【正文】 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。 ?單節(jié)擴(kuò)張室消聲器的 主要缺點(diǎn)： 存在許多通過頻率（消聲為 0）。 在低頻范圍內(nèi)，當(dāng)波長遠(yuǎn)大于擴(kuò)張室或連接管等長度時(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)。 ?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為連接管的長度。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，矩形為截面積的平方根）。 ?實(shí)際工作中， m不允許取得最大。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。 ?當(dāng) sinKL=π/2的奇數(shù)倍時(shí)， sin2KL=1，消聲量最大。 ?當(dāng) sinKL=177。 ?最簡單的形式是 單節(jié)擴(kuò)張室消聲器 。 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。 ?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。但就一定截面的消聲器來說，當(dāng)頻率增至某一限度后，其消聲性能急劇下降。 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。 ?若要提高消聲量，可增加通道長度或縮小截面面積。 還有片式、折板式等。 ?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(diǎn)，故應(yīng)用廣泛。 阻性消聲器 ?利用鋪設(shè)在氣流通道內(nèi)壁上的多孔材料來吸收聲能。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。要求消聲器對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。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)。將其安裝在氣流通道上便可控制和降低空氣動力性噪聲。 隔聲屏減噪量的計(jì)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。 【例 】按圖 429所示的條件，求屏障的衰減量。 可用下式表示： ??? ??? 2170N fN— 借用光學(xué)上的菲涅爾數(shù)，無量綱。 圖中縱坐標(biāo)為噪聲衰減量，橫坐標(biāo)是菲涅爾數(shù) N。 ?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 。 ?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。但在有操作、維護(hù)、散熱或廠房內(nèi)有吊車作業(yè)時(shí)，不宜用全封閉性隔聲措施，此時(shí)，可考慮用隔聲屏來降低接受點(diǎn)的噪聲。 在隔聲間對于結(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，若需開通風(fēng)口散熱時(shí)，必須安裝消聲器。 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(jì)算綜合隔聲量： ?計(jì)算組成墻、門、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 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 。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)開一通風(fēng)口散熱，面積 S2=，透聲系數(shù) τ2=1，計(jì)算因開通風(fēng)口隔聲量下降多少？ 解：隔聲罩在未開孔時(shí)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?yàn)樯峄蚬艿劳ㄟ^墻而需要開孔時(shí)，應(yīng)分別采取消聲措施。已知鋼板的傳聲損失 TL=29dB，鋼板的平均吸聲系數(shù) =。 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)。 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)、電動機(jī)、空壓機(jī)、球磨機(jī)等可用隔聲罩降低噪聲。 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。 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，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。 ?同一隔聲墻，對于不同頻率聲音，隔聲性能不同。 ?透聲系數(shù) τ： τ=EZ/Ei EZ— 透過墻體的聲能， Ei— 入射聲能 ?實(shí)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。 ?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，要求透過隔聲結(jié)構(gòu)的聲能越小越好。 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。 ?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(gè)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(jìn)去，這稱為 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，這稱為 隔聲屏 。 ?在吸聲處理上，還有一些其他的吸聲結(jié)構(gòu)可以采用，如薄膜吸聲結(jié)構(gòu)，簾幕吸聲結(jié)構(gòu)以及吸聲尖劈等。特別適用在 高速氣流 的噪聲控制，用于消聲器結(jié)構(gòu)中具有 消聲量大 和良好的空氣動力性能，因而為動力機(jī)械中氣流噪聲控制提供了較好吸聲結(jié)構(gòu)。 微孔板吸聲結(jié)構(gòu) ?微孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率可表示為： khLf P2C0 ??P— 穿孔率，即板上穿孔面積與板的總 面積的百分比， kg/m2； C— 聲速， ； h— 空腔深度， m； Lk— 小孔的有效頸長； PD/3— 修正值； D— 腔深。 ?由于微孔中空氣的粘滯阻力，可以耗散入射的聲能，其吸聲系數(shù)和吸聲 帶寬遠(yuǎn)大于穿孔板吸聲結(jié)構(gòu) 。 ?微穿孔板是近年發(fā)展起來的新型吸聲結(jié)構(gòu)，特別適用高溫、高速和潮濕等條件下的吸聲處理。 ?可在穿孔板空腔側(cè)加襯多孔吸聲材料或在空腔中填充多孔吸聲材料，大大改善穿孔板結(jié)構(gòu)的吸聲性能。 ?穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的 缺點(diǎn) ：頻率選擇性強(qiáng)，即吸聲頻帶窄，僅在共振頻率附近才有較好的吸聲性能，偏離共振頻率，則吸聲效果明顯下降。 ?穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率可表示為： 穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu) khLf P2C0 ??P— 穿孔率，即板上穿孔面積與板的總 面積的百分比， kg/m2； C— 聲速， ； h— 空腔深度， m； Lk— 小孔的有效頸長。 穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu) ?穿孔板孔頸處空氣柱往復(fù)運(yùn)動，速度、幅值達(dá)最大值，摩擦與阻尼也最大。 ?穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)是把鋼板、鋁板或膠合板、塑料板等，以一定的孔徑和穿孔率在板上 打孔 ，并在板后設(shè)臵空氣層而構(gòu)成。 ?薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的固有頻率可由下式計(jì)算： 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu) M— 薄板的面密度， kg/m2； D— 空氣層厚度， cm ?增加薄板的面密度 M或空氣層厚度 D，可使薄板結(jié)構(gòu)的固有頻率降低，反之，則會提高。當(dāng) 入射聲波的頻率與板振動系統(tǒng)的固有頻率一致 時(shí)，就產(chǎn)生了共振，此時(shí)，所消耗的聲能最大。 ?當(dāng)入射聲波射到板面，激勵(lì)板面振動，從而引起薄板和空氣層這一系統(tǒng)振動。 ? 為了彌補(bǔ)多孔吸聲材料不足，常采用各種 吸聲結(jié)構(gòu) 來進(jìn)行吸聲處理。 ? 多孔性吸聲材料對于 高頻聲是非常有效 的，但對于低頻來說，吸聲系數(shù)就低得多。 ? 吸聲機(jī)理： 當(dāng)聲波進(jìn)入材料的空隙內(nèi)，引起空隙間的空氣分子和纖維振動，由于摩擦阻力和空氣的粘滯阻力及熱傳導(dǎo)等作用，使相當(dāng)一部分聲能變成熱能耗散掉，從而起到吸聲作用。只有在原來房間的平均吸聲系數(shù)不大時(shí)，增加吸聲系數(shù)才有明顯效果。 對于一個(gè)形狀不太復(fù)雜的房間，當(dāng)體積已確定時(shí)，房間處理前后噪聲降低值由下式確定： T T2處理前后的混響時(shí)間。 ?大量試驗(yàn)表明，混響時(shí)間長短與房間體積 V和表面吸聲材料的吸聲量 A有密切關(guān)系，關(guān)系式為： V— 房間的體積， m3； A— 房間吸聲量， m2?；祉憰r(shí)間 T60表示，單位為 s。 ?若該點(diǎn)與聲源相聚足夠遠(yuǎn)，噪聲 以反射聲為主 ， ，此時(shí)噪聲降低值為： 一般在具有直達(dá)聲和反射聲形成的 穩(wěn)態(tài)聲場 的房間內(nèi)，其平均吸聲減噪量可表示為： 或 吸聲處理 ?實(shí)際工程中測量室內(nèi)吸聲減噪效果常采用 混響時(shí)間法 ，是利用反射聲衰減的時(shí)間長短 進(jìn)行計(jì)算。 吸聲處理 假設(shè) a1， R1， Lp1分別為吸聲 處理前 的室內(nèi)平均吸聲系數(shù)，房間常數(shù)和聲壓級； a2， R2， Lp2分別為吸聲 處理后 的室內(nèi)平均吸聲系數(shù)，房間常數(shù)和聲壓級，則 房間吸聲處理前該點(diǎn)聲壓級： 房間吸聲處理后該點(diǎn)聲壓級： 吸聲處理前后該點(diǎn)噪聲降低量為： 吸聲處理 ?若在一個(gè)大的房間里該點(diǎn)在聲源附近位置上，則噪聲 以直達(dá)聲為主 ， ，噪聲的降低量為： 即吸聲處理對近場無降噪效果。 S：房間的總面積 。 R：房間常數(shù)，單位為 m2。 Q：聲源的指向性因數(shù)。 a1,a2,a3……a n:各個(gè)不同材料的吸聲系數(shù) 。 混響聲場的作用 。 聲源的聲功率級， dB。即： 聲源性質(zhì)、聲源所處位臵、房間體積、形狀 以及 房間內(nèi)表面的吸聲條件 ，都會造成室內(nèi)各點(diǎn)噪聲級的差異。 A=S α ?按定義，向著自由空間開著的 1m2的窗戶所引起的聲吸 收就是 1m2，如果某材料的吸聲系數(shù)為 ，則該材料 的面積為 2m2時(shí)，所吸收的聲能才具有 1m2的吸聲量。 吸聲處理 ?吸聲量 ?吸聲系數(shù)只表明材料所具有的吸聲能力，而實(shí)際噪聲量的大小不僅與材料的 吸聲系數(shù) 有關(guān)，而且還與使用材料的 面積 有關(guān)。在工程上，一般采用 12 250、 500、 1000、202 4000Hz的六個(gè)頻帶的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值，來表示某種吸聲材料的吸聲性能。材料的這種吸聲能力通常用吸聲系數(shù) α來表示： ?不同的材料具有不同的吸聲系數(shù)，一般介于 01之間。 吸聲處理 ?吸聲系數(shù) ?聲波在傳播中，當(dāng)遇到某些材料時(shí)，便有一部分聲能被反射，一部分聲能向材料內(nèi)部傳播并被吸收，一部分透過材料繼續(xù)向前傳播。 吸聲原理和室內(nèi)吸聲減噪量 吸聲處理 ?注意： 吸聲處理只能吸收反射聲 ，對于直達(dá)聲沒有什么效果。 ? 如果在室內(nèi)天花板和墻壁或硐室內(nèi)表面裝飾吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)，在空間懸掛吸聲體或裝飾吸聲屏，聲源發(fā)出的噪聲碰到吸聲材料，部分聲能就被吸收，使反射聲能減弱。 ? 直達(dá)聲和反射聲的疊加，加強(qiáng)了室內(nèi)噪聲的強(qiáng)度。 在噪聲接受點(diǎn)采取防護(hù)措施 幾種防噪聲用具的效果 種類 說明 重量 /g 衰減值 /dB 棉花 塞在耳內(nèi) 15 510 棉花涂蠟 塞在耳內(nèi) 15 1020 傘形耳塞 塑料或人造橡膠 15 1530 柱形耳塞 乙烯套充蠟 35 2030 耳罩 罩殼內(nèi)襯海綿 250300 2040 防聲頭盔 頭盔內(nèi)加耳塞 1500 3050