噪声振动第6章2剖析.docx

精选文档第6章噪声污染及控制噪声控制的基本技术1.吸声(soundabsorption)吸声办理是控制音质和降低噪声的重要方法之一它是利用某些吸声资料或吸声结构汲取声能来降低噪声强度的吸声资料与吸声性能吸声资料多是一些多孔资料，这种资料的吸声机理是：当声波进入多孔资料的孔隙中时，惹起缝隙间的空气分子和纤维的振动，因为空气与孔壁的摩擦阻力、空气的粘滞阻力和热传导等作用，使相当一部分声能变成热能而耗散掉，从而起到吸声作用所以多孔资料一定拥有大批微孔，各孔之间要连通并通到资料表面，使空气可以自由进入吸声资料的吸声性能可以用吸声系数来衡量吸声系数等于被汲取的声能(E)对入射声能(E0)之比即汲取声能E入射声能E0吸声系数随入射角而改变，平时吸声系数是指在混响室中丈量而用赛宾混响公式算出的吸声系数它包含了各种入射角，计算公式为：A=0.163V/T(6-13)式中：V—混响室体积(m3)；T—混响时间(s)；A—室内总吸声量(m2)A0，面积为S(m2)的吸声资料放入后所测得的吸声量为室内全空时测得的吸声量为A1，则吸声系数为=(A1-A0)/s=A/s(6-14)式中A为该吸声资料的吸声量依据定义，向着自由空间开着的1m2的窗户惹起的声汲取(声波传到窗口所有显出去)量为1m2(旧称1赛宾)。

假如某资料的吸声系数为0.4，则该资料的吸声量要达到1m2所需要的面积为2.5m2吸声系数与资料的性质有关一般说，密度小和缝隙多的资料，吸声系数大，吸声性能好；而结构密切、圆滑、坚硬的资料吸声系数小，吸声性能差吸声系数还与声波的频率有关，平时用125、250、500、1000、2000、4000六个频率的吸声系数表示资料的吸声频率特征吸声系数可用混响室或驻波管法进行测定表6-7列出了几种常用国产资料的吸声系数表6-7常用国产吸声资料的吸声系数(驻波管法0)资料名称容重厚度各频率的吸声系数产地kg/m31252505001000200040002.50.020.070.220.590.940.94上海1550.050.240.720.920.900.98上海超细玻璃棉100.110.850.880.830.930.97上海2050.100.350.850.850.860.86上海100.250.600.850.870.870.85上海24060.250.550.780.750.870.91北京矿渣棉80.350.650.650.750.880.92北京15080.300.840.930.780.930.94北京工业毛毡37050.110.300.500.500.500.52北京70.180.350.430.500.530.54北京13153第6章噪声污染及控制聚氨脂泡沫塑料4040.100.190.360.700.750.80上海4580.200.400.950.900.980.85上海20.150.150.160.340.780.52北京木丝板40.190.200.480.780.420.70北京80.250.530.820.630.840.59北京水泥膨胀珍珠岩板35050.160.460.640.480.560.56北京80.340.470.400.300.480.55上海矿渣膨胀700-80011.50.380.540.600.690.700.72北京珍珠岩吸声砖影响多孔资料吸声性能的主要要素有：资料的缝隙率q：多孔资猜中通气的孔隙体积与资料整体积之比称为缝隙率。

一般多孔吸声资料的缝隙率在70%以上吸声资料的结构特征：资料吸声系数与资料的结构特征有关资料的结构特征在这里指资料的厚度和容重吸声资料的厚度关系到它的吸声频率特征一般说，低频声的吸声性能随资料厚度的增加而提升，但厚度增添对高频声的汲取影响不显然，因为高频声在吸声资料表面就被汲取图6-4给出了容重为15kg/m3的超细玻璃棉的吸声系数随厚度变化的状况图6-4超细玻璃棉的吸声特征实验表示，某种吸声资料的容重一准时，吸声系数的大小取决于厚度D与频率f的乘积fD由图6-4可见，每一种厚度的资料的吸声系数有一个极大值，相应的频率称为吸声共振频率fr，此时frD=5kHzcm，共振吸声系数r=0.9~0.99当频率低于fr时，随f降低而逐渐减小，平时把减小到r/2时的频率称为下限频率，把f到f的频宽称为下半频带宽值平时在1~11倍fzrz3频程内，fr与fz的关系为：fr=2fz资料容重增添时，缝隙率相应降低，能改良低频吸声成效，但高频吸声成效降低容重过大，吸声成效会显然降低资料厚度必定的多孔资料，改变它背后空气层的厚度，对吸声性能有很大影响平时，在空气层厚度等于1/4波长的奇数倍时，可获取该频率最大吸声系数。

吸声结构及其吸声资料一般的吸声结构都是共振结构，利用共振的原理汲取声能，常常能获取较好的低频吸声成效常用的吸声结构有以下几种：1)薄板共振吸声结构：薄板共振吸声器是一种盒式吸声结构，如图6-5所示，它是用不154第6章噪声污染及控制透气的薄层(如胶合板、硬质纤维板等)，四周固定，并在背后留有必定厚度的空气层构成板后的空气层相当于弹簧，当声波入射到薄板时，因为声压的作用，迫使薄板产生振动，使板发生曲折变形，出现内摩擦，使部分振动能转变成热能而耗费掉当入射声波与振动系统的固有频率凑近时，发生共振现象，此时振动最大，吸声最明显薄板共振吸声结构拥有较强的频率选择特征，一般应使吸声结构的共振频率f0凑近要汲取的声波的频率f0可由下式计算：f600(Hz)(6-15)0mD式中：m—单位面积板的重量(kg/m3)；D—板后空气层的厚度(cm)因而可知，m和D越大，f0越低，对低频吸声有益f0一般在80~300Hz之间一般薄板结构的共振吸声系数约为0.2~0.5若在空气层中填多孔吸声资料，则吸声效果更好图6-5薄板共振吸声结构图6-6单个共振吸声器穿孔板共振吸声结构：穿孔板共振吸声结构可以看作是多个共振吸声器组合而成的。

单个共振吸声器又称为亥姆霍兹共振器，是一个拥有张口的体积为V的空腔，如图6-6所示张口的直径为d，孔颈长为L，空腔中的空气相当于一个弹簧，当声波入射到颈中空气时，颈中的空气发生象活塞相同来回振动，它与颈壁的摩擦作用，使一部分声能转变成热能而耗费当外来声波的频率与共振器的固有频率相同时，就发生共振，此时的吸声成效更好亥姆霍兹共振器的共振频率可由下式求出：CG(6-16)f0(Hz)2V式中：C—空气中声速，取340m/s；V—共振腔体积(m3)；d2G—传导率(m)，G；4Ldd—共振腔张口直径(m)；L—共振腔孔颈长度(m)单个共振吸声器频率选择性很强，吸声频带很窄，f0一般在几十至几百Hz，常常用于低频吸声在工程实践中，常把多个共振吸声器组合起来形成组合共振吸声器，以改良其频率特征组合共振吸声器其实是一块打了很多孔的穿孔板，以后设置空腔，所以又称为穿孔板吸声结构它的共振频率f0可用下式计算：155第6章噪声污染及控制CP(6-17)f0LkD2式中：P—穿孔率，即穿孔面积占总面积的百分比；D—穿孔板后空气层厚度(m)；Lk—颈的有效长度(m)当穿孔孔径d>t，t为板厚(m)时，Lk由下式求得：Lk=t+0.8d(6-18)当空腔内壁贴吸声资料时：Lk=t+1.2d(6-19)穿孔板吸声结构的吸声系数可由实验测得，当>0.5时，吸声结构的频带宽度f为：f4f0D(6-20)0式中：0—共振波长(m)。

式(6-20)和实验研究结果说明，当穿孔率一准时，穿孔板吸声结构的吸声系数和吸声频带宽度f与颈的有效长度Lk有关：Lk越小，和f数值越大，而Lk又与板厚t和孔径d有关，t和d越小，Lk也越小所以，最近几年来有人研究出一种新式的吸声结构，即微穿孔板吸声结构它是在厚度小于1mm的薄金属板上边钻孔径小于1mm的微孔，穿孔率1~5%，后边留必定厚度空气层，其吸声系数大，吸声频带宽，远优于穿孔板吸声结构因为它使用金属板，特别合用于高温、高速和湿润条件下的吸声办理空间吸声体前面介绍的吸声资料或吸声结构一般安装在墙面或屋顶上，只有一个表面起吸声作用，吸声系数均小于1假如把它们单独一块块地吊在天花板上或悬挂在墙上，则声波既可以被向着声源的一面汲取，因为绕射和墙面的反射作用，还可被背着声源的一面汲取，有效扩大了汲取面积这种吸声结构叫空间吸声体实考据明，空间吸声体悬挂的面积取房间天花板面积的35~40%(或房间内表面的20%)为最正确，过大、过小吸声成效不明显悬挂的高度以房间净空的1/7~1/5为好空间吸声体可以依据需要作成各种形状和尺寸一般是在钢制或木制的框架内填进吸声资料(如超细玻璃棉、泡沫塑料、矿棉等)，再用塑料纱、玻璃纤维布、金属丝网或穿孔板罩面。

2.隔声(soundisolation)用障蔽物使入射声反射而间隔声波的流传，或许用围护结构把噪声控制在必定范围内，这种方法叫做隔声隔声罩和屏障是工厂控制噪声的最有效的方法之一隔声办理可分为空气声的间隔和固。