環(huán)保工程師輔導(dǎo)之噪聲污染防治工程原理

　　復(fù)習(xí)要求：

　　1、掌握吸聲、隔聲和消聲降噪的基本方法。

　　2、熟悉主要吸聲、隔聲和消聲器材的性能與評價。

　　一、吸聲降噪

　　1、吸聲材料(結(jié)構(gòu))及其應(yīng)用

　　具有較高吸聲能力的材料(結(jié)構(gòu))，可稱為吸聲材料(結(jié)構(gòu))。原則上可以分為多孔性吸聲材料、共振吸聲結(jié)構(gòu)和由它們組合的復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)。多孔性吸聲材料的吸聲機理是進入多孔性吸聲材料的聲波使材料的筋絡(luò)和氣泡等微觀結(jié)構(gòu)振動和互相作用，通過介質(zhì)的黏滯性和熱傳導(dǎo)作用，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能。共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機理是和共振吸聲結(jié)構(gòu)共振頻率一致的聲波使得結(jié)構(gòu)的聲質(zhì)量產(chǎn)生強烈的振動，通過結(jié)構(gòu)的聲阻耗損聲能。

　　(1)降低含有聲源的房間和其他封閉空間的內(nèi)部噪聲;

　　(2)降低由外部傳遞到房間和其他封閉空間內(nèi)的噪聲;

　　(3)降低聲屏障等噪聲控制設(shè)備對于某一特定方向的反射聲;

　　(4)使用在消聲器中降低噪聲的傳遞;

　　(5)使用在隔聲結(jié)構(gòu)中，提高復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲量。

　　在一個有聲源的房間，房間內(nèi)任何一點的噪聲能量來自兩部分，一部分來自聲源的直達聲，另一部分來自房間內(nèi)反射物反射產(chǎn)生的混響聲。

　　2、吸聲材料(結(jié)構(gòu))基本類型

　　(1)多孔吸聲材料，包括纖維類材料、泡沫類材料和顆粒類材料等;

　　(2)共振吸聲結(jié)構(gòu)，包括穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)、薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)、薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)等;

　　(3)復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)，包括把多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)按需要組合的材料。

　　3、吸聲材料(結(jié)構(gòu))的吸聲系數(shù)

　　(1)吸聲系數(shù)定義：是表征吸聲性能最常用的參數(shù)，它表征材料(結(jié)構(gòu))吸收的聲能(包括透射的聲能)和入射到材料(結(jié)構(gòu))聲能的比值。 吸聲系數(shù)和聲波的入射條件、聲波頻率等因數(shù)有關(guān)。

　　(2)吸聲系數(shù)的測量

　　吸聲系數(shù)和聲波的入射方向有很大關(guān)系，聲波的入射方向不同，相應(yīng)采用的吸聲系數(shù)的測量方法也不同。

　　①垂直入射吸聲系數(shù) ：垂直入射是指聲波垂直地入射到材料表面，實際上是一種特殊的入射情況，與實際情況有一定的差異。

　　垂直入射吸聲系數(shù)通常采用駐波管法進行測量。 為聲壓極大值和聲壓極小值的比值， 如果直接測量出聲壓極大值和聲壓極小值的聲壓級差 ，可以利用下列關(guān)系計算出比值N： ，這種測量方法要保證在管內(nèi)形成平面波，測試的最高頻率應(yīng)和管徑相適應(yīng)，即存在一個上限頻率，對于圓形管道，它的上限頻率為： 。 為管道截面半徑; 為管內(nèi)聲速。矩形管道，上限頻率為： 。 為管道最大尺寸邊長。

　　為了保證至少能測量一對聲壓極大值和聲壓極小值，駐波管的長度要滿足測量最低頻率的要求，即存在一個下限頻率： 。 為管道長度。

　　②無規(guī)入射吸聲系數(shù) ：無規(guī)入射是指聲波從所有方向以相同的概率入射到材料的表面，和大多數(shù)實際情況比較接近。

　　無規(guī)入射吸聲系數(shù)的測量采用混響室法，主要原理是根據(jù)混響室內(nèi)放進吸聲材料(或吸聲結(jié)構(gòu))前后混響時間的變化來確定其吸聲特性?；祉懯业捏w積，應(yīng)滿足下列要求： ， 測量最低頻率聲波的波長。

　　在混響室測量的無規(guī)入射吸聲系數(shù)可按下式計算： 為混響室體積; 未裝試件時的混響時間; 裝試件時的混響時間; 試件的總面積。

　?、鄞怪比肷湮曄禂?shù)和無規(guī)入射吸聲系數(shù)的關(guān)系：在混響室法中，試件的安裝可以模擬現(xiàn)場條件，能夠較為確切地反映試件在房間內(nèi)的吸聲性能。

　　4、房間平均吸聲系數(shù)和吸聲量

　　在一個房間內(nèi)如果布置有幾種不同吸聲系數(shù)、不同面積的材料時，人們常采用平均吸聲系數(shù)來評價整個房間的吸聲特性，其定義為： ; 面積為 材料的吸聲系數(shù)。

　　吸聲量也稱等效吸聲面積，以吸聲系數(shù)乘以相應(yīng)的面積，即為該材料的吸聲量，即 5、表示材料吸聲特性的其他量

　　(1)聲阻抗

　　由于吸聲系數(shù)主要反映入射聲和反射聲能量的數(shù)值關(guān)系，它們的位相關(guān)系并沒有反映出來，在這方面聲阻抗可能更有價值。介質(zhì)在某一表面上的聲阻抗由該介質(zhì)表面上的平均有效聲壓 和通過該表面上的有效體積速度 的比值來表示： 聲阻抗是一個復(fù)數(shù)，其實部為聲阻，虛部為聲抗。介質(zhì)中某一點的有效聲壓 和該點的有效質(zhì)點速度 的比值稱為聲阻抗率： 吸聲材料的聲阻抗和吸聲系數(shù)一樣，可以利用駐波管進行測量，直接由測量結(jié)果畫出材料的聲阻抗圖。材料的表面聲阻抗 和垂直入射吸聲系數(shù) 關(guān)系如下： (2)流阻、空隙率

　　流阻、空隙率是表征多孔性吸聲材料的主要微觀物理參數(shù)，它可以幫助眾從材料的微觀結(jié)構(gòu)入手，改進多孔性吸聲材料的吸聲特性。流阻表征氣流通過材料的阻力，也是俗稱的材料的透氣性。它定義為： ， 氣流通過材料時，兩邊的壓力差; 氣流通過材料的速度。單位厚度的流阻稱為流阻率，即： ; 材料厚度。

　　從根本上講，材料的流阻和聲阻有密切關(guān)系。一般說來對于低流阻材料，低頻范圍的吸聲系數(shù)較低，中高頻范圍明顯增加;高流阻材料相比較在調(diào)頻范圍吸聲系數(shù)較低，而低頻范圍有一定改善。

　　孔隙率也是經(jīng)常采用的描述多孔材料特性的一個參數(shù)，定義為： 。 孔隙率; 材料中孔隙的體積; 材料總體積。

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