物理性污染控制工程匯總

/物理性污染限制工程課程設(shè)計說明書課程名稱：環(huán)境噪聲限制工程專業(yè)：環(huán)境工程班級：0214111姓名：王賀學(xué)號：0214111142書目一．設(shè)計題目……3設(shè)計目的……3三、設(shè)計資料………………3四、吸聲降噪的設(shè)計原則……………4五、設(shè)計方案比較……5六、計算步驟…………9七、結(jié)論…………13一、設(shè)計題目某空壓機房降噪系統(tǒng)設(shè)計二、設(shè)計目的1、鞏固所學(xué)專業(yè)理論學(xué)問，強化實踐技能訓(xùn)練；2、熟悉基礎(chǔ)資料的收集方法及設(shè)計方案可行性論證；3、初步駕馭噪聲污染限制設(shè)計的內(nèi)容、程序和基本方法；4、運用專業(yè)理論學(xué)問，解決噪聲污染限制工程實際問題。三、設(shè)計資料某工廠空壓機房設(shè)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。試實行有效措施對車間噪聲進行設(shè)計限制，達(dá)到國家《《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ1-2002）的要求。四、吸聲降噪的設(shè)計原則：先對聲源進行隔聲、消聲等處理，如改進設(shè)備、加隔聲罩、消聲器或建隔聲墻、隔聲間等。當(dāng)房間內(nèi)平均吸聲系數(shù)很小時，實行吸聲處理才能達(dá)到預(yù)期效果。單獨的風(fēng)機房、泵房、限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，宜接受空間吸聲體、平頂吸聲處理；聲源集中在局部區(qū)域時，宜接受局部吸聲處理，同時設(shè)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。在靠近聲源直達(dá)聲占支配地位的場所，實行吸聲處理，不能達(dá)到志向的降噪效果。通常吸聲處理只能取得4～12dB的降噪效果。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(gòu)或穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)；若噪聲中各個頻率成分都很強，可選用復(fù)合穿孔板或微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。通常要把幾種方法結(jié)合，才能達(dá)到最好的吸聲效果。選擇吸聲材料或結(jié)構(gòu)，必需考慮防火、防潮、防腐蝕、防塵等工藝要求。選擇吸聲處理方式，必需兼顧通風(fēng)、采光、照明及裝修、施工、安裝的便利因素，還要考慮省工、省料等經(jīng)濟因素。五、設(shè)計方案比較1）消聲器的消聲消音器是阻擋聲音傳播而允許氣流通過的一種器件，是消退空氣動力性噪聲的重要措施。消音器是安裝在空氣動力設(shè)備（如鼓風(fēng)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(shè)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(fù)合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。①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)壁上或依據(jù)確定方式在管道中排列，就構(gòu)成了阻性消音器。當(dāng)聲波進入阻性消音器時，一部分聲能在多孔材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(xué)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(yīng)用于發(fā)電機機組消音)②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(xué)濾波器，和電學(xué)濾波器相像，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(dāng)于電學(xué)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(dāng)于電學(xué)上的電容，稱為聲順。和電學(xué)濾波器類似，每一個帶管的小室都有自己的固有頻率。當(dāng)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)孔固有頻率旁邊的某些頻率的聲波才能通過網(wǎng)孔到達(dá)其次個短管口，而另外一些頻率的聲波則不行能通過網(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(gòu)為聲學(xué)濾波器。選取適當(dāng)?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(dá)到消聲的目的?？剐韵羝鬟m用于消退中、低頻噪聲。③阻抗復(fù)合式消音器由阻性結(jié)構(gòu)和抗性結(jié)構(gòu)依據(jù)確定的方式組合構(gòu)成。④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，就可以限制消音器的頻譜性能，使其在須要的頻率范圍內(nèi)獲得良好的消音效果。⑤小孔消音器結(jié)構(gòu)是一根末端封閉的直管，管壁上鉆有很多小孔。小孔消音器的原理是以噴氣噪聲的頻譜為依據(jù)的，假如保持噴口的總面積不變而用很多小噴口來代替，當(dāng)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，從而削減對人的干擾和損害。⑥有源消音器基本原理是在原來的聲場中，利用電子設(shè)備再產(chǎn)生一個和原來的聲壓大小相等、相位相反的聲波，使其在確定范圍內(nèi)和原來的聲場相抵消。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取中高頻聲，加工制造簡潔等特點，一般用于1、空調(diào)風(fēng)機、壓縮機、燃?xì)廨啓C、鼓風(fēng)機等風(fēng)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。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、運用于平安等特點。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、小排量的平安閥排汽等。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，孔板深度能變更共振吸聲峰的位置。小孔型消聲器具備設(shè)計嚴(yán)密、吸取頻帶寬、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(shè)備的排氣放空。5、抗噴阻復(fù)合型消聲器具有消聲頻帶寬、運用范圍廣、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(xué)家馬大猷的小孔噴注消聲理論的基礎(chǔ)上研制成功，也是中國最新型結(jié)構(gòu)排氣消聲器，各電廠一般都選擇運用。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。一般用于平安閥、排氣閥、汽輪機及吹管等排氣消聲.（2）隔聲罩的隔聲隔聲罩（soundinsulationencasing）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，以削減噪聲對環(huán)境的影響隔聲罩外殼由一層不透氣的具有確定重量和剛性的金屬材料制成,一般用2～3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開發(fā)生板的吻合效應(yīng)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(gòu)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6～10厘米,填以多孔吸聲材料。罩的內(nèi)側(cè)附加吸聲材料,以吸取聲音并減弱空腔內(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20～30%。在罩和機器、罩和基礎(chǔ)之間，通常填以橡皮墊，以防止振動的傳輸?？梢蚤_啟的活門和視察孔，要密封好。對于須要散熱的設(shè)備，應(yīng)在隔聲罩上留有必要的通風(fēng)管道。這種管道要有消聲結(jié)構(gòu)，或者裝消聲器。在設(shè)計隔聲罩時，要留意滿足工藝和修理的要求，有時要實行防止油污、粉塵和腐蝕等措施。（3）吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲吸聲結(jié)構(gòu)的種類很多，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(gòu)、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)、微孔板共振吸聲結(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，背后留有確定厚度的空氣層，這就構(gòu)成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)。它對低頻的聲音有良好的吸取性能。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，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(dāng)入射聲波的頻率和振動系統(tǒng)的固有頻率一樣時，振動系統(tǒng)就會發(fā)生共振現(xiàn)象，聲能將獲得最大的吸取。薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率一般在80-300Hz之間。②穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)在薄板上穿以小孔，在板后和剛性壁面之間留確定深度的空腔所組成的吸聲結(jié)構(gòu)稱為穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。依據(jù)薄板上穿孔的多少，將創(chuàng)孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)分為單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)和多腔共振吸聲結(jié)構(gòu)。單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)運用較少，它是其他穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的原理。在薄板上按確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，板后留有確定厚度的空氣層，這種結(jié)構(gòu)叫做多腔共振吸聲結(jié)構(gòu)。③微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)一般穿孔孔板的孔徑一般在3~10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(gòu)，其吸聲特性和孔徑的大小、穿孔率的凹凸、以及后背所加的多孔吸聲材料等有關(guān)。假如不加多孔吸聲材料，由于一般穿孔板的孔徑較大，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(gòu)運用。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(gòu)，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(gòu)。為了擴展吸聲頻率范圍，可做成雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。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=60m2S墻1=S墻3=40m2S墻2=S墻4=24m2（1）由于房間內(nèi)表面為混凝土面，查課本《環(huán)境物理性污染限制工程》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=0.0183①由已知得房間不同頻率下測量的聲壓級Lp。②由參考書上的NR曲線可得對應(yīng)的NR數(shù)，從而可得房間允許的聲壓級值。③由①-②可得不同頻率下的ΔLp。④由ΔLp、，代入公式可得處理后不同頻率下的平均吸聲系數(shù)。⑤室內(nèi)平均吸聲系數(shù)=(0.01×2+0.02×3+0.03)/6=0.0183代入得臨界半徑rc=1/4(Q×R/π)^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125HZ250HZ500HZ1000HZ2000HZ4000HZ①919496959294現(xiàn)測②允許值909294939192設(shè)計目標(biāo)③減噪量122212①-②④處理前0.010.010.020.020.020.03查表⑤處理后0.0320.0500.1000.0560.0630.045=×10^0.1ΔLp（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，所以可選用薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)或穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)作為吸聲材料。選擇穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)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(gòu)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(shè)：需安裝材料面積為S材，則〔S材＋(248-S材)×〕/248>=①當(dāng)f=125HZ時，〔0.23S材＋(248-S材)×0.01〕/248>=0.032S材>=24.8m2②當(dāng)f=250HZ時，〔0.60S材＋(248-S材)×0.01〕/248>=0.050S材>=16.81m2③當(dāng)f=500HZ時，〔0.86S材＋(248-S材)×0.01〕/248>=0.100S材>=26.26m2④當(dāng)f=1000HZ時，〔0.47S材＋(248-S材)×0.02〕/248>=0.056S材>=19.84m2⑤當(dāng)f=2000HZ時，〔0.26S材＋(248-S材)×0.02〕/248>=0.063S材>=44.43m2⑥當(dāng)f=4000HZ時，〔0.27S材＋(248-S材)×0.02〕/248>=0.045S材>=24.8m2所以S材>=44.43m2因為S天=60m2,所以可在房間的天花板安裝共振五合板當(dāng)S材=60m2時，反算此時各頻率下的平均吸聲系數(shù)=〔60＋(248-60)×〕/2481>當(dāng)f=125HZ時，=〔0.23×60＋(248-60)×0.01〕/248=0.063驗算：=×10^0.1ΔLpΔLp=7.99dB>5dB2>當(dāng)f=250HZ時，=〔0.6×60＋(248-60)×0.01〕/248=0.153驗算：=×10^0.1ΔLpΔLp=11.85dB>7dB3>當(dāng)f=500HZ時，=〔0.86×60＋(248-60)×0.01〕/248=0.