第一章 噪聲緒論課件

1、LOGO術(shù)術(shù)聲和噪聲1噪聲的危害2聲學(xué)量度及噪聲評(píng)價(jià)3噪聲的測(cè)試分析技術(shù)4機(jī)械噪聲識(shí)別與控制技術(shù)5一、聲和噪聲v聲音產(chǎn)生于物體的振動(dòng)，并通過(guò)激發(fā)周圍的氣體、液體或固體介質(zhì)的擾動(dòng)，以聲波的形式進(jìn)行傳播。v如鋼板的振動(dòng)（銅鑼）：1 聲音聲音一、聲和噪聲v產(chǎn)生聲音的振動(dòng)物體。如敲擊后因振動(dòng)而發(fā)出聲音的銅鑼（聲源），用手一捂聲音即止，這就揭示了：1 聲音聲音）聲源）聲源聲源的振動(dòng)強(qiáng)弱、動(dòng)態(tài)性能直接決定聲音大小。一、聲和噪聲v聲源的振動(dòng)而激發(fā)傳播介質(zhì)產(chǎn)生的疏密變化的一種波動(dòng)形式。1 聲音聲音2）聲波聲波波陣面：同一時(shí)刻波傳播到的面，可以是平面、 球面、柱形面或它們的組合。機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中以一定的

2、速度傳播的 過(guò)程。聲頻范圍內(nèi)的機(jī)械波即為聲波。機(jī)械波可以是縱波，也可以是橫波或二者的組合?？v波：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相同。橫波：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直， 如石塊投入水中。一、聲和噪聲幾種典型波動(dòng)形式的描述一、聲和噪聲1 聲音聲音）不同條件下的聲傳播特性不同條件下的聲傳播特性v 空氣中聲速：C空(0。C) 331.6m/s，C空(20。C) 334m/s， 空1.2kg/m3 水中聲速： C水(20。C) 1450m/s，水1000kg/m3 鋼材中聲速：C鋼(20。C) 5000m/s，鋼7800kg/m3 可見(jiàn)：聲速與介質(zhì)密度、溫度等關(guān)系極大。一、聲和噪聲（無(wú)擾動(dòng)的

3、壓強(qiáng)）擾動(dòng)后壓強(qiáng)聲壓0)()(PPpdBppLp0lg201 聲音聲音4）聲壓聲壓v由于聲源振動(dòng)引起傳播介質(zhì)壓強(qiáng)的變化量PaP41102dBppLp20lg20011PaP1 . 02dBppLp74lg20022PaP2310dBppLp134lg20033BppLpd0lg20000PaP50102l 1000Hz純音人剛能聽(tīng)到的聲壓 (基準(zhǔn)聲壓)l 微風(fēng)的聲壓l 室內(nèi)大聲談話聲壓l 飛機(jī)強(qiáng)力發(fā)動(dòng)機(jī)可見(jiàn)：可聞聲壓域很寬( 倍)，不易計(jì)量,應(yīng)引入聲壓級(jí)( )。65210510210一、聲和噪聲1 聲音聲音5）聲音的頻率范圍聲音的頻率范圍v聲源的振動(dòng)頻率一、聲和噪聲v 物理學(xué)觀點(diǎn)2 樂(lè)聲和噪聲

4、樂(lè)聲和噪聲美國(guó)人定義：v 樂(lè)聲和噪聲的主觀區(qū)分和定義因人而異v 噪聲的定義不一，但含義一致： 對(duì)于一首樂(lè)曲，某人愛(ài)聽(tīng)則為樂(lè)聲，而對(duì)另一位不愛(ài)聽(tīng)或想專心看書者則為噪聲；小孩的哭叫聲對(duì)母親也可能認(rèn)為愛(ài)聽(tīng)，是樂(lè)聲，但對(duì)他人則明顯為噪聲。v 生理學(xué)觀點(diǎn)律且雜亂無(wú)章的組合噪聲：頻率、強(qiáng)度無(wú)規(guī)周期性和節(jié)奏性律的組合，具有一定的樂(lè)聲：頻率和強(qiáng)度有規(guī)不喜歡聽(tīng)的聲音噪聲：凡是使人不快或舒心愉悅的聲音樂(lè)聲：動(dòng)聽(tīng)悅耳，使人凡是使人煩躁的、討厭的、不需要的聲音。 Noise is any undesired Sound.二、噪聲的危害v噪聲的危害是多方面的， 取決于頻率位置及聲壓級(jí) 的高低。v聲強(qiáng)大于85dB， 人將

5、明顯受到危害;聲強(qiáng)大于140dB， 人耳將完全不能忍受。二、噪聲的危害1 損害身體健康損害身體健康1）引起耳聾或聽(tīng)力下降引起耳聾或聽(tīng)力下降v 聽(tīng) 力 疲 勞：長(zhǎng)時(shí)間暴露在中等強(qiáng)度的噪聲環(huán)境所 致，可恢復(fù)。暫時(shí)聽(tīng)域改變：可相差2030dB聽(tīng) 力 損 失：永久性聽(tīng)力偏移v 四個(gè)等級(jí)v 同樣強(qiáng)度下中高頻聲對(duì)人的危害更大二、噪聲的危害時(shí)會(huì)有致命危害達(dá)到時(shí)會(huì)耳穿孔達(dá)到時(shí)為忍耐的極限達(dá)到痛域聲壓會(huì)感到疼痛難忍達(dá)到會(huì)明顯影響健康超過(guò)dBdBdBdBdB17016014012085。頭蓋骨為；顎眼球?yàn)?；胸腹頻率為頭、頸、肩系統(tǒng)的固有HzHzHzHz20010090606330201 損害身體健康損害身體健康2

6、）引起其它疾病引起其它疾病v 會(huì)引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸胃、心血管等方面的疾病v 強(qiáng)度的影響v 頻率的影響例如： 電機(jī)：1500r/min=25Hz 頭、頸、肩不適 火車：60km/h=16.6m/s，鐵軌 L=10m， 胸不適Hz32106 .16二、噪聲的危害2 對(duì)生活和工作的影響對(duì)生活和工作的影響v人在睡眠時(shí)，3040dB的聲音就會(huì)產(chǎn)生影響v熟睡后，4045dB的聲音就會(huì)有“覺(jué)醒反映”注意：絕對(duì)的寂靜無(wú)聲也是有害的，會(huì)使人發(fā)瘋、 失去理智、神經(jīng)錯(cuò)亂，應(yīng)15dB。例如：美國(guó)有公寓，隔音設(shè)施太好，住戶多得神經(jīng) 病，加裝蜂音器后好轉(zhuǎn)。二、噪聲的危害3 造成物質(zhì)上的損失造成物質(zhì)上的損失v強(qiáng)噪聲會(huì)使儀

7、器設(shè)備失靈和毀壞。強(qiáng)噪聲會(huì)使儀器設(shè)備失靈和毀壞。v180dB的強(qiáng)噪聲會(huì)使金屬疲勞軟化v190dB的強(qiáng)噪聲可使鉚釘?shù)葦嗔讶?、聲學(xué)度量及噪聲評(píng)價(jià)三、聲學(xué)度量及噪聲評(píng)價(jià)1 聲壓級(jí)聲壓級(jí)2）聲壓級(jí)聲壓級(jí)v 分貝分貝dB: 指兩個(gè)功率（例如A1和A0）之比取以10 為 底的對(duì)數(shù)并乘以10，單位為dB N10lgA1/A0 A0是基準(zhǔn)量（或參考值），A1是被量度量v 聲壓級(jí)聲壓級(jí)Lp:對(duì)聲學(xué)來(lái)講，功率=力*速度，CpACpvpAoooo221,oooopppCpCpLlg20/lg1022v 聞?dòng)蚵晧郝動(dòng)蚵晧?正常人耳剛剛能聽(tīng)到的聲壓v 痛域聲壓痛域聲壓:正常人感到疼痛難忍的聲壓 dBLpppoo01lg

8、20,dBLpPapphh12010220lg20,205三、聲學(xué)度量及噪聲評(píng)價(jià)2 聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)1）聲強(qiáng)級(jí)聲強(qiáng)級(jí)v 聲強(qiáng)LI ：反映了聲音的能量密度，是一矢量， 單位為（瓦/米2 ）v 基準(zhǔn)聲強(qiáng)：I0=10-12瓦/米2 v 聲強(qiáng)級(jí)：LI= 10 lg( I/I0 ) dBv 聲強(qiáng)級(jí)與聲壓級(jí)數(shù)值是相同的： LI= LppILppCpCpL002002lg20lg10自由聲場(chǎng)中 ，代入上式：CpI02五、機(jī)械噪聲的識(shí)別與控制技術(shù)1 噪聲的傳播與控制技術(shù)噪聲的傳播與控制技術(shù)20噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備 把人們不需要的聲音通稱為噪聲。 噪聲控制的目的就是要獲得適當(dāng)?shù)穆晫W(xué)環(huán)境，把噪聲

9、污染限制在可容許的范圍內(nèi)。 聲學(xué)系統(tǒng)一般包括聲源、傳播途徑和接受者，因此噪聲控制一般從這三方面考慮，即噪聲源的控制、傳播途徑的控制、接受者的防護(hù)。其中傳播途徑的控制是噪聲控制中的普遍技術(shù)。五、機(jī)械噪聲的識(shí)別與控制技術(shù)消聲室隔聲間壁玻璃棉吸聲結(jié)構(gòu)一、噪聲源的控制 1、合理選擇材料和改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)降低噪聲 2、改進(jìn)工藝和操作方法降低噪聲 3、減小激振力來(lái)降低噪聲 4、提高運(yùn)動(dòng)零部件間的接觸性能 5、降低機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的噪聲輻射部件對(duì)激振力的響應(yīng) 6、低噪聲設(shè)備噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備二、傳播途徑的控制 在傳播途徑上控制噪聲是目前噪聲控制中采用最普遍的技術(shù)，按其工作原理可分為吸聲、隔聲和消聲，其相應(yīng)的設(shè)

10、備為吸聲降噪設(shè)備、隔聲設(shè)備和消聲器。 1、吸聲降噪設(shè)計(jì) 在噪聲污染控制工程中，吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)常用來(lái)降低室內(nèi)噪聲。吸聲材料按吸聲機(jī)理可分為多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)兩大類。 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備（1）多孔吸聲材料 多孔吸聲材料的內(nèi)部和表面都有很多微小的細(xì)孔，孔和孔之間相互聯(lián)通并直接與外界大氣相連，具有一定的通氣性。聲波在空隙內(nèi)傳播時(shí)會(huì)引起經(jīng)絡(luò)間的空氣來(lái)回運(yùn)動(dòng)，與靜止的經(jīng)絡(luò)相互摩擦，由于空氣的粘滯性和空氣與經(jīng)絡(luò)之間的熱傳導(dǎo)作用，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉，從而起著吸收聲能的作用。 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備1）多孔吸聲材料及其種類 無(wú)機(jī)纖維材料 無(wú)機(jī)纖維材料主要有超細(xì)玻璃棉、玻璃絲、礦渣棉、巖棉及

11、其制品。 泡沫塑料 常用做吸聲材料的泡沫塑料主要有聚氨酯、聚醚乙烯、聚氯乙烯、酚醛等。 有機(jī)纖維材料 如棉麻、甘蔗、木絲、稻草等 建筑吸聲材料 如加氣混凝土、微孔吸聲磚、膨脹珍珠巖等 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備2、隔聲降噪設(shè)計(jì) 隔聲是噪聲控制工程中常用的一種技術(shù)措施，利用墻體、各種板材及構(gòu)件作為屏蔽物或利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)把噪聲控制在一定范圍之內(nèi)，使噪聲在空氣中的傳播受阻而不能順利通過(guò)，從而達(dá)到降低噪聲的目的。 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備透聲系數(shù)與隔聲量 假設(shè)Ei為入射聲能量，Ea為構(gòu)件吸收的聲能量，Er為反射聲能量，Et為透射聲能量。透射聲能Et與入射聲能Ei之比稱為透聲系數(shù)或透射系數(shù)，即： 在工程實(shí)際中常

12、采用透聲系數(shù)倒數(shù)的對(duì)數(shù)來(lái)表示透聲損失的大小，稱為傳聲損失，或透聲損失，或隔聲量，用R表示，單位是分貝(dB)。 值越小，R值越大，說(shuō)明隔聲性越好。 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備itEElRlg10單層密實(shí)均勻構(gòu)件的隔聲性能 此類構(gòu)件的隔聲材料要求密實(shí)而厚重，如磚墻、鋼筋混凝土、鋼板、木板等。受到聲波作用，其隔聲性能與材料的剛性、阻尼、面密度有關(guān)。雙層隔聲結(jié)構(gòu) 雙層結(jié)構(gòu)是指兩個(gè)單層結(jié)構(gòu)中間夾有一定厚度的空氣或多孔材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。 雙層結(jié)構(gòu)的隔聲量與空氣層厚度有關(guān)，厚度增加，隔聲量也增加。 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備隔聲罩的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 采用隔聲罩，可控制其隔聲量，使工作所在位置的噪聲降低到所需要的程度，且技

13、術(shù)措施簡(jiǎn)單、體積小、用料少、投資少。 隔聲罩的罩壁由罩板、阻尼涂料和吸聲層構(gòu)成。 隔聲罩一般分為全封閉、局部封閉和消聲箱式隔聲罩。 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備3、消聲器 消聲器用來(lái)降低空氣動(dòng)力設(shè)備的進(jìn)排氣口噪聲或沿管道傳播的噪聲，既能允許氣流順利通過(guò)，又能有效的阻止或減弱聲能向外傳播。（1）、消聲器的聲學(xué)性能 傳遞損失LTL 傳遞損失又稱為傳聲損失，是消聲器入口處和出口處的聲功率級(jí)之差值： LTLLwl一LW2 消聲量LNR 消聲量又稱為噪聲降低量或減噪量，指的是消聲器進(jìn)口端和出口端的平均聲壓級(jí)差，即：噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備21PPNRLLL（2）阻性消聲器阻性消聲器是利用安裝在管道內(nèi)壁或中部的阻

14、性材料(主要是多孔材料)吸收聲能而達(dá)到降低噪聲的目的。 因?yàn)槎嗫撞牧系奈暀C(jī)理類似于電路中的電阻消耗電能，故稱依靠多孔吸聲材料消聲的消聲器為阻性消聲器。阻性消聲器具有良好的中高頻消聲性能，低頻消聲性能較差。 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式 阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式很多，常見(jiàn)有片式消聲器、蜂窩式消聲器、直管式消聲器、迷宮式消聲器等， 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備阻性消聲器的特點(diǎn) 阻性消聲器中多孔材料對(duì)中、高頻噪聲的吸收顯著，能較好地消除中、高頻噪聲，而對(duì)低頻的消聲作用較差。因此阻性消聲器主要用于對(duì)中、高頻噪聲的吸收。 阻性消聲器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和良好的吸收中、高頻噪聲的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程中得到廣泛的

15、應(yīng)用。但不適合在高溫、高濕的環(huán)境中使用，多用于風(fēng)機(jī)的進(jìn)、排氣消聲。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備（3）抗性消聲器抗性消聲器的基本結(jié)構(gòu)是由擴(kuò)張室和連接管串聯(lián)而成。它是利用管道截面的變化(擴(kuò)張或收縮)使聲波在傳播過(guò)程中引起阻抗改變而產(chǎn)生聲能的反射、干涉，再沿管道繼續(xù)傳播而降低由消聲器向外輻射的聲能，從而達(dá)到消聲的目的。 抗性消聲器適用于消除低中頻噪聲，構(gòu)造簡(jiǎn)單、耐高溫、耐氣體腐蝕和沖擊；其缺點(diǎn)是消聲頻帶窄，對(duì)高頻噪聲消聲效果較差。噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備 共振腔式抗性消聲器 共振腔式抗性消聲器是利用共振吸聲原理進(jìn)行消聲，一般由一段開有若干個(gè)軸型和狹縫型等。 共振腔式消聲器的特點(diǎn)是選擇性較強(qiáng)，在共振頻率處的消聲量很大，而偏離共振頻率時(shí)消聲量急劇下降。比較適宜于低、中頻成分突出的氣流噪聲的消聲。 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備 干涉式抗性消聲器 干涉式消聲器主要借助相干聲波的相互抵消作用來(lái)達(dá)到消聲目的。 阻抗復(fù)合型消聲器 常用的阻抗復(fù)合型消聲器的形式有阻性-擴(kuò)張室復(fù)合式、阻性-共振復(fù)合式和阻性-擴(kuò)張室-共振腔復(fù)合式等。 噪聲污染控制技術(shù)與設(shè)備三、個(gè)人防護(hù) 當(dāng)在聲源上和傳