環(huán)保設(shè)備及課程設(shè)計第七章第1頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第七章噪聲控制設(shè)備選用與設(shè)計第2頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1吸聲降噪設(shè)備噪聲控制工程中常用吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)來降低室內(nèi)噪聲，吸聲體按吸聲機(jī)理分為多孔性吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)。7.1.1多孔吸聲材料7.1.1.1多孔吸聲材料的吸聲機(jī)理多孔吸聲材料的內(nèi)部和表面具有很多微小的空隙，空隙間相互連通并與外界大氣相連，當(dāng)聲波入射到多孔材料表面時，一部分在材料表面發(fā)射，一部分則透射到材料內(nèi)部向前傳播。在傳播的過程中引起孔隙中的空氣運(yùn)動，與形成孔壁的固體筋絡(luò)發(fā)生摩擦，由于黏滯性和熱傳導(dǎo)效應(yīng)將聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌?。?頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.1.2多孔吸聲材料分類⑴無機(jī)纖維材料：無機(jī)纖維材料有超細(xì)玻璃棉、玻璃絲、礦渣棉、巖棉及其制品。超細(xì)玻璃棉具有質(zhì)輕、柔軟、容重小、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；礦渣棉具有質(zhì)輕、防蛀、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐高溫、耐腐蝕等特點(diǎn)。巖棉具有隔熱、耐高溫和價格低廉等特點(diǎn)。⑵泡沫材料：根據(jù)泡孔形成的不同，分為開孔型泡沫材料和閉孔型泡沫材料。開孔型泡沫材料是吸聲材料。泡沫材料具有良好的彈性、容易填充均勻；但易燃燒、易老化、強(qiáng)度較低。吸聲特性是對中高頻吸聲性能優(yōu)異。第4頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑶有機(jī)纖維材料：有機(jī)纖維材料主要為植物纖維制品，包括棉麻纖維、毛氈、甘蔗纖維板、木質(zhì)纖維板、水泥木絲板以及稻草板等。這些材料在中、高頻范圍內(nèi)具有良好的吸聲性能。⑷建筑吸聲材料(已很少使用)：吸聲建筑材料由多孔建筑材料制成，如加氣混凝土、微孔吸聲磚、陶瓷吸聲板、珍珠巖吸聲板等。第5頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.1.3材料吸聲性能的評價⑴吸聲系數(shù)吸聲系數(shù)定義為材料吸收聲能EA和入射聲能E0之比。如果聲波是垂直入射材料表面的稱為正規(guī)入射（a0）。如果聲波是從各種方向入射的稱為無規(guī)入射（a）。對同樣材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的材料，一般a＞a0。一般所說的吸聲系數(shù)均指無規(guī)入射系數(shù)a，a的測定一般在混響室進(jìn)行。ā為混響室自身的平均吸聲系數(shù)，V為混響室體積，Sm為材料的暴露面積，T60，0為測得的混響室自身的混響時間，T60為測得的有材料后的混響時間，則材料的無規(guī)入射吸聲系數(shù)計算：(7-1)第6頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月a0常用駐波管測出。測出駐波的波腹與波節(jié)聲壓之比稱為駐波比，以SWR表示。待測材料對該種頻率聲波的正規(guī)入射吸聲系數(shù)：(7-2)⑵降噪系數(shù)：我國吸聲系數(shù)測量規(guī)范中規(guī)定的測試頻率范圍為100～5000Hz，降噪系數(shù)（NRC）是取250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz四個頻帶吸聲系數(shù)的平均值。第7頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑶影響因素：影響多孔性吸聲材料吸聲性能的因素有：材料的厚度、容重、流阻、空隙率、結(jié)構(gòu)因子、材料背后的空氣層、材料表面的裝飾處理以及外部條件等。多孔性吸聲材料對中、高頻吸聲效果較好；若加大材料的厚度則可提高低頻的吸聲效果。增加容重也有利于低頻吸聲；增大背后空氣層與增加材料有效厚度的作用一樣；空腔越大，吸聲頻率越低。第8頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.1.4多孔性材料吸聲結(jié)構(gòu)多孔材料吸聲結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)形式有吸聲板結(jié)構(gòu)、空間吸聲體結(jié)構(gòu)和吸聲尖劈等。第9頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑴吸聲板結(jié)構(gòu)：由多孔吸聲材料與穿孔板組成的板狀吸聲結(jié)構(gòu)。穿孔板的穿孔率一般大于20%，孔心間距越大，低頻吸聲性能就越好。聚乙烯薄膜的厚度應(yīng)小于0.03mm，否則會降低高頻吸聲性能。第10頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵空間吸聲體：空間吸聲體由框架、吸聲材料和護(hù)面結(jié)構(gòu)組成。常用的幾何形狀有平面型、圓柱形、菱形、圓錐形和球形。吸聲體對于高頻聲的吸聲效果隨著空間吸聲體尺寸的減少而增加；對于低頻聲的吸聲效果隨著空間吸聲體尺寸的加大而升高。第13頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑶吸聲尖劈：吸聲尖劈是一種楔子形空間吸聲體，并在金屬網(wǎng)架內(nèi)填充多孔吸聲材料。吸聲原理：利用特性阻抗逐漸變化，即從尖劈端面特性阻抗接近于空氣的特性阻抗，逐漸過渡到吸聲材料的特性阻抗。吸聲結(jié)構(gòu)低頻特性極好。吸聲尖劈的形狀有等腰劈狀、直角劈狀、階梯狀、無規(guī)則狀等。第15頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.2共振吸聲結(jié)構(gòu)振動結(jié)構(gòu)要消耗聲能而降低噪聲，且有各自的固有頻率，當(dāng)聲波頻率與結(jié)構(gòu)的固有頻率相同時就會發(fā)生共振。吸聲系數(shù)在共振頻率處為最大。7.1.2.1薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)把薄的板材周邊固定在框架上，將框架固定在剛性壁面上，薄板與剛性壁面間留有一定厚度的空氣層，就構(gòu)成薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)。第17頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月?0為薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的固有頻率，Hz；M為薄板的面密度，kg/m2；D為空氣層的厚度，cm。吸聲性能的改善方法為：在薄板結(jié)構(gòu)的邊緣放一些軟質(zhì)材料或在空氣層中沿框架放一些多孔吸聲材料，使最大吸聲的頻帶變寬。吸聲機(jī)理：當(dāng)聲波入射到薄板上引起板面振動，薄板振動要克服本身的阻尼和板與框架之間的摩擦，使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗損。當(dāng)薄板振動結(jié)構(gòu)的固有頻率與入射聲波頻率一致時將發(fā)生共振，吸聲最強(qiáng)。薄板的固有頻率較低，固有頻率的計算為：(7-3)第18頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.2.2薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)剛性很小的彈性材料和其后空氣層一起構(gòu)成薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)。吸聲機(jī)理：固有頻率和薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)相同。在膜后填充多孔吸聲材料可改善低頻吸聲性能。膜的面密度較小，共振頻率向高頻移動。第19頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月c為聲速，m/s；P為穿孔率；D為穿孔板后空氣層的厚度，m。Le為孔頸的有效長度，m。d為孔口直徑，m；L0為孔頸實際長度，m。7.1.2.3穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是將多孔穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)視為很多單個共振腔的并聯(lián)。在板上以一定的孔徑和穿孔率打孔，并在板后留有一定厚度的空氣層就構(gòu)成穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。共振頻率的計算：(7-4)穿孔率越高共振頻率就越高，穿孔率一般為5%。主要用于低頻及部分中頻吸聲第20頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.2.4微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是利用微孔中空氣的黏滯阻力消耗入射聲能。在板厚小于1mm的薄金屬板上穿以孔徑≤1mm的微孔，穿孔率在1%～5%之間，后部留有一定厚度的空氣層，這樣就構(gòu)成了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)和吸聲頻帶寬度比穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)要好。第22頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.3吸聲降噪的應(yīng)用與實例7.1.3.1吸聲結(jié)構(gòu)選擇及設(shè)計原則①優(yōu)先考慮對聲源進(jìn)行隔聲、消聲等處理。②平均吸聲系數(shù)很小時采取吸聲處理才能達(dá)到預(yù)期效果。③在靠近聲源直達(dá)聲為主時采取吸聲處理不能達(dá)到理想的降噪效果。④若噪聲高頻成分很強(qiáng)可選用多孔吸聲材料；若中、低頻成分很強(qiáng)，可選擇薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)或穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)；若噪聲中各個頻率都很強(qiáng)，可選擇復(fù)合穿孔板或微穿孔板結(jié)構(gòu)。⑤對于濕度較高的環(huán)境，可采用薄膜復(fù)面的多孔材料或單、雙層微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。⑥進(jìn)行吸聲處理時應(yīng)滿足防火、防潮、防腐、防塵等。第23頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月③確定降噪后的允許噪聲級和各倍頻程的允許聲壓級，計算相應(yīng)的吸聲減噪量△Lp(7-5)7.1.3.2吸聲降噪設(shè)計的一般步驟①確定吸聲處理前房間的各倍頻帶的聲壓級Lpi和總噪聲級Lp1，了解噪聲源的特性。②確定吸聲處理前房間的聲學(xué)特性。房間各墻面的吸聲系數(shù)和面積分別為a1，a2，a3，S1，S2，S3。房間中吸聲面的平均吸聲系數(shù)：第24頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月ΔLp為吸聲減噪量；Lp1、Lp2分別為吸聲降噪處理前后房間的聲壓級；ā

1、ā

2分別為吸聲降噪處理前后房間的平均吸聲系數(shù)；A1、A2分別為吸聲降噪處理前后房間的消聲量。⑤根據(jù)平均吸聲系數(shù)ā

2和房間內(nèi)可以設(shè)置吸聲材料的面積，確定吸聲面的吸聲系數(shù)ā

，公式參考7-5。⑥根據(jù)所確定的吸聲面的吸聲系數(shù)，合理選用吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)類型、材料厚度、密度、安裝方式等。④通過下式可求出吸聲處理后室內(nèi)平均吸聲系數(shù)ā

2，并確定需要增加的吸聲量A2～A1：(7-6)第25頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.3.3吸聲降噪應(yīng)用實例7.1.4吸聲材料的發(fā)展趨勢環(huán)保型和安全型聲學(xué)材料復(fù)合型聲學(xué)材料多功能聲學(xué)材料第26頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月R的數(shù)值越大，表明隔聲材料的隔聲性能越好。傳聲損失也稱透聲損失、隔聲量。“需要隔聲量”，是按生源狀況、標(biāo)準(zhǔn)要求、聲學(xué)環(huán)境等通過計算求得的隔聲量。一般構(gòu)件隔聲量應(yīng)大于“需要隔聲量”5dB（A）以上。(7-7)7.2隔聲設(shè)備7.2.1隔聲原理當(dāng)具有一定能量的噪聲入射到一個壁面上時，壁面會在聲波作用下發(fā)生振動消耗的聲能稱為透射聲能。透射聲能與入射聲能的比值稱為透射系數(shù)，用τ表示，τ越小，說明構(gòu)件的隔聲性能越好。常用傳聲損失R（單位：dB）來表示隔聲材料的隔聲能力，定義為：第27頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.2隔聲板材單層板材：金屬板、塑料板、石膏板、機(jī)制板、石棉水泥板等。雙層板材：單層墻體：炭化石灰板墻、加氣混凝土墻等。雙層墻體：7.2.3復(fù)合隔聲板用鋼板、吸聲材料、阻尼材料和裝飾表面等多層結(jié)構(gòu)組成一個整體——復(fù)合隔聲板。常用輕質(zhì)復(fù)合板是用金屬或非金屬的堅實薄板作面層，內(nèi)側(cè)覆蓋阻尼或夾入吸聲材料或空氣層等組成。第28頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.4隔聲罩

隔聲罩是用隔聲構(gòu)件將噪聲源封閉在一個較小的空間內(nèi)，以降低噪聲源向周圍環(huán)境輻射噪聲的罩形結(jié)構(gòu)。隔聲罩基本結(jié)構(gòu)：罩壁由罩板、阻尼涂料和吸聲層構(gòu)成。為便于拆裝、搬運(yùn)、操作、檢修以及經(jīng)濟(jì)方面的因素，罩板常采用薄金屬、木板、纖維板等輕質(zhì)材料。當(dāng)采用薄金屬板作罩板時，必須涂覆相當(dāng)于罩板2～4倍厚度的阻尼層，以改善共振區(qū)和吻合效應(yīng)處的隔聲性能。通常是按現(xiàn)場實際情況設(shè)計、制造非標(biāo)準(zhǔn)隔聲罩。

分為全封閉、局部封閉和消聲箱式隔聲罩。第29頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月R實為隔聲罩實際隔聲量，dB；R為隔聲材料本身的固有隔聲量或傳聲損失，dB。ā為隔聲罩內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)。7.2.4.3選擇或制作隔聲罩應(yīng)注意的事項①罩面必須選擇由足夠隔聲能力的材料制作。②采用鋼板或鋁板制作的罩殼須在壁面上加筋。③隔聲罩內(nèi)的所有焊縫應(yīng)避免漏聲。④隔聲罩內(nèi)表面必須進(jìn)行吸聲處理。⑤隔聲罩應(yīng)易于拼裝、通風(fēng)散熱良好。7.2.4.2隔聲罩的隔聲計算隔聲罩的實際隔聲量計算式為：(7-8)第31頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.5隔聲間隔聲間也稱隔聲室，是用隔聲圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造成的一個較安靜，且有良好的通風(fēng)、采光的空間，供工作人員使用。隔聲間由隔聲墻板、隔聲門、隔聲窗、通風(fēng)消聲裝置等組成。7.2.5.1隔聲門常采用輕質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)，層與層之間填充吸聲材料，隔聲門的隔聲性能與門縫的密封程度有關(guān)，門縫應(yīng)做成企口或階梯狀，在門上應(yīng)設(shè)加壓關(guān)閉裝置。7.2.5.2隔聲窗有普通隔聲采光窗、通風(fēng)隔聲窗、消聲遮陽百葉窗。第32頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.6聲屏障在噪聲源和需要進(jìn)行噪聲控制的區(qū)域之間，安置一個有足夠面密度的密實材料的板或墻，使聲波傳播有明顯的附加衰減，這樣的“障礙物”稱為聲屏障。第33頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.6.1聲屏障降噪原理聲屏障的降噪作用是基于聲波的衍射原理。噪聲在傳播途徑中遇到障礙物，若障礙物尺寸遠(yuǎn)大于聲波波長時，大部分聲能被反射和吸收，一部分繞射，聲波在聲屏障背后一定距離內(nèi)形成聲影區(qū)，聲波繞射必然產(chǎn)生衰減。第34頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.6.2.2聲屏障降噪效果計算⑴繞射聲衰減ΔLd第35頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月h為聲屏障高度，m；N為菲涅耳數(shù)，N=2δ/λ；λ為入射聲波的波長，m；δ為聲程差，即繞射路程與直達(dá)路程之差，δ=（a+b）-d，m；d為聲源與受聲點(diǎn)間的直線距離，m；a為聲源至聲屏障頂端的距離，m；b為受聲點(diǎn)至聲屏障頂端的距離，m。若聲源與受聲點(diǎn)的連線和聲屏障法線之間有一角度β時，則菲涅耳數(shù)應(yīng)為：N（β）=Ncosβ。①無限長屏障對點(diǎn)聲源的繞射聲衰減量的計算模式，公式為：(7-9)(N＞0)（聲影區(qū)）(N=0)(N=﹣0.2)（亮區(qū)）(0＞N＞﹣0.2)（過度區(qū)）第36頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月工程設(shè)計中ΔLd可從圖7-11求得。第37頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月式中，；?為入射聲波的中心頻率，Hz；δ為聲程差；c為空氣中的聲速。②無限長屏障對有限長線聲源的繞射聲衰減量的計算模式，公式為：(t=0)(7-10)(t＞0)第38頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月③有限長屏障對無限長線聲源的繞射聲衰減量的計算模式，公式為（7-10）然后按圖7-12修正。修正后的ΔLd取決于遮蔽角百分率。第39頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月TL為隔聲量，又叫傳聲損失，隔聲量的定義為墻或間壁一面的入射聲功率級與另一面的透射聲功率級之差。（式7-7）。⑶反射聲修正量ΔLr：⑷障礙物聲衰減量ΔLs：⑸地面吸聲聲衰減量ΔLG：考慮上述因素，聲屏障實際插入損失為：⑵透射聲修正量的公式：(7-11)(7-12)第40頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.6.3道路聲屏障結(jié)構(gòu)形式聲屏障頂部既是聲線的繞射點(diǎn)又是亮區(qū)與聲影區(qū)的分界點(diǎn)，可在聲屏障上端面安置軟體或吸聲材料和改善聲屏障的形狀來提高降噪能力。⑴不同結(jié)構(gòu)形式聲屏障①吸聲型屏障：在聲屏障面向道路的一側(cè)外表面布置吸聲材料，降低反射聲改善降噪效果。第41頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月③T型屏障：②軟表面結(jié)構(gòu)形式屏障：在原聲屏障上邊緣附著一層或一個帶管狀“聲學(xué)軟平面”結(jié)構(gòu)，能阻礙聲屏障頂部繞射聲的傳播。第42頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月④G型屏障：頂端按一定角度折向道路內(nèi)側(cè)。第43頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤帶管狀頂部的屏障：帶管狀頂部的屏障即在原有方形屏障的頂部加置一個管狀單元（有圓柱形和蘑菇型）。⑥Y型屏障：第44頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑦多重邊緣聲屏障：在原有單層障板上面增加兩道（或更多）邊板（最好聲源一側(cè)）⑧隧道式聲屏障：第46頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵不同結(jié)構(gòu)形式屏障降噪性能對比第47頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月Hs等效聲源的高度，m；B為大型車比例，%；S為中小型車比例，%；M為摩托車比例，%。②聲屏障設(shè)計目標(biāo)值的確定：與受聲點(diǎn)處的道路交通噪聲值、受聲點(diǎn)的背景噪聲值以及環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值的大小有關(guān)。③位置的確定：聲屏障靠近聲源，或者靠近受聲點(diǎn)，可利用土坡、堤壩等障礙物。④幾何尺寸的確定：根據(jù)設(shè)計目標(biāo)值確定幾組聲屏障的長與高，計算各參數(shù)，綜合比較，選擇最優(yōu)方案。(7-13)7.2.6.4道路聲屏障設(shè)計⑴聲學(xué)設(shè)計①等效聲源的確定：第48頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤聲屏障的形式選擇：聲屏障的形式選擇需要綜合考慮現(xiàn)場條件和保護(hù)點(diǎn)聲環(huán)境要求等多種因素。⑥吸聲結(jié)構(gòu)設(shè)計：當(dāng)雙側(cè)安裝聲屏障時，應(yīng)在朝向聲源一側(cè)安裝吸聲結(jié)構(gòu)，吸聲結(jié)構(gòu)的降噪系數(shù)NRC應(yīng)大于0.5。⑵結(jié)構(gòu)設(shè)計：包括聲屏障承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算和聲學(xué)上需要滿足的構(gòu)造設(shè)計。⑶景觀設(shè)計：要遵循建筑形式美的一般原則，使其保持與道路及周圍環(huán)境的整體性和一致性，同時不要影響駕駛安全性。7.2.6.5國內(nèi)外公路聲屏障技術(shù)發(fā)展趨勢注重公路聲屏障與景觀協(xié)調(diào)設(shè)計。多用低成本材料建造公路聲屏障。提倡在聲屏障內(nèi)、前與后種植各類植物。建設(shè)降噪綠化帶也是一種常用的降噪方法。第49頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3消聲器消聲器是控制空氣動力性噪聲的最有效的方法。7.3.1消聲器種類與性能要求第50頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑴聲學(xué)性能：要求消聲器在所需要的消聲頻率范圍內(nèi)有足夠大的消聲量。⑵空氣動力性能：消聲器對氣流的阻力損失或功能損耗要小。⑶結(jié)構(gòu)性能：體積要小、重量輕、堅固耐用、結(jié)構(gòu)簡單、便于加工、安裝和維修。⑷外形及裝飾要求：符合實際安裝空間同時應(yīng)美觀大方，表面裝飾應(yīng)與設(shè)備總體相協(xié)調(diào)。⑸價格費(fèi)用要求：價格便宜、使用壽命長、性價比要好。選用消聲器時要考慮：噪聲源特性、確定噪聲標(biāo)準(zhǔn)、計算消聲量、選型與適配、全面考慮和綜合治理、消聲器的正確安裝。第51頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月LpA1為噪聲源本身的A聲級；LpA2相對于裝置消聲器后的A聲級。7.3.2消聲器聲學(xué)性能評價量當(dāng)消聲器內(nèi)沒有氣流僅有聲音測得的消聲量為靜態(tài)消聲量；當(dāng)有聲音和氣流時測得的消聲量為動態(tài)消聲量。⑴插入損失：插入損失的計算：(7-14)第52頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月Lp0為入射聲聲壓級，dB；Lp1為透射聲聲壓級，dB；K0為入射聲的背景噪聲修正值，dB；K1為透射聲的背景噪聲修正值，dB；S0為消聲器上游管道通道截面面積，m2；S1為消聲器下游管道通道截面面積，m2。⑶減噪量：在消聲器進(jìn)口端面測得的平均聲壓級與出口端面測得的平均聲壓級之差。⑷衰減量：消聲器內(nèi)部兩點(diǎn)間的聲壓級的差值。⑵傳聲損失：消聲器傳聲損失為消聲器進(jìn)口端聲功率與出口端聲功率之比。計算公式：(7-15)第53頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.3阻性消聲器利用聲波在多孔而且串通的吸收材料中因摩擦和黏滯阻力將聲能轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，從而達(dá)到消聲的目的。吸聲材料對中、高頻具有良好的特性和消聲效果。第54頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第55頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第56頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第57頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第58頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月第59頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月P為通道截面的周長，m；S為通道橫截面面積，m2；L為消聲器的有效長度，m；φ（a0）為與材料吸聲系數(shù)a0有關(guān)的消聲系數(shù)。(7-16)7.3.3.1阻性消聲器消聲量近似公式：第60頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月ΔL′高于失效頻率的某倍頻帶的消聲量，dB；ΔL失效頻率處的消聲量，dB；n高于失效頻率的倍頻帶帶數(shù)。隨著頻率的增加消聲性能下降，把消聲量開始下降的頻率稱為高頻失效頻率。經(jīng)驗公式為：c為聲速，m/s；D為消聲器通道的當(dāng)量直徑，m。當(dāng)頻率高于失效頻率后，每增加一個倍頻帶，其消聲量約下降1/3，估算公式：(7-17)(7-18)第61頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.3.2消聲器的設(shè)計原則①根據(jù)噪聲源所需要的消聲量、空氣動力性能要求以及空氣動力設(shè)備管道中的防潮、防火、耐油、耐高溫等。②考慮消聲器的空氣動力性能損失控制在能使設(shè)備正常工作。③應(yīng)考慮消聲器可能產(chǎn)生的氣流再生噪聲的影響。④必須降低消聲器和管道中的氣流速度。第62頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.3.3阻性消聲器的設(shè)計步驟⑴確定消聲量：根據(jù)有關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)考慮設(shè)備的具體條件，合理確定實際所需的消聲量。⑵選擇消聲器的結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)氣體流量和消聲器所控制的流速，計算所需的通流截面，并由此來選定消聲器的結(jié)構(gòu)形式。⑶合理選用吸聲材料：吸聲材料的性能是決定消聲器聲學(xué)性能的重要因素。⑷合理確定消聲器的長度：消聲器的長度應(yīng)根據(jù)噪聲源的強(qiáng)度和現(xiàn)場降噪要求來決定。第63頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑸合理選擇吸聲材料的護(hù)面結(jié)構(gòu)：阻性消聲器的吸聲材料是在氣流中工作的，所以吸聲材料必須用牢固的護(hù)面結(jié)構(gòu)固定。⑹驗算消聲效果：根據(jù)高頻失效和氣流再生噪聲的影響，驗算消聲效果。第64頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.3.4阻性消聲器設(shè)計實例7.3.4抗性消聲器依靠管道突變或旁接共振腔等在聲傳播過程中引起阻抗的改變而產(chǎn)生聲能的反射、干涉，從而降低由消聲器向外輻射的聲能。有擴(kuò)張室式消聲器和共振腔消聲器7.3.4.1擴(kuò)張式消聲器第65頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月ΔL為消聲量，dB；m為擴(kuò)張比，m=S2/S1，S1為連接管的截面積，S2為擴(kuò)張室的截面積；k為波數(shù)，m-1，由聲波頻率決定，k=2л/λ=2л?/c；l為擴(kuò)張室長度，m。管道截面擴(kuò)張m倍或收縮m倍的消聲作用是相同的。(7-19)⑴擴(kuò)張室消聲器的消聲性能，消聲性能取決于擴(kuò)張比m和擴(kuò)張室的長度L，其消聲量由公式計算：第66頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)M＞5時的最大消聲量的近似計算:根據(jù)上述關(guān)系則單節(jié)擴(kuò)張室消聲器的最大消聲量為：最大消聲量的頻率為：擴(kuò)張室消聲器的消聲量由擴(kuò)張比m決定。(7-20)(7-21)(7-22)第67頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月V為擴(kuò)張室的容積，m3。(7-23)(7-24)擴(kuò)張室消聲器的有效消聲上限截止頻率的計算公式：c為聲速，m；D為通道截面的當(dāng)量直徑，m。擴(kuò)張室消聲器的下限截止頻率的計算公式：第68頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵改善擴(kuò)張室消聲器消聲頻率特性的方法一種是將單節(jié)擴(kuò)張式改進(jìn)為內(nèi)插管式，兩端各插入1/2,1/4擴(kuò)張室長度的管，分別消除n為奇數(shù)和偶數(shù)時的通過頻率低谷,實際設(shè)計時將兩端的插入管連在一起而在1/4處打孔，穿孔率＞30%。二是將幾節(jié)擴(kuò)張室消聲器串聯(lián)起來，各擴(kuò)張室長度不相等，使各自的通過頻率相互錯開。⑶擴(kuò)張式消聲器設(shè)計步驟①根據(jù)需要的消聲頻率特性，合理分布最大消聲頻率（即合理設(shè)計各節(jié)擴(kuò)張室的長度及其插入管的長度）。②根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定所需的消聲量，盡可能選擇較大的擴(kuò)張比，設(shè)計擴(kuò)張室各部分的截面尺寸。③驗算所設(shè)計擴(kuò)張室消聲器的上下頻率是否在所需要消聲的頻率范圍之外。⑷設(shè)計實例第69頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3.4.2共振腔消聲器⑴共振腔消聲器的消聲原理：小孔與空腔組成一個彈性振動系統(tǒng)，小孔孔頸中具有一定質(zhì)量的空氣，在聲波的作用下往復(fù)運(yùn)動，與孔壁產(chǎn)生摩擦，使聲能轉(zhuǎn)變成熱能而消耗掉。第70頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月V為共振腔的容積，m3；G為傳導(dǎo)率（定義為小孔面積與孔板有效厚度之比，m）:(7-26)(7-25)共振腔消聲器的固有頻率的計算：n為開孔個數(shù)；D為孔徑，m；t為穿孔板厚度，m。第71頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月K為與共振腔消聲器消聲性能有關(guān)的常數(shù)；V為空腔體積，m3；S為消聲器通道橫截面積，m2。(7-28)(7-27)共振腔消聲器對頻率為f聲波的消聲量為:第72頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月消聲量與頻率比、系數(shù)K的關(guān)系見圖7-26，工程設(shè)計中需要計算某一頻帶的消聲量，最常用的為倍頻程和1/3倍頻程。第73頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵改善消聲性能的方法①盡可能選擇較大的K值。②增大阻尼。在空腔內(nèi)填充一些吸聲材料，以增加共振腔消聲器的聲阻，使有效的消聲頻率范圍展寬。③采用多節(jié)共振腔消聲器串聯(lián)。各節(jié)的共振頻率互相錯開可有效地展寬消聲頻率范圍。(7-29)(7-30)倍頻帶消聲量：1/3倍頻帶消聲量：第74頁，課件共84頁，創(chuàng)作于2023年2月③設(shè)計共振腔消聲器的幾何尺寸：根據(jù)現(xiàn)場條