振腔消聲器和干涉消聲器。 擴(kuò)張室消聲器 ?又叫膨脹室消聲室，由連管和擴(kuò)張室組成。 ?是利用管道截面的擴(kuò)張、收縮引起反射和干涉而達(dá)到消聲目的。 ?最簡(jiǎn)單的形式是 單節(jié)擴(kuò)張室消聲器 。 ?單節(jié)擴(kuò)張室消聲器的消聲量可計(jì)算： 擴(kuò)張比， m=S2/S1 擴(kuò)張室消聲器的長(zhǎng)度， m 波數(shù) ?由上可見(jiàn)，消聲量 ΔL與 sinKL有關(guān)。 ?當(dāng) sinKL=177。 1時(shí)， 消聲量最大。 ?當(dāng) sinKL=π/2的奇數(shù)倍時(shí)， sin2KL=1，消聲量最大。 ?當(dāng) KL為 π的整數(shù)倍時(shí)， 消聲量為零（不起消聲作用），相應(yīng)頻率稱(chēng)通過(guò)頻率fmin： 單節(jié)擴(kuò)張室消聲器消聲量的計(jì)算 ?必須有足夠大的擴(kuò)張比。當(dāng) sin2KL=1時(shí)，有 設(shè)計(jì)單節(jié)擴(kuò)張室消聲器應(yīng)注意問(wèn)題 ])1(411l g [10L 2mm ???? 如果要求消聲器有明顯的消聲效果， m就必須有足夠大的數(shù)值。如要求消聲量不小于 10dB， m就必須選在 6以上。 ?實(shí)際工作中， m不允許取得最大。因?yàn)?m受消聲器所占空間體積的限制，也受聲學(xué)方面的限制（高頻失效）。 擴(kuò)張室消聲器有效消聲的上限頻率 fm常用下式表示： fm=， D為擴(kuò)張部分的幾何尺寸（圓形截面為直徑，方形為邊長(zhǎng)，矩形為截面積的平方根）。 可見(jiàn)， D越大，消聲上限頻率 fm越小，擴(kuò)張消聲器的有效消聲頻率范圍越窄。故 m不能太大，應(yīng)兼顧消聲量與消聲頻率范圍。 ?擴(kuò)張室消聲量達(dá)最大值時(shí)（ KL=（ 2n+1） π/2）的頻率： 設(shè)計(jì)單節(jié)擴(kuò)張室消聲器應(yīng)注意問(wèn)題 要改變消聲器的頻率特性，主要是改擴(kuò)張室的長(zhǎng)度 L。 ?擴(kuò)張室消聲器除了上限頻率還有下限頻率 fr： S為連接管的截面積， m2； V為擴(kuò)張室的體積， m3； L為連接管的長(zhǎng)度。 m。 在低頻范圍內(nèi)，當(dāng)波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于擴(kuò)張室或連接管等長(zhǎng)度時(shí)，擴(kuò)張室和連接管可看做是集總聲學(xué)元件構(gòu)成的聲振系統(tǒng)。當(dāng)外來(lái)聲波在這個(gè)系統(tǒng)的共振頻率 fo附近時(shí)，消聲器不但不能消聲，反而會(huì)對(duì)聲音產(chǎn)生放大作用。 ?單節(jié)擴(kuò)張室消聲器的 主要缺點(diǎn)： 存在許多通過(guò)頻率（消聲為 0）。為解決這一問(wèn)題，常用的辦法有兩種。 改善擴(kuò)張室消聲性能的辦法 ?內(nèi)接管： 將擴(kuò)張室的入口管和出口管分別插入擴(kuò)張室內(nèi)，如圖。 當(dāng)插入 L/2的管時(shí)，可消去 n為奇數(shù)的通過(guò)頻率若插入 L/4的管，可消去 n