物理性污染控制工程匯總

1、物理性污染控制工程課程設計說明書 課程名稱：環(huán)境噪聲控制工程 專業(yè)：環(huán)境工程 班級：0214111 姓名：王賀 學號：0214111142 目錄一 設計題目 32 設計目的 3三、設計資料 3四、 吸聲降噪的設計原則4五、設計方案比較5六、計算步驟9 七、結(jié)論 13一、設計題目 某空壓機房降噪系統(tǒng)設計二、設計目的1、鞏固所學專業(yè)理論知識，強化實踐技能訓練；2、熟悉基礎資料的收集方法及設計方案可行性論證；3、初步掌握噪聲污染控制設計的內(nèi)容、程序和基本方法；4、運用專業(yè)理論知識，解決噪聲污染控制工程實際問題。三、設計資料某工廠空壓機房設有2臺空壓機，距噪聲源2m，測得的各頻帶聲壓級如表1所示。 各

2、頻帶聲壓級倍頻帶中心頻率（Hz）63125250500100020004000聲壓級（dB）89919496959294 該空壓機房內(nèi)部尺寸為：長10m，寬6m，高4m。試采取有效措施對車間噪聲進行設計控制，達到國家工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準（GBZ1-2002）的要求。四、吸聲降噪的設計原則：（1） 先對聲源進行隔聲、消聲等處理，如改進設備、加隔聲罩、消聲器或建隔聲墻、隔聲間等。（2） 當房間內(nèi)平均吸聲系數(shù)很小時，采取吸聲處理才能達到預期效果。單獨的風機房、泵房、控制室等房間面積較小，所需降噪量較高，宜對天花板、墻面同時作吸聲處理；車間面積較大，宜采用空間吸聲體、平頂吸聲處理；聲源集中在局

3、部區(qū)域時，宜采用局部吸聲處理，同時設置隔聲屏障；噪聲源較多且較分散的生產(chǎn)車間宜作吸聲處理。（3） 在靠近聲源直達聲占支配地位的場所，采取吸聲處理，不能達到理想的降噪效果。（4） 通常吸聲處理只能取得412dB的降噪效果。（5） 若噪聲高頻成分很強，可選用多孔吸聲材料；若中、低頻成分很強，可選用薄板共振吸聲結(jié)構或穿孔板共振吸聲結(jié)構；若噪聲中各個頻率成分都很強，可選用復合穿孔板或微穿孔板吸聲結(jié)構。通常要把幾種方法結(jié)合，才能達到最好的吸聲效果。（6） 選擇吸聲材料或結(jié)構，必須考慮防火、防潮、防腐蝕、防塵等工藝要求。（7） 選擇吸聲處理方式，必須兼顧通風、采光、照明及裝修、施工、安裝的方便因素，還要考

4、慮省工、省料等經(jīng)濟因素。五、設計方案比較1）消聲器的消聲 消音器是阻止聲音傳播而允許氣流通過的一種器件，是消除空氣動力性噪聲的重要措施。消音器是安裝在空氣動力設備（如鼓風機、空壓機、鍋爐排氣口、發(fā)電機、水泵等排氣口噪音較大的設備）的氣流通道上或進、排氣系統(tǒng)中的降低噪聲的裝置。 消音器的種類很多，但究其消聲機理，又可以把它們分為六種主要的類型，即阻性消音器、抗性消音器、阻抗復合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。 阻性消音器 主要是利用多孔吸聲材料來降低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內(nèi)壁上或按照一定方式在管道中排列，就構成了阻性消音器。當聲波進入阻性消音器時，一部分聲能在多孔材

5、料的孔隙中摩擦而轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉，使通過消音器的聲波減弱。阻性消音器就好象電學上的純電阻電路，吸聲材料類似于電阻。因此人們就把這種消音器稱為阻性消音器。阻性消音器對中高頻消聲效果好、對低頻消聲效果較差。(主要應用于發(fā)電機機組消音) 抗性消音器 是由突變界面的管和室組合而成的，好象是一個聲學濾波器，與電學濾波器相似，每一個帶管的小室是濾波器的一個網(wǎng)孔，管中的空氣質(zhì)量相當于電學上的電感和電阻，稱為聲質(zhì)量和聲阻。小室中的空氣體積相當于電學上的電容，稱為聲順。與電學濾波器類似，每一個帶管的小室都有自己的固有頻率。當包含有各種頻率成分的聲波進入第一個短管時，只有在第一個網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才

6、能通過網(wǎng)孔到達第二個短管口，而另外一些頻率的聲波則不可能通過網(wǎng)孔只能在小室中來回反射，因此，我們稱這種對聲波有濾波功能的結(jié)構為聲學濾波器。選取適當?shù)墓芎褪疫M行組合就可以濾掉某些頻率成分的噪聲，從而達到消聲的目的?？剐韵羝鬟m用于消除中、低頻噪聲。阻抗復合式消音器 由阻性結(jié)構和抗性結(jié)構按照一定的方式組合構成。 微穿孔板消音器 一般是用厚度小于1mm的純金屬薄板制作，在薄板上用孔徑小于1mm的鉆頭穿孔，穿孔率為1%一3%。選擇不同的穿孔率和板厚不同的腔深，就可以控制消音器的頻譜性能，使其在需要的頻率范圍內(nèi)獲得良好的消音效果。 小孔消音器 結(jié)構是一根末端封閉的直管，管壁上鉆有很多小孔。小孔消音器的原

7、理是以噴氣噪聲的頻譜為依據(jù)的，如果保持噴口的總面積不變而用很多小噴口來代替，當氣流經(jīng)過小孔時、噴氣噪聲的頻譜就會移向高頻或超高頻，使頻譜中的可聽聲成分明顯降低，從而減少對人的干擾和傷害。有源消音器 基本原理是在原來的聲場中，利用電子設備再產(chǎn)生一個與原來的聲壓大小相等、相位相反的聲波，使其在一定范圍內(nèi)與原來的聲場相抵消。這種消音器是一套儀器裝置，主要由傳聲器、放大器、相移裝置、功率放大器和揚聲器等組成。消聲器的選用 阻性消聲器具有吸收中高頻聲，加工制造簡單等特點，一般用于1、空調(diào)風機、壓縮機、燃氣輪機、鼓風機等風機類消聲。 2、抗性消聲器具備針對性強，對中低頻吸聲效果顯著，且不用吸聲材料等特點。

8、一般只能用于小管道排氣消聲，如汽車、輪船、柴油機等排氣消聲。 3、阻抗型消聲器具有消聲頻帶寬、使用于安全等特點。主要用于聲級高、但頻率為低中頻寬帶噪音的消聲。如汽輪機、除氧器、擴容器、小排量的安全閥排汽等。 4、小孔型消聲器具有低中頻寬帶消聲性能，小的孔徑能提高吸聲系數(shù)，低的孔隙率能增加吸聲頻帶的寬度，孔板深度能改變共振吸聲峰的位置。小孔型消聲器具備設計嚴密、吸收頻帶寬、阻損小、耐高溫、壽命長等優(yōu)點。一般用于鍋爐、壓縮機等高壓設備的排氣放空。 5、抗噴阻復合型消聲器具有消聲頻帶寬、使用范圍廣、消聲量大、耐高溫高壓、不怕水汽及油霧等優(yōu)點。是建立在中國著名聲學家馬大猷的小孔噴注消聲 理論的基礎上研

9、制成功，也是中國最新型結(jié)構排氣消聲器，各電廠一般都選擇使用。 6、通孔阻散型消聲器具有排氣暢、耐高溫、抗干擾強等優(yōu)點。一般用于安全閥、排氣閥、汽輪機及吹管等排氣消聲.（2）隔聲罩的隔聲 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和擴散，以減少噪聲對環(huán)境的影響 隔聲罩外殼由一層不透氣的具有一定重量和剛性的金屬材料制成,一般用23毫米厚的鋼板,鋪上一層阻尼層。阻尼層常用瀝青阻尼膠浸透的纖維織物或纖維材料(用瀝青浸麻袋布、玻璃布、氈類或石棉絨等)，有的用特制的阻尼漿。 外殼附加阻尼層是為了避免發(fā)生板的吻合

10、效應和板的低頻共振。外殼也可以用木板或塑料板制作,輕型隔聲結(jié)構可用鋁板制作。要求高的隔聲罩可做成雙層殼, 內(nèi)層較外層薄一些;兩層的間距一般是610厘米,填以多孔吸聲材料。罩的內(nèi)側(cè)附加吸聲材料,以吸收聲音并減弱空腔內(nèi)的噪聲。在這層吸聲材料上覆一層穿孔護面板，其穿孔的面積約占護面面積的2030%。 在罩和機器、罩和基礎之間，通常填以橡皮墊，以防止振動的傳輸?？梢蚤_啟的活門和觀察孔，要密封好。對于需要散熱的設備，應在隔聲罩上留有必要的通風管道。這種管道要有消聲結(jié)構，或者裝消聲器。在設計隔聲罩時，要注意滿足工藝和維修的要求，有時要采取防止油污、粉塵和腐蝕等措施。（3）吸聲結(jié)構的吸聲 吸聲結(jié)構的種類很多

11、，但究其吸聲機理，又可以把它們分為三種主要的類型，即薄板共振吸聲結(jié)構、穿孔板共振吸聲結(jié)構、微孔板共振吸聲結(jié)構。 薄板共振吸聲結(jié)構 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，這就構成了薄板共振吸聲結(jié)構。它對低頻的聲音有良好的吸收性能。薄板相當于質(zhì)量塊，板后的空氣層相當于彈簧。當聲波作用于薄板表面時，在聲壓的交變作用下引起薄板的彎曲振動。由于薄板和固定支點之間的摩擦和薄板內(nèi)部引起的內(nèi)摩擦損耗，使振動的動能轉(zhuǎn)化為熱能而使聲能得到衰 減。當入射聲波的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率一致時，振動系統(tǒng)就會發(fā)生共振現(xiàn)象，聲能將獲得最大的吸收。 薄板共振吸聲結(jié)構的共振頻率

12、一般在80-300Hz之間。 穿孔板共振吸聲結(jié)構 在薄板上穿以小孔，在板后與剛性壁面之間留一定深度的空腔所組成的吸聲結(jié)構稱為穿孔板共振吸聲結(jié)構。按照薄板上穿孔的多少，將創(chuàng)孔板共振吸聲結(jié)構分為單腔共振吸聲結(jié)構與多腔共振吸聲結(jié)構。單腔共振吸聲結(jié)構使用較少，它是其他穿孔板共振吸聲結(jié)構的原理。在薄板上按一定排列鉆很多小孔或開狹縫，將穿孔板固定到框架上，框架安裝在剛性的壁面上，板后留有一定厚度的空氣層，這種結(jié)構叫做多腔共振吸聲結(jié)構。 微穿孔板吸聲結(jié)構 普通穿孔孔板的孔徑一般在310左右。對于穿孔率較高的穿孔板主要作為纖維吸聲材料的護面板，主要作為共振吸聲結(jié)構，其吸聲特性與孔徑的大小、穿孔率的高低、以及后

13、背所加的多孔吸聲材料等有關。如果不加多孔吸聲材料，由于普通穿孔板的孔徑較大，它本身具有的聲阻太小，使有效的吸聲頻率范圍太窄，僅作為一種特點的低頻吸聲結(jié)構使用。由于穿孔板孔徑的大小對聲阻的影響很大，聲阻于孔徑吸聲結(jié)構，就是把厚度小于1MM的薄板上，穿上數(shù)以萬計孔徑大小1MM的微孔，穿孔率為1%3%的微孔板，通過龍骨安裝在墻上，就形成了微穿孔板吸聲結(jié)構。為了擴展吸聲頻率范圍，可做成雙層微穿孔板吸聲結(jié)構。但是它的缺點是孔小，易堵塞，只宜用于清潔的場所。六、 計算步驟（1） 由已知的房間尺寸可計算得，S天=S地=60m2 S墻1=S墻3=40m2 S墻2=S墻4=24m2（1） 由于房間內(nèi)表面為混凝土

14、面，查課本環(huán)境物理性污染控制工程P94可得混凝土（涂油漆）各頻率下的吸聲系數(shù)如下表（表2），即為處理前的吸聲系數(shù)：混凝土地面/f/HZ1252505001000200040000.010.010.020.020.020.03由上表可求得：室內(nèi)平均吸聲系數(shù)=(0.01×2+0.02×3+0.03)/6= 0.0183由已知得房間不同頻率下測量的聲壓級Lp。 由參考書上的NR曲線可得對應的NR數(shù)，從而可得房間允許 的聲壓級值。由-可得不同頻率下的Lp。 由Lp、，代入公式可得處理后不同頻率下的平均吸聲系數(shù)。 室內(nèi)平均吸聲系數(shù)=(0.01×2+0.02×3+0

15、.03)/6= 0.0183代入得臨界半徑rc=1/4(Q×R/)1/2=1/4=0.39m<2m,所以,該房間的聲場是混響聲。以上計算得到的數(shù)據(jù)如下表（表3）所示：序號項目各倍頻帶中心頻率下的參數(shù)說明125HZ250HZ500HZ1000HZ2000HZ4000HZ919496959294現(xiàn)測允 許 值909294939192設計目標減 噪 量122212-處理前0.010.010.020.020.020.03查表處理后0.0320.0500.1000.0560.0630.045=×100.1Lp（1） 吸聲材料的選擇及計算由已知的表1可知該房間的中、低頻成分很強，

16、所以可選用薄板共振吸聲結(jié)構或穿孔板共振吸聲結(jié)構作為吸聲材料。選擇穿孔板共振吸聲結(jié)構中的五合板為吸聲材料，查得各頻率下材料的吸聲系數(shù)。如下表（表4）：共振五合板構造各頻率下的吸聲系數(shù)125HZ250HZ500HZ1000HZ2000HZ4000HZ孔徑5mm孔距25mm空氣層厚50mm內(nèi)填礦渣棉25kg/m30.230.600.860.470.260.27設：需安裝材料面積為S材，則 S材(248-S材)×/248 >= 當f=125HZ時，0.23S材(248-S材)× 0.01/248 >=0.032S材>=24.8m2 當f=250HZ時，0.60S材

17、(248-S材)× 0.01/248 >=0.050S材>=16.81 m2 當f=500HZ時，0.86S材(248-S材)× 0.01/248 >=0.100S材>=26.26 m2 當f=1000HZ時，0.47S材(248-S材)× 0.02/248 >=0.056S材>= 19.84m2 當f=2000HZ時，0.26S材(248-S材)× 0.02/248 >=0.063S材>=44.43m2 當f=4000HZ時，0.27S材(248-S材)× 0.02/248 >=0.045

18、S材>=24.8 m2所以S材>=44.43 m2因為 S天=60m2, 所以可在房間的天花板安裝共振五合板當S材=60 m2時，反算此時各頻率下的平均吸聲系數(shù)=60(248-60)×/2481>當f=125HZ時，=0.23×60(248-60)× 0.01/248=0.063 驗算：=×100.1Lp Lp=7.99dB>5dB2>當f=250HZ時，=0.6×60(248-60)× 0.01/248=0.153驗算：=×100.1Lp Lp=11.85dB>7dB3>當f=500HZ時，=0.86×60(248-60)× 0.01/248=0.216驗算：=×100.1Lp Lp=13.34dB>10dB4>當f=1000HZ時，=0.47