噪聲控制技術第七章

噪聲控制技術第七章第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二室內噪聲的來源：通過空氣傳來的直達聲室內各墻壁面反射回來的混響聲第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二室內混響聲對環(huán)境的影響：混響使室內噪聲級增加，如一列火車進入隧道以后的噪聲級比行駛在空曠的野外可高出5-10dB;混響對聽覺的干擾；第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二一、吸聲材料多孔性吸聲材料（針對高頻噪聲控制）材料特征：內部有許多小孔，并與材料表面相通，具有通氣性。吸聲機理：聲波投射到多孔材料表面時，部分投入的聲波與纖維或顆粒表面產生內摩擦（摩擦力來自空氣的壓縮、膨脹），部分聲能轉變成熱能，從而使聲音的能量減小。第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二多孔性吸聲材料分類：無機纖維（如玻璃棉、巖棉等）有機纖維（如植物纖維、木質纖維等）泡沫材料（如泡沫塑料、泡沫混凝土等）吸聲建筑材料（如微孔吸聲磚）第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二共振吸聲結構（針對低頻噪聲控制）材料特征：薄膜或薄板表面穿孔吸聲機理：應用共振原理1）聲音與薄板（薄膜）固有頻率產生共振2）聲音與板后空腔氣室空氣產生共振第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二共振吸聲結構的分類微穿孔板吸聲結構（小于1mm微孔）穿孔板共振吸聲結構（共振腔結構）薄板或薄膜吸聲結構（材料本身產生共振）第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二二、吸聲特性的描述1）吸聲系數：a代替τI當a＝0時，無吸聲當a＝1時，完全吸收，無聲能反射第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二1）吸聲系數a是頻率的函數，為研究問題方便，常用中心頻率為125，250，500，1000，2000，4000Hz的吸聲系數的平均值，稱為平均吸聲系數第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二2）吸聲量：A：材料的總吸聲量Si：材料i的吸聲表面積(m2)可推知，吸聲量A的單位是m2第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二2）駐波管法基于振幅合成,產生駐波時:駐波比n波腹：波節(jié)：三、吸聲系數的測量1)混響室法（第四節(jié)中詳細講）第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二聲強系數與聲壓系數之間為平方關系，即：由于a代替τI得到：第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二比較兩種吸聲測量方法可知：基于聲音傳播方向的無規(guī)則性，混響室法測得的吸聲系數更接近材料的實際應用環(huán)境；但測定吸聲系數較困難，兩種方法測定的吸聲系數可以進行換算（書中121頁，表7-1）。第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)多孔材料的吸聲機理和影響吸聲性能的因素第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二一、吸聲機理由于當Zsm（材料聲阻抗率）與ρc相等時，a＝1，說明材料將聲音完全吸收，但在實際應用中不可能。理想吸聲材料要求其聲阻抗率接近于空氣的特性阻抗率。壓縮、膨脹、摩擦、產熱降低聲音能量第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二二、影響吸聲性能的因素材料的厚度材料的密度材料層于剛性面間的空氣層護面層（多應用于多孔疏松材料）空間吸聲體（室內懸掛吸聲體）第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二A：材料厚度多孔材料對高頻率聲音吸聲效果明顯，即在高頻區(qū)吸聲系數較大；多孔材料對低頻率聲音吸聲效果差，即在低頻區(qū)吸聲系數較?。浑S著材料厚度的增加，吸聲最佳頻率向低頻方向移動；厚度每增加1倍，最大吸收頻率向低頻方向移動一個倍頻程；材料厚度（最佳吸收頻率下的波長）當聲音頻率大于500Hz時，吸聲系數與厚度無關。第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二B：材料密度（容重）隨著材料密度的增大，最大吸收系數amax向低頻方向移動.第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二C：空氣層即：材料層與剛性面間的空氣層；當空氣層厚度d=1/4λ時，吸聲系數a最大；對于低頻率聲音來說，λ較大，空氣層厚度也要加大，在工程上增加空氣層厚度不太合適(對于房頂可適當增加空氣層的厚度)，一般5-10cm。第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二D：護面層多孔材料疏松，無法固定，不美觀，需表面覆蓋護面層，如護面穿孔板，織物或網紗等；穿孔率（P），即穿孔總面積與未穿孔總面積的比值，穿孔率越大，對中高頻率聲音吸收效果越好，穿孔率越小，對低頻吸收效果越好。第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二穿孔率的計算：1）當圓孔為正方形排列時2）當孔為等邊三角形排列時第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二3）當孔為平行狹縫時穿孔率計算：第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二E：空間吸聲體即：將吸聲體懸掛在室內對聲音進行多方位吸收；吸聲體投影面積與懸掛平面投影面積的比值約等于40％時，對聲音的吸聲效率最高；該法節(jié)省吸聲材料，對工廠、企業(yè)的吸聲降噪比較適用。第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)共振吸聲結構分類與吸聲原理一、共振吸聲結構分類薄板或薄膜共振吸聲結構單空腔共振吸聲體穿孔薄板共振吸聲體第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二1）薄板（膜）共振吸聲結構基于空氣的體積彈性量為ρc2

假設空腔厚為L，則彈性系數根據彈簧振子共振頻率代入得到：其中：M：薄板面密度,Kg/m2L:空腔厚度，cmf:Hzρ:空氣密度第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二薄板共振吸聲結構的應用范圍：薄膜吸聲結構的共振頻率通常在200-1000Hz范圍，最大吸聲系數約為0.3-0.4，一般作為中頻范圍的吸聲材料。當薄板固定在剛性面骨架上時，薄板和板后的封閉空氣層，也構成振動系統，其共振頻率按書中P.128－7-8公式計算，其中K與板的彈性、骨架構造、安裝情況有關。第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期二2）單腔共振吸聲體共振吸收頻率：其中：S：孔面積，m2V：空腔體積，m3t：孔深度，mδ：孔口修正量，mt+δ為有效頸長，對于直徑為d的圓孔，δ＝πd/4第二十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，