演示文稿噪聲污染及其控制聲學(xué)基礎(chǔ)

演示文稿噪聲污染及其控制聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是1頁\一共有80頁\編輯于星期六第二章噪聲污染及其控制第節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是2頁\一共有80頁\編輯于星期六第一節(jié)概述一、聲音和噪聲

聲音是一種物理現(xiàn)象，聲音以不同的方式和途徑傳遞著信息，在人類活動中起著非常重要的作用。

“聲音”一詞有兩個意思：客觀的聲振動和主觀的聲感覺(后者也叫響聲)。

現(xiàn)在是3頁\一共有80頁\編輯于星期六第一節(jié)概述了解：聲學(xué)的發(fā)展歷程

有關(guān)建筑聲學(xué)的記載最早見于公元前1世紀(jì)羅馬建筑師維特魯威所寫的《建筑十書》。

我國古代是對聲學(xué)有突出貢獻(xiàn)的國家之一。東漢王允把聲音與水波類比；宋朝張載：“聲者形氣相軋而成”，“聲成文謂之音”，“音和乃成樂”；古時對噪聲的理解是“群呼煩擾”；16世紀(jì)，中國建成了著名的天壇皇穹宇(回音壁)，這是對建筑聲學(xué)的一大貢獻(xiàn)。

中世紀(jì)，歐洲教堂采用大的內(nèi)部空間和吸聲系數(shù)低的墻面，易產(chǎn)生較長的混響聲。天壇皇穹宇

到19世紀(jì)末，古典理論聲學(xué)發(fā)展達(dá)到最高峰?，F(xiàn)在是4頁\一共有80頁\編輯于星期六第一節(jié)概述了解：聲學(xué)的發(fā)展歷程20世紀(jì)初，美國賽賓提出了著名的混響理論，奠定了現(xiàn)代聲學(xué)研究的基礎(chǔ)。

從20世紀(jì)20年代開始，電子管和放大器的應(yīng)用，為現(xiàn)代建筑聲學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展開辟了道路。

在第二次世界大戰(zhàn)中，開始把超聲廣泛地用到水下探測。20世紀(jì)50年代以來，噪聲污染日益嚴(yán)重，逐漸形成了一門新興綜合性學(xué)科—環(huán)境聲學(xué)現(xiàn)在是5頁\一共有80頁\編輯于星期六

噪聲簡介

狹義：從物理學(xué)觀點來說，振幅和頻率雜亂斷續(xù)或統(tǒng)計上無規(guī)則的聲振動稱為噪聲。廣義：從環(huán)境保護的角度來說，一般認(rèn)為，凡是干擾人們工作、學(xué)習(xí)和休息的聲音即不需要的聲音統(tǒng)稱為噪聲。噪聲對周圍環(huán)境造成不良影響，就形成噪聲污染，特點是局部性、無后效性（※），屬于“感覺公害”，為四大公害之一。

第一節(jié)概述

目前，噪聲污染投訴在環(huán)境投訴中所占比例是最高的。現(xiàn)在是6頁\一共有80頁\編輯于星期六噪聲的種類按來源：分為自然噪聲和人為噪聲；

按頻率分布可把噪聲分為低頻（＜500Hz）、中頻（500～1000Hz）和高頻（＞1000Hz）噪聲；工業(yè)噪聲按發(fā)聲機理可分為機械噪聲（紡織機、球磨機、電鋸等）、空氣動力性噪聲（鼓風(fēng)機、空壓機等）、電磁噪聲（發(fā)電機、變壓器等）。按城市環(huán)境噪聲的來源可分為交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲、社會生活噪聲；第一節(jié)概述按噪聲源的時間特性分為穩(wěn)定噪聲和非穩(wěn)定噪聲；現(xiàn)在是7頁\一共有80頁\編輯于星期六

城市環(huán)境噪聲交通運輸建筑施工

城市環(huán)境噪聲70％的來源。汽車噪聲一般為89～92dB；電喇叭為90～110dB；汽喇叭（火車）105～110dB。

建筑用的混凝土攪拌機、打樁機、推土機、鉆機、風(fēng)動工具等產(chǎn)生巨大的噪聲，常在80dB以上。

現(xiàn)在是8頁\一共有80頁\編輯于星期六工業(yè)生產(chǎn)社會生活

來自生產(chǎn)過程中機械振動、摩擦、撞擊以及氣流擾動產(chǎn)生的聲音。一般紡織廠噪聲為90～106dB，機械工業(yè)80～120dB，大型球磨機120dB，風(fēng)鏟、風(fēng)鎬、大型鼓風(fēng)機130dB以上。

生活噪聲一般強度不大。在80分貝以下，但它使人心煩意亂，干擾人的正常工作與生活。城市環(huán)境噪聲現(xiàn)在是9頁\一共有80頁\編輯于星期六街道上顯示噪聲等級的裝置1234現(xiàn)在是10頁\一共有80頁\編輯于星期六聽力損傷（聽覺適應(yīng)、暫時性聽閾遷移或聽覺疲勞、噪聲性耳聾）；對睡眠（30~50dB）、交談、通訊、思考及工作效率的影響；引起人體生理機能不良反應(yīng);（神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)）影響心理狀態(tài)；影響胎兒及兒童的發(fā)育；損害視力；對動物的影響；對儀器設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)的影響。噪聲級/dB主觀反映保持正常的談話距離/m通訊質(zhì)量45安靜11很好55稍吵3.5好65吵1.2較困難75很吵0.3困難85巨吵0.1Noway三、噪聲的危害第一節(jié)概述現(xiàn)在是11頁\一共有80頁\編輯于星期六1、控制途徑聲音從產(chǎn)生到引起聽覺三個階段聲源的振動空氣等介質(zhì)的傳播人耳接收（鼓膜的振動）從聲源上降低噪聲

從傳播途徑上降低噪聲（※

）在接受點進(jìn)行防護四、噪聲控制第一節(jié)概述現(xiàn)在是12頁\一共有80頁\編輯于星期六2、噪聲控制的程序

在實際工作中噪聲控制一般可分為兩類情況：一類是現(xiàn)有的企業(yè)噪聲超過國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需采取噪聲控制措施；另一類是新建、擴建和改建的企業(yè)，在規(guī)劃、設(shè)計時就應(yīng)考慮噪聲的污染情況、以便確定合理的噪聲控制方案，減少噪聲污染。

基本程序：

①調(diào)查、測試噪聲污染情況

②選擇噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)

③確定噪聲控制方案；

④進(jìn)行工程評價，論證控制方案能否達(dá)標(biāo)

⑤控制措施的鑒定與評價。

第一節(jié)概述現(xiàn)在是13頁\一共有80頁\編輯于星期六

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)一、聲波的形成聲源的振動彈性媒介振動聲波空氣、固體、液體現(xiàn)在是14頁\一共有80頁\編輯于星期六聲音的產(chǎn)生和傳播

聲源振動時，帶動相鄰的空氣質(zhì)點，使之交替進(jìn)行壓縮膨脹運動。這種壓縮、膨脹（疏密相間）交替運動由近及遠(yuǎn)向前推進(jìn)的空氣振動稱為聲波。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是15頁\一共有80頁\編輯于星期六※聲音的傳播是實質(zhì)上是振動的傳播，傳播出去的是物質(zhì)能量而不是物質(zhì)本身?？v波：振動方向與聲波的傳播方向一致。在空氣中的聲波是一種縱波。橫波：質(zhì)點振動方向與波的傳播方向相垂直的波。在固體和液體中可能是縱波，也可能是橫波。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是16頁\一共有80頁\編輯于星期六二、聲波的基本物理量聲壓（p14）p=(P-P0)

帕斯卡（Pa）波長λ=c/f

米（m）周期T

秒（s）頻率f=1/T

赫茲（Hz）聲速

c

米/秒（m/s）

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是17頁\一共有80頁\編輯于星期六氣體中的聲速為：（2-4）空氣的γ=1.4，則式（2-4）有如下形式：或（2-5）ρ0——介質(zhì)處于平衡態(tài)時的密度，kg/m3；p0——介質(zhì)處于平衡態(tài)時的壓強，Pa；γ——比熱比(定壓比熱／定容比熱）T——絕對溫度，K?？諝庵械穆曀僖话憧扇?40m/s。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是18頁\一共有80頁\編輯于星期六三、聲音的頻譜1、頻率、頻程及倍頻程（※)

頻率：音調(diào)是人耳對聲音的主觀感受，在客觀上它決定于聲源振動頻率，頻率是描述聲音特性的主要參數(shù)之一。人耳可以聽到聲音的頻率范圍為20Hz~20000Hz。

頻程：把可聽聲的頻率變化范圍分成若干較小的段落，稱為頻程或頻帶或帶寬。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是19頁\一共有80頁\編輯于星期六

n倍頻程：或（2-6）

式中：f2、f1—任意頻程的上限頻率和下限頻率，Hz；

n—頻程倍數(shù),為正實數(shù)。噪聲測量中經(jīng)常使用倍頻程（n=1）和1/3倍頻程。2:14:1

頻程的劃分：使每一個頻程的上限頻率和下限頻率的比值為確定的常數(shù)。[例]2個頻率相差1個倍頻程就是說兩個頻率之比為（），相差2個倍頻程就意味著頻率之比為（）。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是20頁\一共有80頁\編輯于星期六中心頻率值（f0）：上、下限頻率的幾何平均值，即（2-7）帶寬（△f）：上、下限頻率之差，即△f與f0的關(guān)系式為：

（2-10）

每段頻程以中心頻率來命名。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是21頁\一共有80頁\編輯于星期六[例]可聽聲頻率范圍用10段倍頻程表示如下表所示。每段則以中心頻率來命名。例如對于45~90Hz這一段頻程的中心頻率為63Hz，上限頻率為90Hz，下限頻率為45Hz，帶寬為45Hz。倍頻程的中心頻率與頻率范圍

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是22頁\一共有80頁\編輯于星期六三、聲音的頻譜2、頻譜及頻譜分析

頻譜：聲音的頻譜是指組成聲音的各種頻率的分布圖形。

頻譜分析：噪聲通常包含許多頻率成分，將噪聲的聲壓級、聲強級或聲功率級按頻率順序展開，使噪聲成為頻率的函數(shù)。觀察頻率的分布，分析聲壓級（聲強級、聲功率級）所對應(yīng)的頻率，即稱為頻譜分析。

頻譜圖：通常以頻率為橫坐標(biāo)，聲壓級（聲強級、聲功率級）為縱坐標(biāo)，來描述頻率與聲音強度的關(guān)系圖。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是23頁\一共有80頁\編輯于星期六頻譜圖：

在噪聲控制中，頻譜圖中聲壓級比較突出的部分及其所對應(yīng)的頻率是重點控制目標(biāo)。聲壓級/dB頻率（a）線狀譜（b）連續(xù)譜（c）復(fù)合譜（a）變壓器噪聲（b）渦輪風(fēng)扇氣流噪聲（c）火車轉(zhuǎn)彎尖叫聲

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是24頁\一共有80頁\編輯于星期六

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)四、聲音的波動方程定義：聲場的特性可以通過聲壓、彈性介質(zhì)密度以及質(zhì)點的振動速度等物理量來描述。通過研究上述物理量隨時間和空間的變化規(guī)律，建立數(shù)學(xué)表達(dá)式，就稱為聲音的波動方程。現(xiàn)在是25頁\一共有80頁\編輯于星期六四、聲音的波動方程1、運動方程（牛頓第二定律）

在直角坐標(biāo)系中，用聲壓p來描述聲波。在均勻理想流體介質(zhì)中，小振幅聲波的運動方程是：或

式中：p—瞬時聲壓，Pa；

c—聲速，m/s；

t—時間，s；

—拉普拉斯算符，在直角坐標(biāo)系中（2-13）

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是26頁\一共有80頁\編輯于星期六2、連續(xù)性方程

實質(zhì)上就是質(zhì)量守恒定律，參考理想流體的連續(xù)性方程，可得直角坐標(biāo)系中聲波的連續(xù)性方程：

或

式中：ρ0

—介質(zhì)的靜態(tài)密度，kg/m3；

—介質(zhì)質(zhì)點速度u沿x、y、z方向的分量，m/s。（2-14）

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)四、聲音的波動方程現(xiàn)在是27頁\一共有80頁\編輯于星期六3、物態(tài)方程

介質(zhì)運動時，其內(nèi)部的壓強、密度和溫度都發(fā)生變化。由于聲波傳播過程進(jìn)行得較快，故用理想氣體絕熱狀態(tài)方程可以得到聲波傳播時的物態(tài)方程為：或

（2-15）由式（2-15）及理想氣體的絕熱方程（）可推出氣體中聲速的計算式（2-4）

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)四、聲音的波動方程現(xiàn)在是28頁\一共有80頁\編輯于星期六活塞在直管中運動所輻射的聲波五、平面聲波聲波在傳播過程中，同一時刻相位相同的軌跡稱為波陣面。波陣面與傳播方向垂直的波稱平面聲波。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)聲波的傳播方向現(xiàn)在是29頁\一共有80頁\編輯于星期六五、平面聲波（一）聲壓波動方程

運動方程：（2-16）連續(xù)性方程：（2-17）聯(lián)立式（2-15）~（2-17），得聲壓p的波動方程：（2-18）式（2-18）的一般解為：

（2-19）

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是30頁\一共有80頁\編輯于星期六五、平面聲波（二）瞬時聲壓和有效聲壓（※)

聲壓：受聲波的傳播擾動，局部空氣產(chǎn)生壓縮或者膨脹，在壓縮的地方壓強增大，在膨脹的地方壓強減小，這樣就在原來的大氣壓上產(chǎn)生了壓強的變化（p=P-P0）。此壓強變化（p）是由于聲波引起，稱為聲壓。瞬時聲壓：有聲波存在的區(qū)域稱為聲場，聲場中某一瞬時的聲壓值稱為瞬時聲壓。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是31頁\一共有80頁\編輯于星期六單一頻率平面波的聲壓波動方程：

（2-19）（沿x正方向）（沿x負(fù)方向）（2-20）圖2-2聲壓隨空間位置和時間的變化曲線

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是32頁\一共有80頁\編輯于星期六

有效聲壓（pe）：某段時間內(nèi)瞬時聲壓的均方根值：

（2-22）

※平面波的有效聲壓：

（2-23）

聲壓是度量聲音大小，強弱的物理量。正常人耳剛剛能聽到的聲壓(聽閾聲壓)是2×10-5Pa；普通房間的聲壓是0.1Pa；人們喧嘩的聲壓是0.5~1Pa。很強的噪聲．如球磨機、鑿巖機、風(fēng)鏟等聲壓達(dá)20Pa。這樣強的聲壓會使人耳產(chǎn)生疼痛的感覺叫痛閾聲壓。

當(dāng)聲壓達(dá)數(shù)百帕以上，比如在噴氣式飛機發(fā)動機，會引起耳膜出血。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是33頁\一共有80頁\編輯于星期六五、平面聲波（三）質(zhì)點振動速度和聲阻抗率

質(zhì)點振動速度幅值：（2-26）（2-25）

質(zhì)點振動速度的有效值：（2-29）

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是34頁\一共有80頁\編輯于星期六五、平面聲波

聲阻抗率（※）：或（2-30）

Zs僅與介質(zhì)密度和聲速有關(guān)，是介質(zhì)固有的一個常數(shù)。當(dāng)聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)的有效界面時，兩種介質(zhì)的聲阻抗率將決定聲波反射和透射的強度。單位：Pa·s/m

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是35頁\一共有80頁\編輯于星期六（四）聲能密度、聲強和聲功率

1、聲能密度：

單位體積介質(zhì)所含的聲波能量，用D表示。聲場中某點總的平均聲能密度為：

2、聲強（※）：在聲波傳播方向上單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的平均聲能量，通常用I表示，單位為W/m2。聲強與聲能密度的關(guān)系為：

（2-31）（2-32）由于聲波的擾動使介質(zhì)得到的能量稱為聲能

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是36頁\一共有80頁\編輯于星期六聲強與聲壓的關(guān)系式：（2-33）

聲強是衡量聲音強弱的物理量之一；與有效聲壓和聲特性阻抗有關(guān)；聲強隨距聲源距離的增加而降低；聲強是矢量，其方向就是聲波傳播方向。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是37頁\一共有80頁\編輯于星期六

3、聲功率（※）

：是指聲源在單位時間內(nèi)輻射的聲能量，用W表示，單位為瓦。自由聲場中，對于均勻輻射的聲源，聲功率與聲強的關(guān)系為：（2-34）

聲功率是表征聲源特性的不變量，反映了聲源的本質(zhì)。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)

注：自由聲場是指在均勻的各向同性的介質(zhì)中，邊界影響可以不計時所形成的聲場?，F(xiàn)在是38頁\一共有80頁\編輯于星期六五、平面聲波（四）聲音的聲壓級、聲強級、聲功率級

聲壓級（※）：該聲音的聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比，取以10為底的對數(shù)，再乘以20。單位為分貝（dB）其表達(dá)式為：

（2-36）式中：pe——有效聲壓，Pa；·p0——基準(zhǔn)聲壓，2×10-5Pa（2-37）※

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是39頁\一共有80頁\編輯于星期六噪聲源聲級／dB對人的影響火箭導(dǎo)彈發(fā)射噴氣式飛機噴口螺旋槳飛機高射機槍柴油機球磨機織布機電鋸載重汽車喧鬧馬路大聲說話（附近較吵）一般說話普通房間靜夜輕聲耳語消聲狀態(tài)（室內(nèi)聽覺下限）150～160130～140120～130120～130110～120110～120100～110100～11090～10090～10070～8060～7050～6030～4020～3010～200～10無法忍受無法忍受痛的痛閾很吵很吵很吵很吵很吵很吵較吵一般較靜安靜安靜極靜聽閾

日常聲壓級及其對人的影響現(xiàn)在是40頁\一共有80頁\編輯于星期六現(xiàn)在是41頁\一共有80頁\編輯于星期六聲強級：（2-38）式中I——聲強，W/m2；·I0——基準(zhǔn)聲強，10-12W/m2。（2-40）（2-39）

聲功率級：

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是42頁\一共有80頁\編輯于星期六六、球面聲波

波陣面為同心球面的波稱為球面聲波。形成條件：點聲源、均勻介質(zhì)。球面聲波的聲壓與半徑和時間的函數(shù)關(guān)系（波動方程）為：

（2-41）

從式（2-41）可以看出，瞬時聲壓隨距離的增大而減小，故離聲源越遠(yuǎn)，聲音越小質(zhì)點振動速度：（2-44）球面聲波的聲功率：

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是43頁\一共有80頁\編輯于星期六※七、聲壓級計算（一）聲壓級相加：

1、總聲功率級LW：設(shè)W、W1、W2、…Wn為總聲功率和各聲源聲功率，則：根據(jù)聲功率級的定義可知：（2-46）

2、總聲強級LI：設(shè)I、I1、I2、…In為總聲強和各聲源的聲強，則：（2-48）現(xiàn)在是44頁\一共有80頁\編輯于星期六

3、總聲壓級Lp：設(shè)p、p1、p2、…pn為總聲壓和各聲源的聲壓（有效聲壓）：（2-41）代入，得：（2-51）由代入（2-49），得：兩邊取對數(shù)，并經(jīng)整理得：（2-49）（2-52）若每個聲壓級都相等：現(xiàn)在是45頁\一共有80頁\編輯于星期六[例]某車間有兩臺相同的車床，它們單獨開動時，測得聲壓級均為100dB，求這兩臺機床同時開動時聲壓級是多少？解：根據(jù)式（2-52）計算得：

由上例可以看出，兩個特性相同，聲壓級相等的噪聲疊加，其總聲壓級比單個聲源的聲壓級增加了3dB。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是46頁\一共有80頁\編輯于星期六[例2]在某點測得幾個噪聲源單獨存在時的聲壓級分別為84dB、87dB、90dB、95dB、96dB、91dB、85dB、80dB，求這幾個噪聲源同時存在時該點的總聲壓級是多少？解：由得：

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是47頁\一共有80頁\編輯于星期六

利用圖表計算多個聲源的總聲壓級：

設(shè)兩聲壓級Lp1和Lp2，且Lp1>Lp2，則：代入

設(shè)，則僅是已知量的函數(shù)，故可用Lp1與Lp2

計算出總聲壓級為：（2-53）

為分貝和的附加值現(xiàn)在是48頁\一共有80頁\編輯于星期六

※利用圖表計算多個聲源的總聲壓級步驟是：

①把要相加的分貝值從大到小排列，按由大到小的順序進(jìn)行計算；②用第1個分貝值減第2個分貝值得；③由，查圖或表得，然后按，計算出第l、2個分貝值之和；④用第1、2個分貝和之值再與第3個分貝值相加，依次加下去，直到兩分貝之差大于10分貝（或15），可停止相加，此時得到的分貝和即為所求。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是49頁\一共有80頁\編輯于星期六[例]某針織廠1位擋車工操作臺五臺機器，在她的操作位置測得著五臺機器的聲壓級分別為95dB、90dB、92dB、86dB和80dB，試求在她的操作位置生產(chǎn)總聲壓級是多少？

解：先按聲壓級的大小依次排序，從前面兩個開始計算其差值為3，查表2-3或圖2-4，得到相應(yīng)的附加值為1.8，則前兩個聲壓級的分貝值之和為（95+1.8=96.8），然后逐個相加，如下所示：959290868096.8+1.8+0.897.6+0.397.9+0.198練習(xí)：p95，13

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是50頁\一共有80頁\編輯于星期六

在噪聲控制中，要抓住噪聲源中主要的、有影響的噪聲源，將這些主要噪聲源的噪聲降下來，才能取得良好的降噪效果。（二）聲壓級相減：

若設(shè)背景噪聲為LpB，背景噪聲和被測對象的總聲壓級為Lp，被測對象真實的聲壓級為Lps，根據(jù)查表2-4或圖2-5得到對應(yīng)的修正值，得：

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是51頁\一共有80頁\編輯于星期六[例]某車間有一臺空壓機，當(dāng)空壓機開動時，測得噪聲聲壓級為90dB，當(dāng)空壓機停止轉(zhuǎn)動時，測得噪聲聲壓級為83dB，求該空壓機的噪聲聲壓級為多少？

解：空壓機開動與不開動時的噪聲聲壓級差值為：查表得：，則空壓機的聲壓級為：

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是52頁\一共有80頁\編輯于星期六

八、聲波的傳播特性（一）聲波的疊加

聲波傳播的獨立性：幾列聲波在同一介質(zhì)中傳播時，如果這幾列聲波在空間某點處相遇，每列波都將保持自己原有的特性（傳播方向、質(zhì)點振動方向、頻率、瞬時聲壓等）,不受其它波的影響。

聲波的疊加原理：在幾列聲波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列聲波引起的振動，即質(zhì)點的振動是各列波單獨傳播時在該點引起的振動的合成。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是53頁\一共有80頁\編輯于星期六

八、聲波的傳播特性（一）聲波的疊加聲波的疊加原理：多列聲波合成聲場的瞬時聲壓等于每列波瞬時聲壓之和，即：（2-58）式中：p

——合成聲場的瞬時聲壓，Pa；

pi——第i列波的瞬時聲壓，Pa。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是54頁\一共有80頁\編輯于星期六1、相干波相干條件：振動方向相同頻率相同相位差固定相干波：滿足相干條件的幾列波稱為相干波。

設(shè)聲場中某點與兩聲源的距離分別為x1和x2，則根據(jù)聲波波動方程，兩列波的瞬時聲壓為：

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是55頁\一共有80頁\編輯于星期六（2-61）這兩列波的相位差為：（2-64）應(yīng)用疊加原理，合成聲壓p為：

合成后的聲波仍然是一個同頻率的聲波動。1、相干波

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是56頁\一共有80頁\編輯于星期六

當(dāng)時，pA為極大值，，表明在聲場中任一點上，兩列波均以相同相位到達(dá)，兩列相干波聲波加強；

當(dāng)時，pA為極小值，，兩列聲波終以相反相位到達(dá)，兩列相干波聲波減弱；合成聲壓幅值：1、相干波相干波的加強或減弱稱為干涉現(xiàn)象

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是57頁\一共有80頁\編輯于星期六

若兩相干波在同一直線上沿相反方向進(jìn)行時，當(dāng)其相遇由疊加而形成的合成波稱為駐波，駐波是干涉現(xiàn)象的特例。

當(dāng)

則駐波現(xiàn)象最明顯，此時合成聲壓幅值有一極大值和一極小值，前者稱為波腹，后者稱為波節(jié)。

1、相干波相干波在合成聲場中的平均聲能密度為：

（2-67）

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)駐波的形成現(xiàn)在是58頁\一共有80頁\編輯于星期六2、不相干波

具有相同頻率，而相位差無規(guī)則變化的聲波，疊加后的平均聲能密度等于每列聲波平均聲能密度之和。這表明兩列波不發(fā)生干涉，稱之為不相干波。對于具有不同頻率的聲波，無論其相位差固定與否，聲波之間也不發(fā)生干涉，也稱為不相干波。不相干波合成聲的平均聲能密度為：可得合成噪聲的總聲壓與各列波聲壓的關(guān)系式：（2-69）（2-70）

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是59頁\一共有80頁\編輯于星期六（二）聲波的反射、透射和折射1、垂直入射波的反射和透射piprptⅠρ1c1Ⅱρ2c20x界面

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是60頁\一共有80頁\編輯于星期六（二）聲波的反射、透射和折射1、垂直入射波的反射和透射piprptⅠρ1c1Ⅱρ2c20xpⅠ

uⅠ分界面無限薄，聲壓和法向質(zhì)點振動速度在兩種介質(zhì)的分界面x=0處是連續(xù)的：pⅠ=pⅡ

uⅠ=uⅡpⅠ=pi+pruⅠ=ui+urpⅡ

=ptuⅡ=ut界面p

Ⅱ

uⅡ

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是61頁\一共有80頁\編輯于星期六在界面處，聲壓連續(xù)和質(zhì)點振動速度連續(xù)，故有：（2-77）（2-78）將式，與（2-78），（2-78）聯(lián)立得：

定義聲壓反射系數(shù)rp為反射聲壓幅值pAr與入射聲壓幅值pAi之比，則：（2-80）（2-79）現(xiàn)在是62頁\一共有80頁\編輯于星期六

定義聲壓透射系數(shù)τp為透射聲壓幅值pAr與入射聲壓幅值pAi之比，則：（2-81）

※聲波在分界面上反射和透射的大小與入射、反射和透射聲波聲壓大小無關(guān)，僅與兩介質(zhì)的聲特性阻抗（聲阻抗率）有關(guān)，這說明介質(zhì)的聲特性阻抗對聲波的傳播有著重要的影響。聲壓反射系數(shù)：

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是63頁\一共有80頁\編輯于星期六

聲強反射系數(shù)：（2-82）

聲強透射系數(shù)：（2-83）（2-84）（2-80）

聲壓反射系數(shù)：（2-81）

聲壓透射系數(shù)：現(xiàn)在是64頁\一共有80頁\編輯于星期六

當(dāng)時，聲波全部透射，只要聲特性阻抗相等，那么對聲波的傳播就好像不存在分界面一樣。

當(dāng)，如聲波從空氣垂直人射到空氣與水(或墻)的界面上，介質(zhì)Ⅱ相當(dāng)于剛性反射體。在介質(zhì)I中聲波發(fā)生全反射，并且反射聲波與入射聲波形成駐波，界面處形成聲壓波腹（2pA1），速度為零；在介質(zhì)Ⅱ中，并不產(chǎn)生疏密交替的透射聲波。

當(dāng)，如聲波從水中人射到空氣與水的界面上，在介質(zhì)I中，人射聲壓與反射聲壓在界面處，大小相等、相位相反，總聲壓達(dá)到極小，近似等于零，而質(zhì)點速度達(dá)到極大，在介質(zhì)I中也產(chǎn)生駐波聲場。這時在介質(zhì)Ⅱ中也沒有透射聲波。

現(xiàn)在是65頁\一共有80頁\編輯于星期六

聲波從空氣中入射到堅硬的剛性物體表面時，大部分的聲能量就會反射回來，反射聲的存在會使噪聲強度提高。

兩種介質(zhì)聲特性阻抗的差異決定了聲波反射、透射強度。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是66頁\一共有80頁\編輯于星期六Ⅰρ1c1Ⅱρ2c2piprpt0θiθrθt（二）聲波的反射、透射和折射2、斜入射聲波的反射和折射※斯涅爾定律：（1）反射定律：（2）折射定律：

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是67頁\一共有80頁\編輯于星期六（二）聲波的反射、透射和折射※3、溫度及風(fēng)速對聲傳播的影響（利用折射定律來解釋）聲線：聲能傳播方向的曲線，處處與波陣面垂直。

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是68頁\一共有80頁\編輯于星期六（三）聲波的繞射（衍射）（a）小孔、小障礙（a）大孔、大障礙

聲波在傳播過程中如遇到障脂物(或孔、洞)，當(dāng)波長比障礙物尺寸大得多時，會繞過障礙物的邊緣前進(jìn)，而傳播方向改變，這種現(xiàn)象稱做聲波的繞射（衍射）。聲波衍射示意圖

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)

思考：低頻噪聲和高頻噪聲相比，那種噪聲更容易發(fā)生衍射？現(xiàn)在是69頁\一共有80頁\編輯于星期六（四）噪聲在傳播中的衰減1、擴散引起的衰減由于波陣面擴展，而引起聲強減弱的現(xiàn)象稱為擴散衰減。聲波的擴散衰減與聲源的形狀有關(guān)。

※點聲源輻射：

線聲源輻射：設(shè)線聲源長l，聲源中心到測點D距離為r0，當(dāng)聲源為無限長線聲源時(即)，可按式（2-88）計算；當(dāng)時，將線聲源視為點聲源，可按式（2-87）計算。

（2-87）（2-88）

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是70頁\一共有80頁\編輯于星期六

矩形面聲源：矩形的面聲源，其邊長為a、b，且a<b，設(shè)測點D距聲源中心距離為r0。當(dāng)，聲源輻射平面波，聲壓級衰減值為0分貝，即距離聲源近時，聲壓級不衰減；

當(dāng)時，按無限長線聲源考慮，即應(yīng)用式（2-88）計算；

當(dāng)時，按點聲源考慮，即應(yīng)用式（2-87）計算；baOr0D

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是71頁\一共有80頁\編輯于星期六實例1:

距鍋爐房2米處測得聲壓級為80dB，且鍋爐房距離居民樓16米；距冷卻塔5米處測得聲壓級為80dB，且冷卻塔距離居民樓20米。求兩設(shè)備噪聲對居民樓造成共同影響？解：鍋爐與冷卻塔按點聲源處理：

鍋爐房對居民樓的影響：Lp1=80-20lg16/2=80-3×6=62dB;冷卻塔對居民樓的影響：Lp2=80-20lg20/5=80-2×6=68dB;共同影響：L=68＋1＝69dB1、擴散引起的衰減

第二節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在是72頁\一共有80頁\編輯于星期六實例2：有一列500米火車正在運行。（1）距鐵路中心線20米處測得聲壓級為90dB，距鐵路中心線40米處有一居民樓，試求該列火車噪聲對居民樓的影響。（2）若距鐵路中心線500米處測得聲壓級為75dB，距鐵路中心線1000米處有療養(yǎng)院，試求該列火車噪聲對療養(yǎng)院的影響。解：（1）πr＝(20～40)π<500m，則按無限長線聲源處理，火車對居民樓的影響：Lp1=90-10lg40/20=90-3=87dB。（2）πr＝(500～1000)π>500m，按點聲源處理，則火車對療養(yǎng)院的影響：Lp2=75-20lg1000/500=75-6=69dB。1、擴散引起的衰減

現(xiàn)在是73頁\一共有80頁\編輯于星期六