噪声讲稿声波性质课件

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,*,噪声污染控制及技术,第,一,章,第,一,章 声波的基本性质及其传播特性,一、声波的产生及其描述方法,1,、,声波,声波是介质的机械性质的波动。,声源的振动,弹性媒介,振动,声波,空气、固体、液体,2,、声场,声波波及的空间，称为声场。,3,、声压定义,声压是声波在传播过程中使空气压强产生起伏变化，用,p,表示，,它是与空气的静态压强,P,0,之差。,p=P-P,0,称做声压。声压单位：Pa（帕）,波动方程：,式中：,P,0,声压幅值；,0,初相位角,可听声压,210,5,P,a,二、,声波的几个物理量,1,、声阻抗，,空气密度，,Kg/m,3,也叫声特性阻抗，单位是瑞利或,P,a,m/s,在常温下，,t,0,C=20,0,C,时，,C=344 m/s,时，,=415,瑞利。,2,、声速,声波传播的速度,用,C,（,m/s,）表示。,C=331.4+0.61t,0,C,当,t,0,C=20,0,C,时，,C=344 m/s,声速还可以用下式计算：,C=f,声速与,波长,、,频率,的关系,声波波长，,m,f,频率，,Hz,声速与,波长,、,频率,的关系,可以写成：,=C/f,f=C/,（,1,）,听力的频率范围：,20 H,Z,20 KH,Z,频率的划分：,低频；,300H,Z,以下。中频；,300800H,Z,高频；,800,以上,频与频谱,3,、声音的频率与频谱,倍频程中心频率：,（,10,个）,31.5 63 125 250 500 1K 2K 4K 8K 16K,中心频率,f,0,=,（,f,2,/f,1,）,0.5,f,0,中心频率（,Hz,）,f,2,，,f,1,相邻的两个频率,（,Hz,）,中心频率,频谱：,与各频率成分对应的能量分布,关系,频谱举例,1,、垂直入射,声压反射系数：,三、声波的反射、透射、折射和 衍射,其中,r,P,=P,r,/P,i,Pi,入射声压；,Pr,反射声压,讨论：,当,C,2,C,1,时，,r,P,=1,；相位相同,P,r,=P,i,，,在界面处,P=2 P,i,，形成驻波。,几乎没有声波透射到介质,2,中。,声压反射系数,：,当C1C2时，,r,P,=1，相位相反Pr=Pi,在界面处P=0，形成驻波；此种情况，仍然没有声波透射现象。,2,、声波斜入射,2,、声波的折射（斜入射）,当,c,1,c,2,时，折射线折向分界面法线,折射角,1,当,c,2,c,1,时，折射线折离分界面法线,折射角,2,3,、声波的衍射（绕射）,声波在传播过程中遇到障碍物时，能够绕射障碍物边缘前进引起声波传播方向的改变。在障碍物后面形成声影区。,低频绕射的情况,高频绕射的情况,四、声波的表示方法,五、声波折射原理的应用,大气风速梯度的影响,声影区,声波由声速大的方向向声速小的方向折射,在上风方向（右边），下边声速大于上边声速，,因此，声线向上弯曲。,在下风方向（左边），,下边声速小于上边声速，,因此，声线向下弯曲。,六、声压级，声功率级，声强级,1,、声压与声压级,L,P,=10Log,（,dB,）,式中：,P,0,=210,5,P,a,，基准声压，,是人耳听到的最低,声压。,2,、声功率与声功率级,2.1,声功率，,W,（瓦）,W=,I*4r,2.2,声功率级,L,W,=10Log,（,dB,）,式中：W,0,=10,W(瓦)，基准声功率。,-12,2,（在自由空间）,对于给定的声源，其声功率是不变的,I=W/S,L,I,=10Log,（,dB,）,式中：,I,0,=10,-12,W/m,2,(,瓦,/,米,2,),，基准声强。,可以证明：,L,P,=L,I,2.3,声强与声强级,七、声压级的叠加（合成）,7.1,声压的叠加：,对于任意的不相干波，叠加后总声压有如下关系：,=,+,总声压的平方等于各声压有效值的平方和。,7.2,级的叠加,(,声级合成,),级的叠加也叫声级的合成，分贝相加。,Lp1,Lp2,两个,声压级,对于两个声波的声级合成时：,L,PT,=L,P1,+L,L,通过查表或查曲线得到。,L,pT,10lg,（,p,T,2,/p,o,2,）,10lg,（,10,0.1,Lp1,+10,0.1,Lp2,）,声级的合成,/dB,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,L/dB,3.0 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4,L,表,举例,例,1,：车间里鼓风机噪声,80 dB,，水泵噪声,78 dB,，压缩机噪声,74 dB,，求合成噪声。,差值,2 dB,80 dB+78 dB 80+2.1=82.1 dB,L=2.1 dB,差值,8.1 dB,82.1 dB+74 dB 82.1+0.6=82.7 dB,L=0.6 dB,合成结果,82.7dB,合成结果,82.1dB,结论,（,1,）两个声源相差,10 dB,以上，较小的一个可以忽略，若得到明显的降噪效果，必须治理最大的噪声源。,（,2,）当有多个声源相差不到,10 dB,（几个,dB,）时，仅仅消除其中,23,个声源，降噪效果不会明显。,分贝相减,分贝相减常常用于本底修正。,L,pS,10lg（10,0.1,LpT,-10,0.1,LpB,）,LpT,LpB,LpS分别为总噪声，本底噪声，声源噪声。,本底修正值：dB,L,PT,L,PB,10 6-9 4-5 3 3,L 0 -1 -2 -3,待定,例,题,沈阳某药厂有空调风机,5,台，放置于楼顶，经现场实测,A,声级，,1,#,风机单独开为,67dB,，,1,#,和,2,#,风机同时开为,68.5dB,，,4,#,和,5,#,风机同时开为,59.5dB,，,2,#,和,4,#,风机同时开为,63.6 dB,，,3,#,、,4,#,和,5,#,三台风机同时开为,60.5dB,，试根据实测数据，计算各声源单独使用时噪声大小？,5,台风机同时开时噪声多少,dB,？（本底忽略不计）,答：,1,#,风机,:,67 dB,。,2,#,风机,:,68.5dB,-,67dB,（分贝相减）,=,63 dB,。,3,#,风机,:,60.5dB,59.5dB =,53.5dB,。,4,#,风机,:,63.6 dB,63 dB,=,55 dB,。,5,#,风机,:,59.5dB,55 dB,=,57.6 dB,。,5,台风机同时开,(5,台风机,噪声合成,),=,69.1dB,。,计算题,一机器开动前测出环境噪声为,72dB,，开动后总噪声为,78dB,，问机器本身的噪声是多少,?,练习题,1.,噪声的声压分别为,2.97Pa,，,0.332Pa,，,0.07Pa,，,2.7,10,-5,Pa,，它们的声压级各是多少？,2.,三个声音各自在空间某点的声压级为,70dB,、,75dB,、,65dB,，求该点的总声压级。,3.,在车间内测量机器的噪声，机器运转时噪声是,87dB,，机器停止时噪声是,79dB,，求被测机器的噪声级。,八、声波在传播中的衰减,8.1,距离衰减（扩散衰减，传播衰减）,1,、,点声源,声源尺寸比辐射声波波长小得多时，其大小和形状,可视为,一点。,或,与传播距,离相比声源很,小时，可视为一点。,点声源声压级计算,：,在自由空间：,L,P,=L,W,20 Log r11,在半自由空间：,L,P,=L,W,20 Log r8,自由空间,-,声源放在空中半自由空间,-,声源放在地面上,点声源距离衰减计算,点声源距离衰减,L,P,：,L,P,=20 Log r,/,r,r,计算点与点声源距离，,m,0,r,参考,点,与点声源距离，m,0,利用,声级衰减与,合成原理控制噪声,实例,90-20=70,（,90 dB,的风机对计算点的影响，以下类此）；,81-21=60,；,76-23.5=52.5,；,80-26=54,；,75-22=53,。,设本底值为,57 dB,；则降噪量分别为,70-57=13dB,，,60-57=3dB,。,其余噪声比本底值低（可以暂不管）。,20 Log10=20,20 Log11=21,20 Log15=23.5,20 Log20=26,20 Log13=22,计算衰减量：,计算贡献值：,2,、线声源,线声源,：车辆流，火车，管道等长的声源。,线声源声压级,L,P,=L,W,10 Log r8,线声源距离衰减公式：,L,P,=10 Log r,/,r,0,3,、面声源距离衰减（高,a,，长,b,）,当,ra/,时，,L,r,=0,不衰减。,当,a/rb/,时，按点声源,计算。,ra/,a/rb/,利用声级衰减与合成原理控制噪声,本底值,55dB,测点计算值,55,dB,测点实测值,60,dB,实例,为什么实测值（,60,dB,）与计算值（,55,dB,）不相符？,L,P,=20 Log r,=20 Log18.4=25,dB,（进气口噪声的衰减量是,25,dB,）,80 25=55,（进气口噪声对测点的影响）,55,dB,+55,dB,=58dB,；（进气口噪声与本底值合成）,55,dB,+58,dB,=60dB,（总合成）,空气传声,声波直接通过空气传播（以空气为介质传播）；,固体传声,振动通过固体传递再通过固体产生二次辐射噪声。,固体传声特点：衰减很慢，可以传递较远距离,。,九、空气传声与固体传声,完,