噪声和振动教育课件

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,噪声和振动PPT讲座,一基本特性,1,声波与声速,物体（固、液、气）的振动是声音的来源。振动在弹性介质中以波动的方式进行传播。,这种波称为,声波,。,（,振动挤压周围介质质点时密时疏，疏密过程从质点向前传播,）为,纵波,（,质点振动方向波的传播方向,）和,疏密波,。,声速,c,声波在一定介质中的传播速度,。,m/s,。,介质不同，,c,不同,。,0,，空气,c=331m/s,。氢气,c=1270m/s,；,20,，水，,c=1460m/s,。,频率,f,声波每秒振动次数,。,Hz,。,声频,：耳听声范围：,2020000Hz,。,波长,声波中两个相邻的密部或疏部之间的距离，,m,。空气，声频范围内，,1.72cm17.2m,周期,T,声波前进一个波长距离所需时间,。,则：,2,声压与声压级,声压,表示声音强弱的物理量,。,声压：,有声波时，介质中压力超过静压力的值（,p,），为声波动力,。,瞬时声压,某一瞬间所产生的,压力增值,。,大气：,p,（,t,）,P,（,t,）,P,0,声波中介质压力,大气压力,。,p,0,无声,。,有效声压,（,一般称为声压,）,瞬时声压在一段时间内的,均方根值,。,1atm=1.01310,5,Pa,听阀声压,正常人耳刚能听到的声音的声压：,。,（时）,基准,0dB,痛阀声压,正常人耳感到疼痛的声压。,120d,B,声压级,SPL,（,Sound Pressure Level,）,有效声压与听阀声压之比的对数的,20,倍,，单位为分贝,db,dB,（,decibel,）,一般：,听阀,0dB,，公共汽车内,80dB,，,讲演,90 dB,，痛阀,120dB,，,飞机喷口附近,150dB,。,3,声强与声强级,声强,垂直于声波传播方向,n,的单位面积上，单位时间内通过的平均,声能,。（,声音强弱,）,声强级,SIL,（,Sound Intensity Level,）,dB,基准,声强,I,0,10,12,w/m,2,对应,基准声压,p,0,210,5,Pa,4,声功率与声功率级,声功率,单位时间内声源发出的总声能。,声功率,（,w,）,是,恒量,，,声压,（,p,）,和,声强,（,In,）,在声场,不同地点有不同的值,，与,R,成反比，声功率级,SWL,（,Sound Level,）,dB,基准声功率,w,0,=10,-12,w,（,1m,2,的,I,，球半径,R=0.2821m,处）,5,响度，响度级，计权声级（,A,）,人耳对声音的感受不仅与,声压,有关，也与,频率,有关。,频率不同，感受不同，对,低频和较高频不敏感,。空压机,（高频）,和小汽车,（低频）,均为,90 dB,，听起来前者响得多。,测量仪器中，为了模拟人耳的听觉特性，设计计数网络,A,、,B,、,C,按接多的声间不同程度,滤波,。,A,网络将,大部分,低频,波滤掉,，与人耳对噪音的感觉一样。所以用,A,网络的,声级,A,表示,噪声大小,，称为分贝,A,，,dB,（,A,）。,不同子样的声级可以,运算,，,相加，相减，平均,。,P,212,213,或,（,8.9-8.13,）,。,响度级,Ln,将声压和频率联系起来的特性,，单位为,方（,phon,）,。,以,1KHz,纯音为,基准,，一个噪声和这个基准声一样响，则这个噪声的,响度级（,phon,）,就等于这个纯音的,（声压级（,dB,值,）,。,例：某噪声，听起来和声压级为,95dB,，,1KHz,的基音一样响，这个噪音的响度级为,95phon,。,所以，,响度级是人类主观感觉声音响的程度的指标,。得到等响曲线,。,响度,N,与响度级一一对应,，单位是宋,（,sone,）,；可以较,直观地表示声音的大小,，,即响度增减的百分数与人类主观感觉声音响的程度的变化较接近,。,当,L,N,40,，噪声响度级,Ln,每增加,10phon,，,N,增加一倍。与人类主观感觉更接近。,二声的传播与衰减,1,不计大气吸收的传播,测点距声源不同，声压级不同,。,（,1,）室内点声源,声压级：,Db 4,r,2,点源通过面积,Q,位置指向性因数,。,声源中央,，,Q,1,；,墙或地,通过,1,球面,，,Q,2,；,两墙与线,通过,1/4,球面,，,Q,4,；,三面交点,通过,1/8,球面,，,Q,8,r,离声源距离,m,。,R,房间常数 ，,吸声系数，,S,室内总面积,m,2,。,（,2,）,混响场,：,各点声压均匀，与,r,无关，,Q,0,（,3,）,自由场,：,无墙,，,R,，,Q,1,点声源，距离,r,增加一倍，声压级,L,P,减少,6dB,。,半自由场,：一面墙，,R,，,Q,2,线声源，传播通过面积为,2Lr,（柱面）,LP,减少,3dB,。减少量,Z0lgr 10lg,吸声系数,，声波传播墙影响。面声源，不衰减。,2,计及大气吸收,由于,空气的粘滞性和热传导,，,声能热能,。或被吸收，声压级,Lp,衰减，,其,附加衰减量 相对湿度,。,8.16/P214,三噪声危害,1,对听力影响,听觉器官损伤，刺耳、疼痛,、听力下降、耳鸣、出现听觉疲劳,。长期强噪声下，使暂性的听阀偏移不能恢复，产生,噪声性耳聋（,f=500,，,1000,，,2000Hz,，平均听力损失超过,25dB,）。,轻度耳聋：损失,：,1540dB,；,中度,：,4060dB,；,全耳聋,：,85dB,。,听力保护标准,：,8590dB,。,115dB,立即有耳聋危险。,120dB,痛阀声压,2,对睡眠、交谈和思考影响,睡眠：,影响数量和质量。,连续噪音,：,40dB 10,人的影响，,70dB 50,人影响,突然噪音：,40dB 10,人的惊醒，,60dB 70,人惊醒,交谈：,连续噪音,：,55dB,即多影响；,65dB,提高嗓门；,90dB,，无法交谈。,思考：,噪声使,工作效率下降，心情烦燥，反应迟钝，分散注意力，引起安全事故,。,3,对健康影响。,噪声作用于,中枢神经,，大脑皮层兴奋失调，,神经衰弱、消化不良、高血压、心脏病。,四噪声标准,1,工业企业噪声标准,劳保,8,h,工作，,85dB;,时间减半,，噪声加,3dB,；最高,115dB,。,2,城市区域环境噪声标准,（,GB3096,82,）,4570dB,。不同区域。,3,机动车辆允许噪声,（,GB1495,79,）,8289dB,，不同车辆。,第二节 吸声、隔声、消声,一吸声,声源辐射噪声，受声点除感受到由噪声源传来的,直达声,外，还可听到在坚硬平整壁面上有多次来回反射形成的,反射声,。,利用,多孔材料,或,吸声结构,可以,降低反射声,，使总噪音强度下降,。,1,多孔吸声材料,玻璃纤维、矿棉板、泡沫塑料，多孔陶瓷，膨胀珍珠岩,。（,绝热材料,）,吸声系数,合理增加,：,材料厚度，容重（,kg/m,3,），材料后面空腔厚度,可以增加低频吸声系数。,2,吸声结构,板材空腔,可用薄板（,金属、胶木、三合、塑料,）；或,薄板打孔矿棉,图,10-3,薄板共振吸声结构,薄板：,共振频率,穿孔板：,共振频率,m,板,密度,，,D,空腔厚,，,P,空孔率,，,c,声速。,在有,噪声源,的房间进行吸声处理，吸声系数增加,1,倍,，降低,3dB,，增加,10,倍，降低,10dB,。,在共振频率,f,0,附近时吸声系数,大，但吸声频带窄，所以加矿棉,。,二隔声,隔声量,：,面质量,M,2,单位面积质量,kg/m,2,。系数,即，,f,=c,时，,材料,面质量,增大一倍，,R,增大,6dB,。,R,由质量控质。,若,M,2,=c,入射频率,f,增大一倍，,R,增大,6dB,。隔高频。,原理：,声波透过一层具有不同特性阻抗的介质传播问题,。,z1=,ici,为,特性阻抗,。,隔声材料控制或减少向,介质,3,中的传播，有较大的,传递损失,LTL,（,dB,）,即,隔声量,R,（,dB,）,用密度大的板（,铅、钢、铝,）增大反射。,材料两边为,空气,，隔声量的理论计算式,遵循,质量定律,（,把隔声材料看成质量系统,）,实际，,隔声量,R,与材料的弹性与阻尼也有关系，,隔声量,R,与,f,的关系分作,4,个区域,。,隔声量与频率的关系可分为以下四个区,：（,有图,）,第一区：,弹性控制区。,第二区：,阻尼控制区，失效，发生,共振,，,R,。,有一,下限失效频率,f,mn,（,共振,）。,若,阻尼，阻止,R,。,第三区：,质量控制区，满足理论式。每倍频使,R6dB,。,第四区：,吻合效应区，,声波,使板产生吻合效应,，隔音效果有所下降。,有一,上限失效频率,（,临界吻合频率,）,f,c,。,所以，隔音设计,主要利用第三区,，,。,应用,：,隔声罩,。,把噪声源封闭起来。,（,1,）选择合适形状，体积小，用曲面体，刚度大。加筋 或涂贴阻尼层，防止共振和吻合效应。,机器，地基，罩相互之间采用隔振措施，以免噪声传递。,（,2,）罩内表面应当有较好的吸声的吸声性能，进行吸声处理。,钢板（,2mm,）沥青石棉（,7mm,）阻尼层超细玻璃棉（,50mm,）玻璃布钢板网（,25,穿孔率）,。,R,3545db,。,图,10-8,隔声构件的组成,三消声,气流通过时阻止声音传播，但允许气流通过。,消声评价：,插入损失,L,TL,：,接入消声器前后，在系统外测得声压级之差。,传递损失,L,TL,：,消声器,进出口声功率级差,dB,。,1,阻性消声器。,消高频,阻性元件：,声学系统中,能量损耗元件,。,原理：,利用附贴在气流管道上的多孔材料吸收声能,。,消声量,2,抗性消声器：,消低频,声抗性元件,：,对,声压和声速变化,起,反抗作用,，不消耗声能，但可反射，贮蓄声能,（,像电容、电感,）。,原理：,（,1,）利用管道截面突变（,声抗变化,）使声波向声源方向反射回去。（,扩张消声器,）,（,2,）,利用几个界面反射的,二次声波,与原来未反射的一次声波振幅相等，相位上相差,180,的奇数倍，从而互相干涉而抵消,。,扩张室消声器,消声量,（,圆频率,）,m,，,LTL,，,m=c,，选择波长，,使,sinKl,2,=1,，则,L,TL max,。,共振腔室消声器,消声频带较窄，共振频率附近消声量较大,贮蓄声能于共振腔室中,。适用单峰值频率，且峰值突出的,高噪音。,干涉型消声器,气流通过,主管和支管,，支管长度比主管长，,多出的长度正好,1,2,声波波长的奇倍数。,使,主、支管的声波干涉,，消声。,3,阻抗复合型消声器,（如内壁衬以多孔吸声材料的扩张室消声器）,阻、抗性元件组合,。,一般抗性在前，阻性在后,。,即先消,低频声,，后消,高频声,。,扩张室：,消声量,L,TL,=8.37,式,/P227,（,1,）小孔喷注,将一个喷注孔改用许多小孔喷注，,使噪声能量从低频移向人耳不敏感的高频范围，,使能听得到的低频声降低了。孔径,D,1mm,孔径或半，消声量增加,9dB(A),。,（,2,）节流降压,多级孔板串联,。,高压气体喷注的压力降散成多级小压力降,。,排气噪声声压级与压力降平方成正比,，压差减半，噪声降低,612dB,。,（,3,）多孔扩散,烧结金属和塑料,，多孔陶瓷，多层金属结网，围住排气管。,可以降压，吸声。,4,喷注耗散型消声器,用于控制喷注噪声，从,声源上,降低噪声。,第三节 机械设备噪声控制,一风机,1,机理。,（,空气动力性噪声,）,噪声源：进、出气口,。其次，,机壳、电动机、轴承,的,机械噪音及振动。,（,1,）旋转噪声：,旋转叶片打击空间某固定点的空气质点，引起空气的,压力脉动,，产生相应的,压强脉冲,，形成,噪声,。（,打击空气形成,）,（,2,）涡流噪声：,旋转叶片背后的气体,产生涡流,，产生及分裂成小涡流使空气发生扰动，形成,疏密波,。,2,控制措施,（,1,）合理设计。,（,2,）进出口装消声器。,（,3,）加隔声装置，把风机装在里面。,（,4,）设置隔振装置。,二压缩机,噪声源,：,进排