噪聲與振動(dòng)基礎(chǔ)書籍-資料

1、噪聲與振動(dòng)第一節(jié) 聲學(xué)基礎(chǔ)聲音（包括噪聲）的形成，必須具備三個(gè)要素，首先要有產(chǎn)生振動(dòng)的物體，即聲源，其次要有能夠傳播聲波的媒介，最后還要有聲的接受器，如人耳、傳聲器等。一、聲音的基本性質(zhì)聲音（sound）是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，而振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播形式就是聲波，處于一定頻率范圍內(nèi)（2020000Hz）的聲波作用于人耳就產(chǎn)生了聲音的感覺。當(dāng)人們用手撥動(dòng)琴弦，弦即振動(dòng)并同時(shí)發(fā)出聲音，這里琴弦的振動(dòng)是產(chǎn)生聲音的根源。通常我們把振動(dòng)發(fā)聲的物體，稱為聲源（sound source）。聲源不一定都是固體，液體和氣體的振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生聲音，如海上的浪濤聲和火車的汽笛聲。如果將一個(gè)發(fā)聲物體置于一個(gè)真空的罩子內(nèi)，聲

2、音則傳不出來，因此聲音的產(chǎn)生除了要有振動(dòng)的物體外，還必須要有傳播聲音的媒介物質(zhì)，它可以是空氣、水等流體也可以是鋼鐵、玻璃等固體。物體振動(dòng)是產(chǎn)生聲音的根源，但并不是物體產(chǎn)生震動(dòng)后一定會(huì)使人們得到聲音的感覺。因?yàn)槿硕芨杏X到的聲音頻率范圍只是在2020000Hz之間，這個(gè)頻率范圍的聲音稱可聽聲，頻率低于20Hz的聲音稱為次聲（infrasound），頻率高于20000Hz的聲音稱為超聲（ultrasound）。次聲和超聲對(duì)于人耳來說都是感覺不到的。描述聲音高低的物理量是頻率，描述聲音強(qiáng)弱的物理量有：聲壓、聲強(qiáng)、聲功率以及各自相應(yīng)的級(jí)，描述聲音大小的主觀評(píng)價(jià)量是響度、響度級(jí)。1 聲壓與聲壓級(jí)聲源的振

3、動(dòng)以聲波的形式在介質(zhì)中傳播，傳播所涉及的區(qū)域稱為聲場(chǎng)（sound field）。當(dāng)聲波在空氣中傳播時(shí)，聲場(chǎng)中某一點(diǎn)的空氣分子在其平衡位置沿著聲波前進(jìn)的方向發(fā)生前后振動(dòng)，使平衡位置處空氣的密度時(shí)疏時(shí)密，引起平衡位置處空氣的壓力相對(duì)于沒有聲音傳播時(shí)的靜壓發(fā)生變化。我們將該點(diǎn)空氣壓強(qiáng)相對(duì)于靜壓強(qiáng)的差值定義為該點(diǎn)的聲壓（sound pressure）。在連續(xù)介質(zhì)中，聲場(chǎng)中任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和壓強(qiáng)變化均可用聲壓表示。聲壓是用來度量聲音強(qiáng)弱的物理量。聲音通過空氣傳入人耳，引起耳內(nèi)鼓膜振動(dòng)，刺激聽覺神經(jīng)，產(chǎn)生聲音的感覺，聲壓越大，耳朵鼓膜受到的壓力越大，感覺到的聲音越強(qiáng)。因?yàn)槁暡ㄗ饔靡鹇晥?chǎng)中某點(diǎn)介質(zhì)壓縮或膨

4、脹，所以聲壓有正有負(fù)。聲壓可用瞬時(shí)聲壓和均方根聲壓（亦稱有效聲壓）表示。聲場(chǎng)介質(zhì)中某點(diǎn)在某瞬時(shí)相對(duì)于靜壓強(qiáng)的單位面積上的聲壓變化即瞬時(shí)聲壓（instantaneous sound pressure）；瞬時(shí)聲壓在某一時(shí)間周期內(nèi)的均方根值，即均方根聲壓(root mean square sound pressure)。按下式計(jì)算： （Pa） (10-1)公式中符號(hào)上部橫線表示對(duì)時(shí)間加權(quán)平均，而T是測(cè)量的時(shí)間周期。以下未注明的聲壓均指均方根聲壓。人耳剛能聽到的聲壓定義為聽閾聲壓，其值為2×105Pa，也稱基準(zhǔn)聲壓；使人耳感覺疼痛的聲壓定義為痛閾聲壓，其值為1 / 4620Pa，兩者之間相差

5、100萬(wàn)倍，一般聲音介于兩者之間。由于常用的聲音大小相差懸殊，為了度量與記錄，采用級(jí)的概念，即用聲壓的倍比關(guān)系的對(duì)數(shù)量來表示，單位為分貝( decibel，dB)，對(duì)于均方根聲壓為的聲波，其相應(yīng)的聲壓級(jí)（sound pressure level）為： （dB） （10-2）常見的聲壓級(jí)范圍如圖10-1所示。圖10-1 聲壓級(jí)的相對(duì)范圍2聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級(jí) 聲音在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)本身并不隨著聲波傳播出去，而只是在其平衡位置附近來回振動(dòng)，可見聲音的傳播實(shí)質(zhì)上是振動(dòng)的傳播，傳播出去的是物質(zhì)的能量，而非物質(zhì)本身。聲強(qiáng)(sound intensity) I定義為垂直于聲波傳播方向單位時(shí)間、單位面積上通過聲波

6、的平均聲能。I與聲功率W的關(guān)系為： （W/m2） （10-3）S指垂直于聲波傳播方向的面積。聲強(qiáng)以能量的方式來度量聲音的強(qiáng)弱，聲強(qiáng)越大，表示單位時(shí)間內(nèi)耳朵接受到的聲能越多，聲音就越強(qiáng)。在自由聲場(chǎng)中，任一方向上的的聲強(qiáng)為： （10-4）式中 介質(zhì)的密度，kg/m3；聲音在介質(zhì)中的速度，m/s。聲波在彈性介質(zhì)中傳播的速度稱為聲速。聲速隨彈性介質(zhì)溫度的上升而增加，在溫度為0的空氣中聲速為331.4m/s，聲音在空氣中傳播時(shí)，聲速與空氣溫度的關(guān)系為： (m/s) （10-5）式中 聲速，m/s；空氣溫度，。聲速在不同的介質(zhì)中也是不同的，在水中的聲速約為1450m/s；在鋼鐵中約為5000m/s；在玻璃

7、中約為50006000m/s；在磚墻中約為2000m/s。為使用方便，通常用聲強(qiáng)級(jí)（sound intensity level）LI代替聲強(qiáng)來描述聲音的強(qiáng)弱，其表達(dá)式為： （dB） （10-6）式中，為基準(zhǔn)聲強(qiáng)，對(duì)應(yīng)于氣溫為20時(shí)的基準(zhǔn)聲壓，由式（10-4）確定。3聲功率和聲功率級(jí)功定義為物體位移的距離與作用在位移方向上力的乘積，因此把聲波沿著聲波傳播的方向傳送能量即作功的速率定義為聲功率(sound power) W。聲功率是反映聲源特性的物理量，其大小反映聲源輻射聲能的本領(lǐng)。它與聲強(qiáng)I的關(guān)系為： (W) （10-7）式中 S 包圍聲源的封閉面積，m2。 聲功率級(jí)（sound power l

8、evel）LW的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： （dB） （10-8）式中，W為對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)聲強(qiáng)的基準(zhǔn)聲功率，。4 聲級(jí)的運(yùn)算 對(duì)于以分貝為單位的各種聲級(jí)的運(yùn)算可按下列公式進(jìn)行： （1）級(jí)的相加。設(shè)n個(gè)聲源產(chǎn)生的同名級(jí)(聲功率級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)或聲壓級(jí))分別為L(zhǎng)1，L2，Ln（dB），則合成的總聲級(jí)為： （dB） （10-9）（2）級(jí)的相減。若已知兩個(gè)聲源的聲級(jí)之和為L(zhǎng)，其中的一個(gè)聲級(jí)為L(zhǎng)l，則求另一個(gè)聲級(jí)L2可通過級(jí)的相減，即由下列式子算出： （dB） （10-10）式中，LL-L1（dB）。（3）級(jí)的平均。n個(gè)聲源所產(chǎn)生的聲級(jí)的平均值可按下式求出： （dB） （10-11）式中 Ln個(gè)聲源的聲級(jí)(同名聲級(jí))之和，由

9、式(10-9)算出。例如在計(jì)算一聲源的等效（連續(xù)）A聲級(jí)LAeq時(shí)就要用到級(jí)的平均公式，譬如對(duì)該聲源采取采樣測(cè)量，且采樣的時(shí)間間隔相同，共采樣n次，相應(yīng)的A聲級(jí)分別為L(zhǎng)l，L2，Ln ，則可按下式計(jì)算出該聲源的等效A聲級(jí)： （dBA） （10-12）二、聲音的傳播與衰減聲波作為機(jī)械波的一種，具有波在傳播中的一切特性。當(dāng)聲波在前進(jìn)過程中，遇到尺寸比其波長(zhǎng)大得多的障礙物時(shí)，就會(huì)發(fā)生反射（reflection）；當(dāng)遇到尺寸較小的障礙物或孔隙時(shí)，就會(huì)發(fā)生衍射（diffraction，舊稱“繞射”），由于衍射現(xiàn)象同障礙物尺寸與聲波波長(zhǎng)的比值有關(guān)，低頻噪聲更容易發(fā)生衍射；當(dāng)兩個(gè)或數(shù)個(gè)聲波在傳播過程中相遇，

10、其振幅會(huì)疊加或削弱，這種現(xiàn)象叫做干涉（interference）。另外，還有聲音的共鳴現(xiàn)象和掩蔽效應(yīng)，等等。由于噪聲在傳播中要不斷地被衰減，因此離噪聲源近，噪聲大些；離噪聲源遠(yuǎn)，噪聲就小。噪聲衰減的原因主要：當(dāng)聲波從聲源向四面八方輻射時(shí)，波前的面積隨傳播距離的增加而不斷擴(kuò)大，聲波被擴(kuò)散，通過單位面積上的聲能相應(yīng)減少；由于傳播媒質(zhì)的粘滯性、熱傳導(dǎo)和分子馳豫過程等原因，聲波被吸收，這兩點(diǎn)均使聲波在傳播過程中聲能不斷地被轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，從而導(dǎo)致聲強(qiáng)不斷衰減。下面主要分兩種情況討論。1 不計(jì)空氣吸收的聲傳播與衰減聲源類型分點(diǎn)聲源、線聲源和面聲源。聲源類型不同，所發(fā)出的聲波波陣面形狀也不同。聲波在

11、空間的分布，叫做聲場(chǎng)。若聲源處于自由空間，即沒有任何反射面，則其聲場(chǎng)稱為自由聲場(chǎng)（free field）；若聲源處于高度反射空間，例如一間墻壁、天花板和地板都是鋼板的房間，則形成的聲場(chǎng)稱為混響場(chǎng)或回聲場(chǎng)（reverberant field）。當(dāng)不計(jì)空氣吸收時(shí)，點(diǎn)聲源發(fā)出的聲波，其測(cè)點(diǎn)聲壓級(jí)隨測(cè)點(diǎn)距聲源的距離變化為： （dB） （10-13）式中 考慮點(diǎn)聲源在室內(nèi)位置的指向性因子；測(cè)點(diǎn)離開聲源的距離，m；房間常數(shù)，m2；室內(nèi)平均吸聲系數(shù)；室內(nèi)總表面積，m2。（1）當(dāng)聲源在房間中央時(shí)Q1；在一面墻或地面上時(shí)Q2；在兩墻交線處Q4；在三墻交點(diǎn)處Q8。（2）在混響場(chǎng)的情況下，各點(diǎn)聲壓均勻，即與距離無(wú)關(guān)

12、，此時(shí)Q0。（3）在自由場(chǎng)情況下，R，Q1；在半自由場(chǎng)的情況下，R，Q2。因此，由式（10-13）可得，點(diǎn)聲源在自由場(chǎng)中聲壓級(jí)隨測(cè)點(diǎn)距聲源距離的變化為： （dB） （10-14）由式（10-14）知，若在距聲源r1處的聲壓級(jí)為L(zhǎng)1時(shí)，則在距聲源r2處的聲壓級(jí)為L(zhǎng)2可用下式計(jì)算： （dB） （10-15）即當(dāng)測(cè)點(diǎn)距聲源距離加倍時(shí)，其聲壓級(jí)則衰減6dB。對(duì)于在自由聲場(chǎng)中的一個(gè)長(zhǎng)度為的線聲源，例如馬路上接連不斷地行駛著的車輛流噪聲，它所發(fā)出的聲波為柱面波，其聲壓級(jí)隨距離的衰減可用下式計(jì)算，當(dāng)rl/時(shí)： （dB） （10-16）即當(dāng)測(cè)點(diǎn)距聲源距離加倍時(shí)，其聲壓級(jí)則衰減3dB。rl/時(shí)，此時(shí)線聲源可按點(diǎn)

13、聲源考慮，用式（10-15）計(jì)算。對(duì)于在自由聲場(chǎng)中的一個(gè)長(zhǎng)方形的面聲源，設(shè)兩個(gè)邊長(zhǎng)為a、b（ab），則其聲壓級(jí)隨離的衰減可按以下三種情況考慮：當(dāng)ra/時(shí)，衰減值為0dB；當(dāng)a/rb/時(shí)，則可按線聲源考慮，由式（10-16）計(jì)算；rb/時(shí)，則可按點(diǎn)聲源考慮，由式（10-15）計(jì)算。2 計(jì)及空氣吸收的聲傳播與衰減公式(10-15)中在討論距離對(duì)聲壓級(jí)Lp的衰減時(shí)未考慮空氣對(duì)聲波的吸收，而實(shí)際在聲傳播過程中，因空氣的粘滯性和熱傳導(dǎo)，在壓縮、膨脹以及運(yùn)動(dòng)過程中，使一部分聲能被轉(zhuǎn)化為熱能而損耗；此外，聲能與空氣分子的振動(dòng)能之間轉(zhuǎn)換的滯后也使聲能被吸收（這叫弛豫現(xiàn)象），當(dāng)聲波頻率接近空氣分子的振動(dòng)固有頻率

14、時(shí)，能量交換愈多，聲能吸收也愈多。在頻率范圍為12512500 Hz，溫度為20時(shí)，可利用下式來計(jì)算上述介質(zhì)總吸收所引起聲壓級(jí)Lp的附加衰減量Aa： （dB） （10-17）式中 一聲頻率，Hz； 測(cè)點(diǎn)距聲源的距離，m； 相對(duì)濕度。通常，我們可以發(fā)現(xiàn)，濕度下降時(shí)，聲音的吸收增加；在較高的頻率時(shí)，聲音的吸收也較高。另外，當(dāng)聲波在空氣中傳播時(shí)，除了空氣吸收造成的衰減外，還有環(huán)境溫度和壓力、雨雪冰雹、風(fēng)、大氣紊流、地面特征、障礙物等因素造成的衰減，此處不作詳細(xì)討論。 三、噪聲及其評(píng)價(jià)噪聲（noise）通常定義為“不需要的聲音”（unwanted sound），是一種環(huán)境現(xiàn)象。人一生都暴露在有噪聲的環(huán)

15、境，噪聲也是一種由人類各種活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染物。但是噪聲有不同于其它污染物象空氣污染物、水污染物的特點(diǎn)：把噪聲定義為“不需要的聲音”是很主觀的，被某人認(rèn)為是噪聲的聲音，卻可能被另外的人喜愛；噪聲衰退的時(shí)間短，不像空氣污染物、水污染物等那樣長(zhǎng)期存在于環(huán)境中，因此當(dāng)人們?cè)O(shè)法去降低、控制或抱怨環(huán)境噪聲時(shí)，該噪聲可能已不再存在；噪聲對(duì)人們生理和心理的影響很難評(píng)價(jià)，其影響經(jīng)常是錯(cuò)綜復(fù)雜的、隱伏的，其影響結(jié)果的出現(xiàn)是漸近的，以至于很難將原因和結(jié)果聯(lián)系在一起。實(shí)際上，一些聽覺可能已經(jīng)受到噪聲損害的人，卻并不認(rèn)為自己有什么問題。因此，前述以聲壓、聲強(qiáng)、聲功率及其相應(yīng)的級(jí)來表示聲音的強(qiáng)弱，只是對(duì)聲音的客觀評(píng)價(jià)量

16、，而不能準(zhǔn)確地反映人對(duì)噪聲的主觀感覺。實(shí)驗(yàn)證明，雖然兩個(gè)聲源的聲壓相同，當(dāng)其頻率不同時(shí)，人耳的主觀感覺卻是高頻聲比低頻聲響得多。亦即人耳對(duì)聲音大小的感覺不但與聲壓有關(guān)，還與頻率有直接關(guān)系。如何使噪聲的客觀物理量與人耳感覺的主觀量統(tǒng)一起來，這就是噪聲評(píng)價(jià)的重要問題。1 響度與等響曲線幾十年來，人們對(duì)人耳聽覺與聲壓級(jí)及頻率的相互關(guān)系進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。為此，我們把人耳對(duì)聲音的主觀感覺，即聲音“響”的程度，稱為響度（loudness），單位是宋（sone），用N表示；把以分貝表示的聲壓級(jí)對(duì)測(cè)試聲頻率作圖得到一曲線，該曲線稱為等響曲線或Fletcher-Munson曲線，如圖10-2所示。它是根據(jù)大

17、量聽者認(rèn)為響亮程度相同的純音的聲壓級(jí)與頻率關(guān)系而得出來的。等響曲線以1000Hz純音作為基準(zhǔn)聲學(xué)信號(hào)，仿照聲壓級(jí)的概念提出一個(gè)“響度級(jí)”參數(shù)，其單位稱為“方”(phon)，表示為L(zhǎng)N。一個(gè)聲學(xué)信號(hào)聽起來與1000Hz純音一樣響，則其響度級(jí)“方”值就等于1000Hz純音聲壓級(jí)的分貝值。例如，某聲音聽起來與頻率為1000Hz、聲壓級(jí)為90dB的純音一樣響，則此聲音的響度級(jí)為90方。響度級(jí)既考慮了聲音的物理效應(yīng)，又考慮了人耳的聽覺生理效應(yīng)，它是人耳對(duì)聲音的主觀評(píng)價(jià)。圖10-2 等響曲線在等響曲線圖中，每條曲線上的各點(diǎn)，雖然代表不同頻率和聲壓級(jí)的聲音，但是人耳主觀感覺到的聲音響度卻是一樣的，即響度級(jí)是

18、相等的，所以稱為等響曲線。由等響曲線可知：（1)最下面的曲線（虛線）表示聽力閾值（hearing threshold），稱為零響度級(jí)線。痛閾線是120方響度級(jí)線。對(duì)應(yīng)每個(gè)頻率都有各自的聞閾聲壓級(jí)與痛閾聲壓級(jí)。在聞閾曲線與痛閾曲線之間是人耳所能聽到的全部聲音。（2)人耳對(duì)低頻聲較遲鈍，頻率很低時(shí)，即使有較高的聲壓級(jí)也不一定能聽到。（3)聲壓級(jí)愈小和頻率愈低的聲音，其聲壓級(jí)與響度級(jí)之值相差也愈大。（4)人耳對(duì)高頻聲較敏感，特別是對(duì)于20005000Hz頻率范圍的聲音尤為敏感。正由于這種原因，在噪聲控制中，應(yīng)當(dāng)首先將中、高頻的刺耳聲降低。響度與響度級(jí)是一一對(duì)應(yīng)的，規(guī)定響度級(jí)為40方時(shí)響度為1宋，經(jīng)實(shí)

19、驗(yàn)得出每當(dāng)響度級(jí)增加10方則響度增加一倍，如50方時(shí)為2宋，60方時(shí)為4宋，等等。一般當(dāng)LN40方時(shí)，響度與響度級(jí)的關(guān)系為： （宋） （10-18）或 （方） （10-19）2 A聲級(jí)與等效（連續(xù)）A聲級(jí)為了能用儀器直接讀出反映人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的主觀感覺的評(píng)價(jià)量，人們提出了用電子網(wǎng)絡(luò)（亦稱計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，weighting networks）來模擬不同聲壓下的人耳頻率特性。聲級(jí)計(jì)便是滿足這種要求的儀器。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是一種電子濾波線路，是按照等響曲線所表示的人耳對(duì)聲音頻率的響應(yīng)而設(shè)計(jì)的。在聲級(jí)計(jì)中一般都設(shè)計(jì)了A、B、C三條計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，測(cè)得的聲級(jí)分別是A、B、C聲級(jí)。C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是模擬等響曲線中100pho

20、n曲線而設(shè)計(jì)的，它在整個(gè)可聽頻率范圍內(nèi)有近乎平直的特性，對(duì)可聽聲音的頻率范圍基本上不衰減，因此它一般代表總聲壓級(jí)。B計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是模擬等響曲線中70phon曲線而設(shè)計(jì)的，它對(duì)250Hz以下的聲音有較大的衰減。A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是模擬等響曲線中40phon曲線而設(shè)計(jì)的，它對(duì)1000Hz以下的聲音有較大的衰減。用A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量出來的噪聲強(qiáng)度，由于它對(duì)低頻聲較遲鈍，而對(duì)高頻聲較靈敏，故與人耳對(duì)噪聲的主觀感覺比較接近，它也與人耳聽力損傷程度相對(duì)應(yīng)，A聲級(jí)的單位記作dB（A）或dBA。A聲級(jí)在噪聲測(cè)量和評(píng)價(jià)中應(yīng)用最為廣泛。A聲級(jí)雖然能較好地反映人耳對(duì)噪聲強(qiáng)度和頻率的主觀感覺，但只適用于連續(xù)而穩(wěn)定的噪聲評(píng)價(jià)。對(duì)于在一

21、定時(shí)間內(nèi)不連續(xù)的噪聲，如交通噪聲，人們提出用總的工作時(shí)間進(jìn)行平均的方法來評(píng)價(jià)噪聲對(duì)人的影響，用這種方法計(jì)算出來的聲級(jí)稱為等效（連續(xù)）A聲級(jí)，用LAeq表示，單位仍為dB（A）。等效（連續(xù)）A聲級(jí)能反映在A聲級(jí)不穩(wěn)定情況下人們實(shí)際接受噪聲能量的大小，是按能量平均的A聲級(jí)。表10-1 各段 A 聲 級(jí) 和 相 應(yīng)暴 露 時(shí) 間n段1234567n中心A聲級(jí)（dBA）80859095100105110755n暴露時(shí)間（min）T1T2T3T4T5T6T7Tn在環(huán)境保護(hù)工作中計(jì)算等效聲級(jí)時(shí)首先應(yīng)對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將所測(cè)得到的A聲級(jí)按次序從小到大每5dB分為一段，而每一段以其算術(shù)中心聲級(jí)表示。例如，

22、各段聲級(jí)為80、85、90、95、100、105、110dB（A）。其中80dB（A）表示7882dB（A）的范圍；85dB（A）則表示8387dB（A）的范圍，以此類推。每天以8小時(shí)計(jì)算，78dB以下的不予考慮。將工人在一個(gè)工作日中各段的暴露時(shí)間統(tǒng)計(jì)出來填入表10-1，則計(jì)算等效聲級(jí)常用以下公式： dB（A） （10-20）式中：T噪聲作用的時(shí)間總和，min；Ti工人在工作日的第i個(gè)聲級(jí)段的暴露時(shí)間，min；n在整個(gè)噪聲作用時(shí)間內(nèi)測(cè)量的時(shí)段數(shù)。 若采樣間隔時(shí)間相同，共采樣n次，則等效聲級(jí)的計(jì)算公式也可以按式（10-12）計(jì)算。四、噪聲的危害人類社會(huì)工業(yè)革命的科技發(fā)展，使得噪聲的發(fā)生范圍越來越

23、廣，發(fā)生頻率也越來越高，越來越多的地區(qū)暴露于嚴(yán)重的噪聲污染之中，噪聲正日益成為環(huán)境污染的一大公害。其危害主要表現(xiàn)在它對(duì)環(huán)境和人體健康方面的影響。1. 對(duì)睡眠、工作、交談、收聽和思考的影響噪聲影響睡眠的數(shù)量和質(zhì)量。通常，人的睡眠分為瞌睡、入睡、睡著和熟睡四個(gè)階段，熟睡階段越長(zhǎng)睡眠質(zhì)量越好。研究表明，在4050 dB噪聲作用下，會(huì)干擾正常的睡眠。突然的噪聲在40dB時(shí)，可使10%的人驚醒，60dB時(shí)則使70%的人驚醒。當(dāng)連續(xù)噪聲級(jí)達(dá)到70dB時(shí)，會(huì)對(duì)50%的人睡覺產(chǎn)生影響。噪聲分散人的注意力，容易使人疲勞，心情煩躁，反應(yīng)遲鈍，降低工作效率。當(dāng)噪聲為6080dB時(shí)，工作效率開始降低，到90dB以上時(shí)

24、，差錯(cuò)率大大增加，甚至造成工傷事故。噪聲干擾語(yǔ)言交談與收聽，當(dāng)房間內(nèi)的噪聲級(jí)達(dá)55dB以上時(shí)，50%住戶的談話和收聽受到影響，若噪聲達(dá)到65dB以上，則必須高聲才能交談，如噪聲達(dá)到90dB以上，則無(wú)法交談。噪聲對(duì)思考也有影響，突然的噪聲干擾要喪失4秒鐘的思想集中。2對(duì)聽覺器官的影響噪聲會(huì)造成人的聽覺器官損傷。在強(qiáng)噪聲環(huán)境下，人會(huì)感到刺耳難受、疼痛、聽力下降、耳鳴，甚至引起不能復(fù)原的器質(zhì)性病變，即噪聲性耳聾。噪聲性耳聾是指500、1000、2000Hz三個(gè)頻率的平均聽力損失超過25dB。若在噪聲為85 dB條件下長(zhǎng)期暴露15年和30年，噪聲性耳聾發(fā)病率分別為5%和8%；而在噪聲為90 dB條件下

25、長(zhǎng)期暴露15年和30年，噪聲性耳聾發(fā)病率提高為14%和18%。目前，一般國(guó)家確定的聽力保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為8590 dB。3. 對(duì)人體健康的影響 噪聲作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使大腦皮層功能受到抑制，出現(xiàn)頭疼、腦脹、記憶力減退等癥狀；噪聲會(huì)使人食欲不振、惡心、腸胃蠕動(dòng)和胃液分泌功能降低，引起消化系統(tǒng)紊亂；噪聲會(huì)使使交感神經(jīng)緊張，從而出現(xiàn)心跳加快、心律不齊，引起高血壓、心臟病、動(dòng)脈硬化等心血管疾病；噪聲還會(huì)使視網(wǎng)膜軸體細(xì)胞光受性和視力清晰度降低，并且常常伴有視力減退、眼花、瞳孔擴(kuò)大等視覺器官的損傷。第二節(jié) 聲學(xué)器件和聲學(xué)材料人類的生活不能沒有聲音，一個(gè)人在絕對(duì)無(wú)聲的環(huán)境中呆34小時(shí)就會(huì)失去理智，但過強(qiáng)的噪聲又會(huì)

26、對(duì)人們的正常生活和身體健康造成嚴(yán)重影響和危害，因此必須對(duì)噪聲加以適當(dāng)?shù)目刂?。確定噪聲控制措施時(shí)，應(yīng)從噪聲形成的三個(gè)環(huán)節(jié)考慮：第一，從聲源根治噪聲；第二，在噪聲傳播途徑上采取控制措施；第三，在接受處采取防護(hù)措施。本節(jié)將主要介紹在噪聲傳播途徑上所采取的噪聲控制措施：吸聲、隔聲和消聲，以及其相應(yīng)的聲學(xué)材料和聲學(xué)器件。一、吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu) 在沒有進(jìn)行聲學(xué)處理的房間里，人們聽到的聲音，除了由聲源直接通過空氣傳來的直達(dá)聲之外，還有由房間的墻面、頂棚、地面以及其它設(shè)備經(jīng)多次反射而來的反射聲，即混響聲（reverberant sound）。由于混響聲的疊加作用，往往能使聲音強(qiáng)度提高10多分貝。如在房間的內(nèi)壁

27、及空間裝設(shè)吸聲結(jié)構(gòu)，則當(dāng)聲波投射到這些結(jié)構(gòu)表面后，部分聲能即被吸收，這樣就能使反射聲減少，總的聲音強(qiáng)度也就降低。這種利用吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)來降低室內(nèi)噪聲的降噪技術(shù)，稱為吸聲（sound absorption）。 1吸聲材料材料的吸聲性能常用吸聲系數(shù)（absorption coefficient）來表示。聲波入射到材料表面時(shí)，被材料吸收的聲能與入射聲能之比稱為吸聲系數(shù)，用表示。一般材料的吸聲系數(shù)在0.011.00之間。其值愈大，表明材料的吸聲效果愈好。材料的吸聲系數(shù)大小與材料的物理性質(zhì)、聲波頻率及聲波入射角度等有關(guān)。通常把吸聲系數(shù)0.2的材料，稱為吸聲材料（absorptive material

28、）。吸聲材料不僅是吸聲減噪必用的材料，而且也是制造隔聲罩、阻性消聲器或阻抗復(fù)合式消聲器所不可缺少的。多孔吸聲材料的吸聲效果較好，是應(yīng)用最普遍的吸聲材料。它分纖維型、泡沫型和顆粒型三種類型。纖維型多孔吸聲材料有玻璃纖維、礦渣棉、毛氈、苷蔗纖維、木絲板等。泡沫型吸聲材料有聚氨基甲醋酸泡沫塑料等。顆粒型吸聲材料有膨脹珍珠巖和微孔吸聲磚等。表10-2 多孔材料的吸聲系數(shù)0材料名稱厚度密度腔厚頻率（Hz）材料名稱厚度密度腔厚頻率（Hz）cmkg/m3cm125250500100020004000cmkg/m3cm125250500100020004000超細(xì)玻璃棉棉徑4m2200.040.080.290

29、.660.660.66水泥木絲板1.5470-0.050.170.310.490.370.664200.050.120.480.880.720.661.547030.080.110.190.560.590.745150.050.240.720.970.900.981.5470120.10.280.480.320.420.6810150.110.850.880.830.930.972.5470-0.060.130.280.490.720.85礦渣棉51750.250.330.700.760.890.972.547050.180.180.500.470.570.83礦棉板，表面壓紋打孔1.5400

30、0.060.150.460.830.820.78工業(yè)毛氈1370-0.040.070.210.500.520.571.540050.170.480.520.650.720.753370-0.100.280.550.600.600.591.5400100.210.440.520.600.740.765370-0.110.300.500.500.500.52甘蔗纖維板1.52200.060.190.420.420.470.587370-0.180.350.430.500.530.5422200.090.190.260.370.230.21聚氨酯泡沫塑料345-0.070.140.470.880.7

31、00.77222050.300.190.200.180.220.31545-0.150.350.840.680.820.82水玻璃膨脹珍珠巖10250-0.440.730.500.560.53-845-0.200.400.950.900.980.8510350-450-0.450.650.590.620.68微孔磚50.150.400.570.480.600.61木纖維板1.33200.100.200.400.500.450.50表10-3駐波法與混響室法的吸聲系數(shù)換算表00.10.20.30.40.50.60.70.8T0.250.40.50.60.750.850.90.98吸聲材料的吸聲系

32、數(shù)是在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量求得的。其測(cè)量方法有駐波管法和混響室法。表10-2是用駐波管法測(cè)得的常用吸聲材料的吸聲系數(shù)，用0表示；表10-3是駐波管法與混響室法測(cè)得的吸聲系數(shù)的換算，混響室法測(cè)得的吸聲系數(shù)用T表示。需要說明的是，本章所涉及的吸聲系數(shù)，除特殊說明是混響室法系數(shù)T以外，一般都是指駐波管法系數(shù)0。由表10-2可知，隨著頻率的升高，吸聲系數(shù)增大。合理地增加多孔材料厚度、增大密度以及增加多孔材料后面的空腔厚度D，可以增加低頻吸聲系數(shù)。2吸聲結(jié)構(gòu)如前所述，多孔吸聲材料對(duì)于高頻聲有較好的吸聲能力，但對(duì)低頻聲的吸聲能力較差。為了解決低頻聲的吸收問題，在實(shí)踐中人們利用共振原理制成了一些吸聲結(jié)構(gòu)（absorp

33、tive structure）。常用的吸聲結(jié)構(gòu)有薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)和微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。圖10-3 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)（1）薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)。把不穿孔的薄板（如金屬板、膠合板、塑料板等）周邊固定在框架上，背后留有一定厚度的空氣層，這就構(gòu)成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)。它對(duì)低頻的聲音有良好的吸收性能。其構(gòu)造與等效圖如圖10-3所示，薄板相當(dāng)于質(zhì)量塊，板后的空氣層相當(dāng)于彈簧。當(dāng)聲波作用于薄板表面時(shí)，在聲壓的交變作用下引起薄板的彎曲振動(dòng)。由于薄板和固定支點(diǎn)之間的摩擦和薄板內(nèi)部引起的內(nèi)摩擦損耗，使振動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能而使聲能得到衰減。當(dāng)入射聲波的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率一致時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生共振

34、現(xiàn)象，聲能將獲得最大的吸收。薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率f0一般在80-300Hz之間。f0可用下式估算： （10-21）式中，m薄板面密度，kg/m2；D板后空氣層厚度，cm。由式（10-21）可知，增加薄板的面密度m或空氣層厚度D，皆可使共振頻率下移。常用薄板結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)列于表10-4。表10-4 常用薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)T材料與構(gòu)造空氣層厚度（cm）各頻率下的吸聲系數(shù)T125Hz250 Hz500 Hz1000 Hz2000 Hz4000 Hz三合板，龍骨間距45cm×45cm50.210.730.210.190.080.12100.590.380.180.050.040

35、.08五合板，龍骨間距50 cm×45cm50.110.260.150.040.050.10100.360.240.100.050.060.16草紙板，板厚2cm，龍骨間距45cm×45cm50.150.490.410.380.510.64100.500.480.340.320.490.60木絲板，板厚3 cm，龍骨間距45cm×45cm50.050.300.810.630.700.91100.090.360.610.530.710.89刨花壓軋板，板厚1.5 cm，龍骨間距45cm×45cm50.350.270.200.150.250.39圖10-4

36、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)（2）穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)可以看作許多個(gè)單孔共振腔并聯(lián)而成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖10-4所示。單孔共振腔如圖10-5所示，它是由腔體和頸口組成的共振結(jié)構(gòu)，稱為亥姆霍茲共振器。腔體通過頸部與大氣相通，在聲波的作用下，孔頸中的空氣柱就象活塞一樣作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于頸壁對(duì)空氣的阻尼作用，使部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能。當(dāng)入射聲波的頻率與共振器的固有頻率一致時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，此時(shí)孔頸中的空氣柱運(yùn)動(dòng)速度最大，因而阻尼作用最大，聲能在此情況下將得到最大的吸收。它的吸聲頻率與板厚、腔深D和穿孔率P有關(guān)。其共振頻率f0由下式計(jì)算： （Hz） （10-22）式中 D空腔深度，m；d小孔頸口

37、直徑，m；P穿孔率（穿孔的面積占總面積的百分?jǐn)?shù)）；圖10-5 單孔共振器結(jié)構(gòu)lk小孔的有效頸長(zhǎng)，lkd/4，m；板厚，m；c聲速，m/s。這種吸聲結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是對(duì)頻率的選擇性很強(qiáng)，在共振頻率時(shí)具有最大的吸聲性能，偏離共振頻率時(shí)則吸聲效果較差。它吸收聲音的頻帶比較窄，一般只有幾十赫茲到200Hz的范圍。為了使其吸收聲音的頻帶加寬，可在穿孔板后蒙上一層織物或填放多孔吸聲材料。（3）微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是在普通穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。普通穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的板厚一般為1.5mm，孔徑為215mm，穿孔率為0.55%左右.而微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是一種板厚及孔徑均為lmm以下，穿孔率為13

38、%的金屬穿孔板與板后的空腔組成的吸聲結(jié)構(gòu)。這是一種新型共振吸聲結(jié)構(gòu)，有較寬的吸聲頻帶，并且不必填放多孔材料和織物，同樣也能達(dá)到較高的吸聲能力。圖10-6雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)示意圖微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)具有美觀、輕便的優(yōu)點(diǎn)。特別適用于高溫、潮濕和易腐蝕的場(chǎng)合。由于它阻力損失小，所以在動(dòng)力機(jī)械中，為控制氣流噪聲提供較好的吸聲結(jié)構(gòu)。但微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)制造工藝復(fù)雜，成本較高，用于油污氣體中容易堵塞，因此在工程技術(shù)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理使用。如果采用雙層或多層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)，可使吸收頻率范圍加寬很多。圖10-6是雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)示意圖。穿孔板分為前后兩層，前空腔深為80mm，后空腔深為120mm，前后微穿

39、孔板的穿孔率P分別為2和1，孔徑d和板厚均為0.8mm。應(yīng)當(dāng)指出，利用吸聲材料來降低噪聲，其效果是有一定條件的。吸聲材料只是吸收反射聲，對(duì)聲源直接發(fā)出的直達(dá)聲是毫無(wú)作用的。也就是說，吸聲處理的最大可能是將聲源在房間的反射聲全部吸收。故在一般情況下用吸聲材料來降低房間的噪聲其數(shù)值不超過10dB(A)，在極特殊的條件下也不會(huì)超過15dB(A)。而且，吸聲處理的方法只是在房間不大或原來吸聲效果較差的場(chǎng)合下才能更好地發(fā)揮它的降噪作用。二、隔聲構(gòu)件和隔聲材料利用木板、金屬板、墻體、隔聲罩等隔聲構(gòu)件將噪聲源與接收者分隔開來，使噪聲在傳播途徑中受到阻擋以減弱噪聲的傳遞，這種方法稱為隔聲（sound insu

40、lation）。圖10-7 噪聲碰到屏障時(shí)的聲能分布噪聲按傳遞方式可分為空氣傳聲(簡(jiǎn)稱為空氣聲)和固體傳聲(簡(jiǎn)稱為固體聲)兩種?？諝鈧髀暿侵嘎曉粗苯蛹ぐl(fā)空氣振動(dòng)而產(chǎn)生的聲波，并借助于空氣介質(zhì)直接傳入人耳的。例如汽車的喇叭聲以及機(jī)器表面向空間輻射的聲音。固體傳聲是指聲源直接激發(fā)固體構(gòu)件（如建筑結(jié)構(gòu)）振動(dòng)后所產(chǎn)生的聲音。固體構(gòu)件的振動(dòng)(如錘擊地面)，以彈性波的形式在墻壁及樓板等構(gòu)件中傳播，在傳播中向周圍空氣輻射出聲波。實(shí)際上，任何接受位置上均包含了兩種傳聲的結(jié)果。辨明兩種傳聲中哪一種是主要的，將有助于有效地采取隔聲措施。對(duì)于前者，通常用重而密實(shí)的構(gòu)件隔離；而對(duì)于后者，則通常采用隔振措施，例如通過彈

41、簧、橡膠或其它彈性墊層予以隔離。本節(jié)主要討論各種構(gòu)件對(duì)空氣傳聲的隔聲原理和措施。1 隔聲構(gòu)件的透聲系數(shù)與透射損失聲波在傳播途徑中碰到一個(gè)邊界很大的屏障時(shí)，它的能量一部分被屏障反射，另一部分被材料吸收，還有一部分會(huì)透過屏障傳到另一側(cè)去，如圖10-7所示。設(shè)入射到屏障上的總聲能為Wi，反射聲能為Wr，透過的聲能為Wt，被材料消耗吸收的能量為Wa。它們的關(guān)系為： (10-23)吸聲是將吸聲材料 (或吸聲結(jié)構(gòu))襯貼或懸掛在屏障甲側(cè)，當(dāng)聲波入射到吸聲材料表面時(shí)，依靠材料的吸聲作用，減少聲反射，從而使甲側(cè)空間內(nèi)噪聲降低。隔聲是用隔聲結(jié)構(gòu)將噪聲隔擋，減弱噪聲的傳遞，使吵鬧噪聲環(huán)境（甲側(cè)）與需要安靜的環(huán)境（乙

42、側(cè)）分離隔開。隔聲能力可用透聲系數(shù)表示，它定義為： (10-24)透聲系數(shù)是小于1的數(shù)，在完全透射情況下（即Wt=Wi），1。值越小，表示透過材料的聲能越小，說明材料的隔聲能力越好。通常材料的值很小，而且各種不同材料的值變化很大（在110-6之間），使用起來很不方便。因此在實(shí)際工程中，常用透射損失（亦稱隔聲量）LTL來表示，其單位是dB。LTL與二者的關(guān)系為: （10-25） 或 （10-26）材料的隔聲性能若用透射損失LTL表示，便可直接看出聲能透過后衰減的分貝數(shù)。材料的LTL值越大，說明材料的隔聲性能越好。綜上所述，吸聲與隔聲的主要區(qū)別:（1）兩者降噪機(jī)理完全不同。吸聲是利用吸聲材料（吸聲

43、結(jié)構(gòu)）的吸聲作用，減弱聲反射，使噪聲降低；隔聲則是利用隔聲結(jié)構(gòu)對(duì)聲波起隔擋作用，減弱聲透射，獲得減噪效果。（2）兩者降噪措施的著眼點(diǎn)不同。吸聲所注意的是在屏障甲側(cè)（見圖10-7）反射回來的聲能（Wr）的大小，反射聲越小，則吸聲效果越好，因此采用吸收房?jī)?nèi)聲能的措施；隔聲所注意的是在屏障另一側(cè)（圖10-7中的乙側(cè)）透過去的聲能（Wt）的多少，透過聲越小，則隔聲效果越好，因此采用隔絕傳到其他空間聲能的措施。（3）兩者所用的材料不同。吸聲多用輕而疏松的材料，隔聲則選用重而密實(shí)的材料。另外，在隔聲設(shè)計(jì)中還可以充分利用有空氣層相隔的雙層墻板的隔聲結(jié)構(gòu)，它可使隔聲量大大提高，這主要是因?yàn)閵A層中空氣的彈性作用

44、，使聲能得到衰減的緣故。如果隔聲效果相同，夾層結(jié)構(gòu)比單層結(jié)構(gòu)的重量將減輕2/33/4。2. 隔聲罩隔聲罩（sound insulation encasing）是一種可取的有效降噪措施，它把噪聲較大的裝置封閉起來，可以有效地阻隔噪聲的外傳，減少噪聲對(duì)環(huán)境的影響，但會(huì)給維修、監(jiān)視、管路布置等帶來不便，并且不利于所罩裝置的散熱，有時(shí)需要通風(fēng)以冷卻罩內(nèi)的空氣。隔聲罩的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如下要點(diǎn)：（1）選擇適當(dāng)?shù)男螤睢榱藴p少隔聲罩的體積和噪聲的輻射面積，其形狀應(yīng)與該聲源裝置的輪廓相似，罩壁盡可能接近聲源設(shè)備的外殼；但也要考慮滿足檢修監(jiān)測(cè)方便、通風(fēng)良好、進(jìn)排氣及其消聲器正常工作的要求。此外，曲面形體應(yīng)有較大的剛

45、度，有利于隔聲。要盡量少用方形平行罩壁，以防止罩內(nèi)空氣聲的 圖10-8 隔聲構(gòu)件的組成駐波效應(yīng)，使隔聲量出現(xiàn)低谷。（2）隔聲罩的壁材應(yīng)具有足夠大的透射損失LTL。罩壁材料可采用鉛板、鋼板、鋁板，壁薄、密度大的板材，一般采用23mm鋼板即可。（3）金屬板面上加筋或涂貼阻尼層。通過加筋或涂貼阻尼層，以抑制和避免鋼板之類的輕型結(jié)構(gòu)罩壁發(fā)生共振和吻合效應(yīng)，減少聲波的輻射。阻尼層的厚度應(yīng)不小于罩壁厚度的24倍，一定要粘貼緊密牢固。（4）隔聲罩內(nèi)表面應(yīng)當(dāng)有較好的吸聲性能。罩內(nèi)通常用50mm厚的多孔吸聲材料進(jìn)行處理，吸聲系數(shù)一般不應(yīng)低于0.5。隔聲罩基本構(gòu)件的組成圖10-8所示，它是在3mm厚的鋼板上，牢固

46、涂貼一層厚7mm的瀝青石棉絨作阻尼層，內(nèi)襯50mm厚的超細(xì)玻璃棉（容重25kg/m3）作吸聲層，玻璃棉護(hù)面層由一層玻璃布和一層穿孔率為25的穿孔鋼板構(gòu)成。這種構(gòu)件的平均透射損失在3445dB之間。（5）隔振處理。隔聲罩與機(jī)器之間不能有剛性連接，通常將橡膠或毛氈等柔性連接夾在兩者之間吸收振動(dòng)，否則會(huì)將機(jī)器的振動(dòng)直接傳遞給罩體，使罩體成為噪聲輻射面，從而降低隔聲效果。機(jī)器與基礎(chǔ)之間、隔聲罩與機(jī)器基礎(chǔ)之間均也需要隔振措施。（6）罩殼上孔洞的處理。隔聲罩內(nèi)聲能密度很大，隔聲罩上很小的開孔或縫隙都能傳出很大的噪聲。研究表明，只要在隔聲罩總面積上開0.01面積的孔洞，其隔聲量就會(huì)減少2025dB以下。若仍

47、需在罩上開孔時(shí)應(yīng)對(duì)孔洞進(jìn)行處理：傳動(dòng)軸穿過罩的開孔處加一套管，管內(nèi)襯以吸聲材料，吸聲襯里的長(zhǎng)度應(yīng)大于傳動(dòng)軸與吸聲襯里之間的縫隙15倍，這楊既避免了聲橋，又通過吸聲作用降低了縫隙漏聲；因吸排氣或通風(fēng)散熱需要開設(shè)的孔洞，可設(shè)置消聲箱來減聲；罩體拼接的接縫以及活動(dòng)的門、窗、蓋子等接縫處，要墊以軟橡膠之類的材料，當(dāng)蓋子或門在關(guān)閉時(shí)，要用鎖扣扣緊以保證接縫壓實(shí)，防止漏聲；對(duì)于進(jìn)出料口的孔一般應(yīng)加雙道橡皮刷，以便讓料通過，而聲音不易外逸。雖然隔聲罩的隔聲量主要是由罩壁的面密度與吸聲材料的吸聲系數(shù)、吸聲量、噪聲頻率所確定，但上述設(shè)計(jì)要點(diǎn)如不注意，也會(huì)影響隔聲效果。三、消聲器消聲器（muffler）是一種阻止

48、聲音傳播而允許氣流通過的器件，是降低空氣動(dòng)力性噪聲的常用裝置。評(píng)價(jià)消聲性能的指標(biāo)是消聲量，主要有兩種表達(dá)形式：插入損失（insertion loss）與傳遞損失（transmission loss）。插入損失LIL定義為系統(tǒng)中接入消聲器前后，在系統(tǒng)外某定點(diǎn)測(cè)得的聲壓級(jí)Lp的差值。傳遞損失（也稱傳聲損失，或透射損失）LTL是消聲器入口處和出口處的聲功率級(jí)LW的差值，它與反映構(gòu)件的隔聲性能的透射損失意義相同，因?yàn)橄暺饕部梢钥闯墒且粋€(gè)隔聲構(gòu)件。消聲器的傳遞損失的表達(dá)式為： （dB） （10-27）消聲器的型式很多，主要有阻性和抗性、阻抗復(fù)合型以及噴注耗散型等， 圖10-9 各種消聲器型式部分消聲器

49、型式如圖10-9所示。除(1)(7)為阻性消聲器，(12)、(13)為阻抗復(fù)合型消聲器外，其余均屬于抗性消聲器。1阻性消聲器阻性消聲器，亦稱吸收消聲器（absorptive muffler），是利用吸聲材料的吸聲作用，使沿通道傳播的噪聲不斷被吸收而逐漸衰減的裝置。把吸聲材料固定在氣流通過的管道周壁，或按一定方式在通道中排列起來，就構(gòu)成阻性消聲器。其消聲原理是：當(dāng)聲波進(jìn)入消聲器，便引起阻性消聲器內(nèi)多孔材料中的空氣和纖維振動(dòng)，由于摩擦阻力和粘滯阻力，使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而散失掉，起到消聲作用。阻性消聲器對(duì)中高頻范圍的噪聲具有較好的消聲效果，應(yīng)用范圍很廣。它的型式有直管式、片式、蜂窩式、折板式、聲

50、流式、彎管式和迷宮式等多種，如圖10-9中（1）(7)所示。2. 抗性消聲器抗性消聲器，亦稱反應(yīng)消聲器（reactive muffler），是由聲抗性元件組成的消聲器。聲抗性元件類似于交流電路中的電抗性元件電容或電感，是對(duì)聲壓的變化、聲振速度變化起反抗作用的元件，它們不消耗聲能，但可貯蓄與反射聲能?？剐韵暺鞯奶攸c(diǎn)是：它不使用吸聲材料，而是在管道上連接截面突變的管段或旁接共振腔，利用聲阻抗失配，使某些頻率的聲波在聲阻抗突變的界面處發(fā)生反射、干涉等現(xiàn)象，從而達(dá)到消聲的目的?？剐韵暺鲗?duì)低中頻范圍的噪聲具有較好的消聲效果，它的型式有擴(kuò)張室式、共振腔式、微穿孔板式和干涉型等多種，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖10-9，(8)和(9)均是擴(kuò)張室式，(10)是共振腔式，(11)是微穿孔板式，（14)是干涉型。（1）擴(kuò)張室消聲器。擴(kuò)張室消聲器也稱為膨脹室消聲器，由管和腔適當(dāng)組合而成，分為單節(jié)式和多節(jié)式，見圖10-9(8)和(9)。它是利用管道截面的突變（即聲抗的變化）使沿管道傳播的聲波向聲源反射而通不過消聲器，從而使聲能反射回原處，達(dá)到消聲目的。單節(jié)擴(kuò)張室消聲器只能對(duì)某些頻率成分起消聲作用，而讓另一些頻率成分順利通過，由于噪聲的頻率范圍一般較寬，因而必須對(duì)擴(kuò)張室消聲性能進(jìn)行改善處理。一般采用以下兩種方法：在擴(kuò)張室消聲器兩端插入內(nèi)接管，插