噪声控制原理1

第二讲噪声控制原理Zhejiang University1.噪声控制基本原理声学系统声源一传播途径- 接收器控制噪声的措施(1) 在声源处抑制噪声(2) 在声传播途径中控制噪声(3) 接收器上加载保护措施隔离噪声噪声控制的一般原贝!j科学性先进性 经济性噪声控制的基本程序声源分布、频率特性、时变特性传播途径有空气声、固体声危害状况、本底噪声、允许标准总降噪量，声源、途径降噪量声源控制、途径控制声质量评价，经济性、适应性评 价ISJOAIUH 6ueireqz3媲机械噪声噪声源按其产生的机理可以分为机械 噪声、空气动力性噪声和电磁噪声。按不同的激励情形，机械声源可分为 稳态振动声源和瞬态冲击性声源O振动体的声辐射稳态振动机械部件辐若的功率:w = PyS O：%上0和C为空气的密度和声速，S为辐射面的面 积，为辐射面法向振动速度的平方对时间及振动 H面的平均值，为辐射效率。册权的声功率级Lwa = 10 lg S + 10 lg + 10 lg Abd + const为A计权函数在该振动频率上的值脉动与往复振动体的辐射效率脉动球辐射效率” _ （亿）2如1+鮒。）2Q为角频率，心为脉动球半径k=aVc=2ML 为波数。往复振动球的辐射效率b _ （好o）4ml4 + （好）40板状机械部件的辐射效率（各板均沿板边简单支撑）17毫米厚板 与矩形板的 辐射效率梁与管状机械部件的辐射效率声效率因数 r/ -W / coEW为辐射的声功率，e为角频率，E 为总的振动能量声波的波数他二血仇为梁或管上弯曲波的波数。与为椭圆截面的两半轴长。与为中空管的两内半轴长。IO40. 010.1 1 10 100 山X鼎面周长O 2 S11010 、tli丄)VA椭圆、矩形及其它形状截面的梁或管的声效率因数00. 1) PmaxU辐射的声能归一化毋为辐射的声能。无量纲的撞击持续时间Vf0.7o.759 1)辐射的加速度噪声能量Ea乩=:PoVvo2自鸣噪声：受撞击物体振动面辐射的噪声。能量计算QoCSbmax0；）ck在频域中进行积分匕2）为儿”）的傅里叶变换。机械噪声控制的基本方法消除或减小引起振动的激励力；使激励力的频率不要接近机器的共振频率；调整或降低机 械部件对外激发产生的响应；采用具有较高内 耗系数的材料制作机械设备中噪声较大的另部 件，或在振动部件的表面上附加外阻尼，降低其声辐射效率；避免运动部件的冲击和碰撞， 降低撞击部件之间的撞击力和速度，延长撞击 部件之间的撞击时间。Zhejiang University3.气流噪声源单极子波动方程护（中）1护（少）_ dr2 c2 dt2若球面作简谐振动rp - A cos（ cot _ kx + 甲、）Ap - 一cos( cot - kx +A为与小球表面振幅及其面积有关的量。声强1 r t1 A2I pu At -T J 02 p()cru=p/pc为质点的振动速度。辐射的声功率 W = 4r2/ = 2乃mPoc假设喷注的喷口直径为，气流速度为e, 喷注密度为Q脉动球的半径为2p2v4DPqcPoM二e/c称为马赫数。偶极子定义：由两源强相同，相距Z (Z2), 位相差180。的单极子组成。辐射声功率:p-vbD p2v3D2M 3 Wd * =PocPo四极子声源辐射的总功率28八p v DPoc5p2v3D2M5Po三类基本声源辐射特性指向性辐射声功率 比例于声效率 比例于180。相位并单极子Op2v4D2PqcqP2vD2MdM偶极子QOpvbDPqCG p2v3D2M 3QoM3四极子p2v&D2Poco乍 3o5pPDMPQM5注：M=v/c称为马赫数2020环境压力仇喷注结构202003060。90120。与喷注形成的角度&150180O一2020喷注的湍流噪声湍流噪声功率p2vsD2W = Kv PocW是噪声功率；Ky为常数。对理想气体，能量守恒定律为1 2 r P 厂 Piv +=2 r - p r - pxPi是驻点压力，0是驻点喷注密度，p 是环境压力，尸是比热比。当流速Q小于声速时%是喷注的临界速度。喷注湍流噪声声功率的经验公式(P1 22(Pi 5po)Po喷注90。方向上，离喷口 lm处的声压级= 80 + 20 lg5+20 1gD（Pi 5p（）Po令&=1巾,为驻点压力与环境压力比L = 80 + 20 lg 尺二D + 20 lg 仝 卩R - 0.5DoD为喷口直径，以毫米计；D0=lmmo用喷注的压力表示的湍流速度01 Jl322 （p、_ #0）Vc 10 /（P -。山Po（阻塞前）Po （阻塞）为喷口压力。7ol_1ii川I i 11iii川 I I i iirm0 1 1 10 100fD G喷注湍流噪声的归一化功率谱干扰噪声相对谱级1 叫 Q c0y =W df 5D c旄喷注的总声功率，作是频率缪下的声功率,疑喷注局部声速，是喷口直径。功率谱曲线4y =7T噪声的A功率( 、tan x4n0斯托罗哈尔数130200090801300.61246驻压比R=pl1冲击噪声的抑制O 25 0.5 13510 2040频率/kHzHP、轉出殺冲击噪声受抑制前后噪声频谱的变化气流噪声控制的基本方法(1) 选择合适的空气动力机械设计参数, 减少气流脉动，减小周期性激发力；(2) 降低气流速度，减小气流压力突变, 以降低湍流噪声；(3) 降低高压气体排放压力和流速;安装合适的消声器。Zhejiang University4.噪声控制中的声源识别声源识别噪声源识别，确定出主要噪声源。识别方法:分别运转法、选择隔声法、频率 分析法、近场测量法、相关分析法、 相干分析法、传递函数法、声强测量法、声全息摄影法、声通道法等。分别运转法原理：？优点：简单易行，直观性强，不要求 采用先进设备与技术。缺点：机器是一个整体，相互之间有 影响；且费工费时，且有一定 的局限性。选择隔声法原理：？优点:只要覆盖严密，隔声较好，就能取得较高的精度；它不会产生由于某些零部件停止运转而带来的影响。缺点：仅适用于测量辐射中、高频声的声 源;测量费时多，声学环境要求 高，测试成本较高。择法的油面射选声得柴表辐果用隔测某机声结1/aFW1 Klillll一 卽rl鳖nrlpJ J. 4/ - J100908070100 8P总Q传声齡2 二4W|* 卞ri）以D 积分器R? E =討1(/)? (lsi (U)dcr注：人21表示机床噪声在总噪声中所作的相对贡献相干分析法常相干函数r小Ws3）s”,（_y）S、S 为 垃）、M）的自功率谱，S 为它们间的互功率谱。HP；物理意义：适用于单输入单输出系统，表示频率 /处，输出谱中有多少成份来自于输入谱。相干分析法重相干函数ry.x ( f )=SQ/) _ SJ/)-S昭/)Syy(f) SJ/)S(/)为 M)、-(”、r(f)引起的理想 输出谱之札s“(/)为剩余输出噪声谱。物理意义：适用于多输入、单输出，且各输 入彼此互不相关的系统，表示全部输入在输 出中具有多大的分量。输入与输出间的常相干函数q/2y：x (/) = 2 / 2/y (/) = 1i= 1偏相干函数/孙(1)!(/)=s“（/）s （/）输入在总输出中的贡献rz(/) =7 毎(1)!(/ )Syy (/_)!(/)Sf)物理意义：适用于多输入、单输出，各输入之间是 相关的系统，表示第，个输入对总输出所作 的贡献。睥爭車瀚嘉匕单猶$ISJOAIUH 6ueireqz3媲环境噪声源工业生产噪声建筑施工噪声 交通运输噪声 社会生活噪声工业噪声工业噪声在我国城市环境噪声构成中占有 相当的比例。工业噪声主要来自工厂生产车间动力、机 器设备等辐射的声能。生产设备噪声的大小与设备种类、功率、 型号、安装状况以及周围环境条件等有关。部分工厂车间的噪声级工厂（车间）噪声级dB工厂（车间）噪声级dB钢铁80-110铁道80 115石油80-110印刷70 90机械80-110食品70 90建工80115造纸80-90电子70 90发电85 110纺织80 105水泥80 115常见工业设备噪声范围跻痕动磨布风风压碎汽机动电泵床床轮铲设飞振球织鼓引空破蒸锻电发水车冲砂风声级范IM/dB10714093 13087 12896 13080 12675 11873 11685 11486 11389 11075 10771 10689 10391 9574 9891 10591 110靳机压板碎粉冻光锯压扬火伸纱r.tr.lr/;设轧冲剪粉磨冷抛锂挤卷退拉细木木木声级范围/dB91 11091 9591 9591 10591 9591 9596 10096 10096 10080 9091 10091 9591 9585 12093 10195 105注：表中声级为现场实测值,测点距设备外壳lm。交通噪声主要是机动车辆、飞机、火车和轮 船的噪声。地面运输噪声的来源主要是机动车 辆和火车，其中尤以机动车辆噪声对环 斑龛响叢大。声已期豔聶蹲飞机噪UJ欧洲机动车辆噪声限值（dB）实行时间小轿车载重车1976-1982年82911982-1988年80881988-1995年77841995年以后7480一些民用飞机的噪声值机种认证年代噪声级JEPNL)Boeing B707 3001960123DC-8-201960118Coronado CV9901964110Trident HS211965108Boeing B747-2001970105*DC10-10197199*MD80198093*Airbus A300 B2198188*Boeing B767-200R198591*Airbus A310-300198787*Airbus A320198884*注：*表示低于国际民航组织规定的最安静飞机级别标准建筑施工噪声机械名称距声源10m距声源30m声级范围平均声级范围平均打桩机93 11210584 10391地螺钻68 827557 7063钏枪85 989174 8680压缩机82 988873 8678破路机80 928574 8076注：表中声级为现场实测值。社会生活噪声社会生活噪声，是指人为活动所产生的除工业噪声、交通运输噪声和建筑 施工噪声之外的干扰周围生活环境的声 音。家庭用具噪声级（dB）用具名称声级范围用具名称声级范围洗衣机50 80缝纫机45 70除尘器60-80吹风机4575钢琴60 95窗式空调5065电视60-80食品搅拌机6575风扇40 60高压锅（吹气）5865电冰箱40 55脱排油烟机55 60城市环境噪声的控制行政管理措施规划性措施利用城市规划及管理方法控制交通噪声控制噪声方法居住远离交通干线和重型车辆通行道路按噪声功能区进行合理区划规划利用商店、公共活动场所做临街建筑、隔离噪声道路两侧采用专门设计的声屏障 减少交通流量减少车辆行驶速度减少车流量中重型车辆比例增加临街建筑的窗户隔声效果 临街建筑的房间合理规划禁止汽车使用喇叭实际效果距离增加一倍，噪声降小46dB510dB725dB520dB流量减一倍，噪声降35dB每减少10km/hr,噪声降23dB每减少10%,噪声降12dB520dB1020dB2 5dB