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1、内 容,水污染控制 大气污染控制 噪声控制 固体废弃物处理与处置,内容组成,绪论 声学的基础知识 噪声的评价和测量 噪声控制技术,绪 论,噪声的定义 噪声的类型 噪声污染的特点 噪声的危害 噪声控制基本途径,一、噪声的定义,最早的噪声定义: 出自说文和玉篇,“扰也,群呼烦扰也” 物理学观点: 噪声是指各种频率和声强杂乱无序组合的声音。 心理学观点: 凡是人们不需要的声音都称之为噪声。 医学观点: 医学上认为超过60分贝的声音是噪声。,二、噪声的类型,按噪声的影响分: 过响声、妨碍声、不愉快声、无影响声 按噪声的来源分: 交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声、城市环境噪声 按噪声的产生机理分: 机械
2、噪声、气流噪声、电磁噪声,三、噪声污染的特点,感觉公害 具局限性和分散性公害 具有能量性(不具累积性) 具有危害潜伏性 具有波动性和难避性,四、噪声的危害,1、噪声对听力的影响 听力损失:国际标准化组织规定,是用500、1000和2000Hz 的听力损失的平均值来表示。,1、噪声对听力的影响,听力损失用听力阈级来衡量的。 听力阈级:是指耳朵可以觉察到的纯音声压级。 总结噪声对听力的影响: 声疲劳(暂时性听力阈移TTS) 噪声性耳聋(永久性听力阈移PTS) 暴振性耳聋(急性噪声性耳聋、永久性听力损失) 与噪声性听力损有关的因素: 噪声的强度、频率、接触时间。,噪声的危害,1、噪声对听力的影响,噪
3、声的危害,1、噪声对听力的影响 2、伤害视觉功能 3、影响正常交流、工作和休息。 4、对儿童的智力发育造成影响 5、噪声损害设备和建筑物,三、噪声的危害,噪声公害事件,1960年11月,日本广岛市一男子因不堪忍受工厂噪声折磨刺杀工厂主。 1961年7月,日本东京青年因不堪忍受客货车的噪声自杀身亡。 1981年,在美国的现代派露天音乐会。 华盛顿时间 1991年4月12日上午11点半,美国南部的迈阿密商业机场上的恐怖试验 。,各种声音的分贝数及其危害,五、噪声控制基本途径,环境噪声污染的主要环节,声源,传播途径,接收器,抑制 噪声源,控制 传播途径,保护 接收器,在声源处抑制噪声 选用发声小的材
4、料制造机件 改革设备结构 改革传动装置,噪声控制技术手段一,在声传播途径中的控制 闹静分开 利用声源的指向性降低噪声 利用地形地物降噪 绿化降噪 利用声学控制手段降噪,噪声控制技术手段二,噪声控制技术手段三,接收器的保护措施 耳塞 防声棉 耳罩、头盔 隔声岗亭,内容组成,绪论 声学的基础知识 噪声的评价和测量 噪声控制技术,声学基础知识,声音的产生和传播 声波的描述 声波的传播特性 声源的辐射特性,一、声音的产生和传播,声波:依靠介质质点的震动向外传播。 (声能向前推进着的空气振动) 声场:有声波传播的空间叫声场。 声音传播的实质: 是指物体振动形式的传播(声振动的传播)。,声学基础知识,二、
5、声波的描述,描述声波的基本物理量 声音的物理量度,声学基础知识,1、描述声波的基本物理量,周期(T): 质点振动每往复一次所需要的时间(s)。 声波频率(f): 一秒钟内媒质质点振动的次数 (Hz)。,声学基础知识-声波的描述,1、描述声波的基本物理量,根据声波频率范围给出声音的定义,声学基础知识-声波的描述,1、描述声波的基本物理量,波长: 声波两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离(声源每振动一次,声波的传播距离。) 声速:振动在媒质中传播的速度。 不是质点的速度,媒质特性的函数,取决于该媒质的弹性和密 度,声速会随环境的温度有一些变化。,声学基础知识-声波的描述,1、描述声波的基本物理量,
6、21.1 时声速近似值(m/s),空气,声学基础知识-声波的描述,二、声波的描述,描述声波的基本物理量 声音的物理量度,声学基础知识,声压与声压级 声强与声强级 声功率与声功率级 声能密度 频程和频谱,2、声波的物理量度,声学基础知识-声波的描述,2、声波的物理量度,1)声压和声压级,静态压强,声学基础知识-声波的描述,1)声压和声压级,瞬时声压(P):某一瞬间的声压。 有效声压(pe): 在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求方均根值 即得有效声压。,声波的描述-声波的物理量度,1)声压和声压级,日常生活中声音的声压数据 (Pa),声波的描述-声波的物理量度,声压级: 该声音的声压与参考声压的比
7、值取以10为底的对数 再乘20。,1)声压和声压级,声压级单位:分贝。,声波的描述-声波的物理量度,例1 声压级Lp增加20倍分贝,求声压的变化量。 例2 当声压为原来声压的 (a)加倍;(c)十倍; (b)减半;(d)十分之一 时分别求声压级的变化。 例3 声压增加20%,求声压级Lp的变化量。,2)声强和声强级:,声强: 在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面积的 声能量,称为声音的强度。单位是瓦每平方米 。,媒质特性阻抗,声波的描述-声波的物理量度,声强级: 该声音的声强与参考声强的比值取以10为底的对数 再乘10,即:,2)声强和声强级:,声强级单位:分贝。,声波的描述-声波的物理量度
8、,声压级和声强级的关系:,声波的描述-声波的物理量度,3)声功率和声功率级,声功率: 声源在单位时间内辐射的总能量,单位是瓦。 意义: 声功率是衡量声源声能量输出大小的基本物理量; 声功率可用于鉴定各种声源。,声波的描述-声波的物理量度,声功率与声强的关系,球面辐射时:,波阵面面积,声波的描述-声波的物理量度,3)声功率和声功率级,声功率级单位:分贝。,声功率级 该声音的声功率与参考声功率的比值取以10为底的对数再乘10,即:,声波的描述-声波的物理量度,声功率级声压级(声强级)的关系:,声波的描述-声波的物理量度,例4 测得离点声源较远的5米处的声压级为75dB, 求该声源的声功率W。 例5
9、 已知大功率小型鼓风机的声功率为140dB, 设测点离鼓风机距离远大于声波波长,鼓风机 可视为点声源,求离鼓风机分别为5m、10m 和100m远处的声压级。,声波的描述-声波的物理量度,4)声能密度,定义: 声场中单位体积媒质所含有的声能量。 对于在自由空间内传播的平面声波而言:,声波的描述-声波的物理量度,5)频程和频谱:,频谱图:以频率为横轴,以声压为纵轴,绘出的图。,声波的描述-声波的物理量度,5)频程和频谱:,频程: 为方便起见,通常将宽广的音频变化范围划分为若干 个较小的频段,称为频段或频程。,声波的描述-声波的物理量度,声学基础知识,声音的产生和传播 声波的描述 声波的传播特性 声
10、源的辐射特性,三、声波的传播特性,声波的反射、透射、折射 声波在传播中的衰减,1、声波的反射、透射、折射,1、声波的反射、透射、折射,a,声波的反射定律与折射定律 入射声波、反射声波与折射声波的传播方向应该满足Snell定律:,a.反射定律:,b.折射定律:,与折射定律有关的讨论: 为什么声音在晚上要比晴朗的白天传播的远一点?,与折射定律有关的讨论: 为什么逆风传播的声音难以听清?,三、声波的传播特性,声波的反射、透射、折射 声波在传播中的衰减,2、声波在传播中的衰减,扩散引起的衰减(Ad) 空气吸收引起的附加衰减 (Aa) 地面吸收的附加衰减(Ag) 声屏障衰减(Ab) 气象条件的影响(Am
11、 ),声学基础知识,声音的产生和传播 声波的描述 声波的传播特性 声源的辐射特性,四、声源的辐射特性,声源的指向性:随方向分布的不均匀性(噪声源辐射强度分布情况)。 指向性因数:,所有方向上的平均声强,某一方向上得声强,声源的指向性与声源的尺寸有关。 声源的尺寸大小与波长之比愈大,指向性就愈强。 声源的指向性与频率相关。 频率愈高指向性愈强。,内容组成,绪论 声学的基础知识 噪声的评价和测量 噪声控制技术,噪声的评价量,响度和响度级 计权声级 累计百分数声级 反映噪声对语言交流干扰程度的量 针对室内噪声的评价量 与烦恼程度有关的评价量 噪声冲击指数,1、响度和响度级,实验1: 同为60分贝的两
12、个纯音:一个频率为100赫兹,另一个为1000赫兹,两个声音先后发出。 实验2: 先后发出一个67分贝,100赫兹的纯音;另一个60分贝,1000赫兹的纯音。,噪声的评价量,1、响度和响度级,响度级 LN : 当某一频率的纯音与1000Hz的纯音听起来同样响时,这时1000Hz纯音的声压级就定义为该声音的响度级。单位为方(phon)。 等响曲线: 对各个频率的声音作试听比较,得到达到同样响度级时频率与声压级的关系曲线。,噪声的评价量,等响曲线,1、响度和响度级,响度 N : 正常听者判断一个声音比响度级为40 phon参考 声强响的倍数,规定为响度级为40 phon时响度 为1sone。单位是
13、“宋” (sone)。 响度是与主观轻响程度成正比的参量。 响度与响度级的关系:,噪声的评价量,2、计权声级,噪声的评价量,2、计权声级,计权网络: -是近似以人耳对纯音的响度即频率特性而设计 -国际电工委员会规定了四种计权网络: A、B、C、D,噪声的评价量,级的叠加(公式法),表示为声压级,当n个声源时,例6 测量某机器发出的噪声,各频带的声压级数据如表中所列,测量时采取包络面测量方法,包络面面积为 ,求声源的总声功率级。 频带中心频率(HZ) 63 125 250 500 1K 2K 4K 8K 测量声压级 (dB) 83.2 88.6 85.5 85.0 81.9 78.0 73.0
14、72.4,等效连续A声级,定义: 等效于在相同的时间间隔T内与不稳定噪声能量相等的连续稳定噪声的A声级。,噪声的评价量,等效连续A声级,测量值是非连续离散值,在等时间间隔采样下:,噪声的评价量,例题,某人一天工作8小时,其中4小时在90(dBA)的噪声下工作, 3小时在85(dBA)的噪声下工作,1小时在80(dBA)的噪声下工作。 计算等效连续声级。,噪声的评价量,噪声的测量仪器-声级计,声级计,声级计方框图,防风罩:避免风噪声的影响; 鼻形锥:降低气流扰动的影响; 延长电缆:精密度要求高,测量和人相距 较远。,主要附件,频谱分析仪和滤波器,内容组成,绪论 声学的基础知识 噪声的评价和标准
15、噪声的测试与监测 噪声控制技术 吸声、隔声、消声、隔振,1、吸声机理,吸声:声波通过媒质或入射到媒质分界面上时声 能的减少过程。 主要是粘滞性和内摩擦的作用。 媒质质点的振动速度各处不同速度梯度使相邻质点间产生相互作用的粘滞力或内摩擦力对质点运动起阻碍作用。声能热能 其次是热传导效应 媒质质点疏密程度各不相同各处媒质温度也不相同温度梯度相邻质点间产生了热量传递。声能热能,3、表示材料吸声性能的量,吸声系数,吸声量,多孔性吸声材料,共振 吸声 结构,空间吸声体,吸声尖劈,表示材料隔声性能的量,透声系数:,隔声量 (透射损失、传声损失),隔声技术,噪声碰到屏障时的声能分,隔声罩主要结构形式,局 部
16、 开 敞 型,固 定 密 封 型,通 风 散 热 型,活 动 密 封 型,隔声间,隔声门,隔声窗,隔声屏,隔声屏障的基本形式,吸声与隔声的主要区别,两者降噪机理及作用完全不同。 吸声减弱声反射、主要吸收混响声 隔声减弱声透射、主要遮挡直达声 两者降噪措施的着眼点不同。 吸声甲侧Wr的大小 隔声乙侧Wt的多少 两者所用的材料不同。 吸声多用轻而疏松的材料 隔声则选用重而密实的材料,甲侧,乙侧,吸声,隔声,消声器,阻性消声器亦称吸收消声器(absorptivemuffler) 原理:利用吸声材料的吸声作用,使沿通道传播的噪声 不断被吸收而逐渐衰减的装置。 优点:在较宽的中、高频范围内消声,特别是对
17、刺 耳的高频声消声效果明显。 缺点: 在高温、速、含水蒸汽、尘、油以及对吸声材料有腐蚀性的气体中寿命短,消声效果差; 对低频噪声消声效果不理想。,消声器,抗性消声器亦称反应消声器(reactive muffler) 由声抗性元件组成的消声器。 声抗性元件:对声压、声振速变化起反抗作用的元件, 它们不消耗声能,但可贮蓄与反射声能。 原理:在管道上连接截面突变的管段或旁接共振腔,利用声阻抗失配,使某些频率的声波在声阻抗突变的界面处发生反射、干涉等现象,从而达到消声的目的。 优点: 不需要使用多孔吸声材料,耐高温、抗潮,流速较大,洁净要求较高的条件有优势。 对低频噪声有较好的效果。,1、插入损失,系统中插入消声器前后在系统外某点测得的声压级差。,3、减噪量 消声器进口端面测得的平均声压级与出口端测得的平均声压级差。,4、衰减量 消声器内部两点之间的声压级的差值dB/m。,消声器性能评价-声学性能,消声器进口端声功率级与出口端声功率级之差。,2、传声损失,消声器性能要求及评价-声学性能,插入损失 减噪量,传声损失 衰减量,不只是消声器 本身性能,消声器本身性能,消声量:插入损失、传声损失、减噪量、衰减量,圆筒形消音器,方形消音器,方形消音器(带接头),
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