【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，使噪聲局限在一個小的空間里，把這種隔聲結(jié)構(gòu)稱為 隔聲罩 ；也可以把需要安靜的場所用隔聲結(jié)構(gòu)封閉起來，使外面的噪聲很少傳進去，這稱為 隔聲間 ；還可以在噪聲與受干擾的位臵之間，設立用隔聲結(jié)構(gòu)做成的屏障，隔擋噪聲向接受點位臵傳播，這稱為 隔聲屏 。 ?隔聲罩、隔聲間、隔聲屏是按隔聲原理設計制成的三種噪聲控制設備，在防噪中有廣泛的應用。 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 ：靠材料的密實性、堅實性，使聲波在隔聲結(jié)構(gòu)上反射，要求透過隔聲結(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 來表示。 ?透聲系數(shù) τ： τ=EZ/Ei EZ— 透過墻體的聲能， Ei— 入射聲能 ?實際工程中，測定透聲系數(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，說明隔聲性能越好。 ?同一隔聲墻，對于不同頻率聲音，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，稱為平均隔聲量。 隔聲結(jié)構(gòu) ?質(zhì)量定律 ：當聲波傳到墻的表面時，使墻體像“膜片”一樣的振動，墻體質(zhì)量越大，其慣性阻力越大，就越不易振動，聲音就很難傳過去，隔聲效果就好。 ?如果想提高單層密實均勻板材的隔聲量，可以增加厚度，但 是不是越厚越好？ ?提高隔聲量是有限的，而且會顯得很厚很笨重，不經(jīng)濟不現(xiàn)實。 隔聲結(jié)構(gòu) ?實踐發(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)的空氣層相當于一個具有彈性的彈簧，在施工中，如果 空氣層太薄 ，會把兩墻連接起來形成共振，大大影響墻體的隔聲效果。 隔聲結(jié)構(gòu) ?隔聲罩： 這是目前抑制機械噪聲的較好辦法，如柴油機、電動機、空壓機、球磨機等可用隔聲罩降低噪聲。 ?一般機器設備用隔聲罩由 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) ? 設計隔聲罩的隔聲量可用下式估算： 隔聲結(jié)構(gòu) 隔聲罩的實際隔聲量， 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，在隔聲罩內(nèi)作了吸聲處理，使平均吸聲系數(shù)提高到 =。改進后隔聲罩的實際隔聲值提高了多少？ ?解：罩內(nèi)未作吸聲處理時，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，改進后隔聲罩的實際隔聲量比改進前提高了： 279=18dB 隔聲罩內(nèi)壁進行吸聲處理對隔聲罩的實際隔聲效果至關重要 ! 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)開一通風口散熱，面積 S2=，透聲系數(shù) τ2=1，計算因開通風口隔聲量下降多少？ 解：隔聲罩在未開孔時的隔聲量 TL1為： 隔聲罩開孔后的隔聲量 TL2為： 由此可見，罩體因有 30dB，因此，因為散熱或管道通過墻而需要開孔時，應分別采取消聲措施。 B5010 1lg101lg10TL 5 d??? ??隔聲結(jié)構(gòu) 綜合隔聲量的計算 任何一種隔聲間都是由墻、門、窗三者組成，三者的隔聲材料不同，故需要計算隔聲間的綜合隔聲量。 步驟： ?選擇組成墻、門、窗的材料，查出各自隔聲量 TL，求出各自透聲系數(shù)： ?計算綜合隔聲量： ?計算組成墻、門、窗的面積 S S S3； ?計算隔聲間綜合透聲系數(shù) τ； 隔聲結(jié)構(gòu) 【例 】設計一隔聲間，墻隔聲量 TL=20dB，面積 S1=8m2，門隔聲量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 17dB，僅提高 ； 若 門 隔聲量由 10dB提高到 15dB，其他情況不變，則綜合隔聲量達，提高 。 總之，隔聲間有門、窗、墻時，其綜合隔聲量 取決于隔聲量較低的 門和窗，要提高綜合隔聲量，只有改變門和窗的材料和結(jié)構(gòu)，提高門和窗的隔聲量，若提高墻的隔聲量，其結(jié)果是花錢多收效不大。 在隔聲間對于結(jié)構(gòu)上的孔洞縫隙必須進行密封處理，否則隔聲效果大大降低，若需開通風口散熱時，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完全隔開，在控制噪聲上是很有效的。但在有操作、維護、散熱或廠房內(nèi)有吊車作業(yè)時，不宜用全封閉性隔聲措施，此時，可考慮用隔聲屏來降低接受點的噪聲。 ?隔聲屏：用隔聲結(jié)構(gòu)做成屏障，放在噪聲源與接受點之間，利用屏障攔擋噪聲直接向接受點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 音波長短， 繞射能力差 ，隔聲屏效果顯著；低頻聲波長，繞射能力強，故效果有限。 ?隔聲屏具有不妨礙機器散熱和工人檢修、維護等優(yōu)點，因此，它幾乎在防治 各種機器設備噪聲上都可采用 。 隔聲屏減噪量的計算 在自由聲場中，聲源為點聲源，并假設隔聲屏的橫側(cè)沒有繞射發(fā)生，根據(jù)幾何聲學理論，可繪出圖 428。 圖中縱坐標為噪聲衰減量，橫坐標是菲涅爾數(shù) N。 N是描述聲波在傳播中繞射性能的一個量，由路徑差和聲波頻率來確定。 可用下式表示： ??? ??? 2170N fN— 借用光學上的菲涅爾數(shù)，無量綱。 δ— 設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：首先計算各倍頻程中心頻率的相應波長，再計算屏障設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。 隔聲屏減噪量的計算 中心頻率 Hz 63 125 250 500 1000 2021 4000 波長 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，否則效果不佳。 如果有一種設備必須要求降低噪聲又要有氣流通過，來降低其熱量或便于維修，這時，用什么方法來降低噪聲比較好呢？ 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的裝置。將其安裝在氣流通道上便可控制和降低空氣動力性噪聲。 ?設計一個性能優(yōu)良的消聲器，必須具備三個條件： ?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)。 ?具有良好的空氣動力性能。要求消聲器對氣流阻力損失足夠小，并確保不影響設備的工作效率和進、排氣的暢通。 ?在機械性能上要求消聲器體積小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。具有一定的剛度和較長的使用壽命，便于現(xiàn)場安裝和無再生噪聲。 ?據(jù)消聲原理，可分為 阻性消聲器、 抗性消聲器 和 阻抗復合 。 阻性消聲器 ?利用鋪設在氣流通道內(nèi)壁上的多孔材料來吸收聲能。 ?當外來聲波沿著消聲器通道傳播時，激起管壁上的多孔材料中的空氣分子振動，由于摩擦阻力和粘滯阻力使聲能變?yōu)闊崮?，從而達到降低噪聲的目的。 ?這種消聲器具有結(jié)構(gòu)簡單和 良好吸收中、高頻噪聲的 優(yōu)點，故應用廣泛。 ?阻性消聲器常見形式： 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 通道橫截面周長， m 通道飾面部分長度， m 氣流通道截面面積， m2 ?消聲量 ΔL與消聲通道長度 I成正比，與截面積 S成反比，與截面周長 L成正比。 ?若要提高消聲量，可增加通道長度或縮小截面面積。若面積為定值，適當選擇截面形狀，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)關系如下： α Ψ(α) SLI)(L ????阻性消聲器 ?直管式 阻性消聲器對于 高頻噪聲 有較好的消聲效果。但就一定截面的消聲器來說，當頻率增至某一限度后，其消聲性能急劇下降。因為波長短高頻聲以窄束狀從通道穿過，很少或不與吸聲材料接觸的緣故，這時的頻率稱為高頻失效頻率 fm，由下式確定： fm=式中 D— 消聲器通道的當量直徑（圓截面的直徑）， m c— 聲速， m/s ?小風量的細管道，可采用單通道直管式消聲器，風量較大的粗管道，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)聲學特性突變的截面，將部分聲波向聲源反射回來。這樣，沿著通道繼續(xù)向前傳播的只是原來聲波的一個小部分，從而達到消聲的目的。 ?抗性消聲器具有良好的中、低頻消聲特性，且能在高溫、高速、脈動氣流條件下工作。 ?抗性消聲主要有：擴張室消聲器、共振腔消聲器和干涉消聲器。 擴張室消聲器 ?又叫膨脹室消聲室，由連管和擴張室組成。 ?是利用管道截面的擴張、收縮引起反射和干涉而達到消聲目的。 ?最簡單的形式是 單節(jié)擴張室消聲器 。 ?單節(jié)擴張室消聲器的消聲量可計算： 擴張比， m=S2/S1 擴張室消聲器的長度， m 波數(shù) ?由上可見，消聲量 ΔL與 sinKL有關。 ?當 sinKL=177。 1時， 消聲量最大。 ?當 sinKL=π/2的奇數(shù)倍時， sin2KL=1，消聲量最大。 ?當 KL為 π的整數(shù)倍時， 消聲量為零（不起消聲作用），相應頻率稱通過頻率fmin： 單節(jié)擴張室消聲器消聲量的計算 ?必須有足夠大的擴張比。當 sin2KL=1時，有 設計單節(jié)擴張室消聲器應注意問題 ])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。 ?實際工作中， m不允許取得最大。因為 m受消聲器所占空間體積的限制，也受聲學方面的限制（高頻失效）。 擴張室消聲器有效消聲的上限頻率 fm常用下式表示： fm=， D為擴張部分的幾何尺寸（圓形截面為直徑，方形為邊長，矩形為截面積的平方根）。 可見， D越大，消聲上限頻率 fm越小，擴張消聲器的有效消聲頻率范圍越窄。故 m不能太大，應兼顧消聲量與消聲頻率范圍。 ?擴張室消聲量達最大值時（ KL=（ 2n+1） π/2）的頻率： 設計單節(jié)擴張室消聲器應注意問題 要改變消聲器的頻率特性，主要是改擴張室的長度 L。 ?擴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為擴張室的體積， m3； L為連接管的長度。 m。 在低頻范圍內(nèi)，當波長遠大于擴張室或連接管等長度時，擴張室和連接管可看做是集總聲學元件構(gòu)成的聲振系統(tǒng)。當外來聲波在這個系統(tǒng)的共振頻率 fo附近時，消聲器不但不能消聲，反而會對聲音產(chǎn)生放大作用。 ?單節(jié)擴張室消聲器的 主要缺點： 存在許多通過頻率（消聲為 0）。為解決這一問題，常用的辦法有兩種。 改善擴張室消聲性能的辦法 ?內(nèi)接管： 將擴張室的入口管和出口管分別插入擴張室內(nèi)，如圖。 當插入 L/2的管時，可消去 n為奇數(shù)的通過頻率若插入 L/4的管，可消去 n