噪声与振动污染控制设备.ppt

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1、第七章噪声与污染控制设备教学目的和要求：熟悉多孔吸声材料的吸声性能、影响因素及常见的多孔吸声材料及种类。掌握常见的多孔吸声材料吸声结构、共振吸声结构及其吸声原理、隔声装置的隔声原理、隔声性能、结构组成及设计等相关知识。掌握消声器的原理、种类、声学性能、阻性及抗性消声器的消声原理、特点、设计与应用及消声器的选用原则。掌握隔振器的隔振原理、设计的基本原则及选用与安装。§7.1噪声控制概述一、多孔吸收结构（一）多孔性吸声材料利用材料内部松软多孔的特性来吸收一部分声能。声波进入孔隙后，由于空气与孔壁的摩擦阻力、空气的

2、黏滞阻力和热传导作用，一部分声能转变为热能而耗散掉，从而起吸收声能的作用。可用于室内吸声降噪，也可用于消声器。（1）多孔吸收材料的吸声性能一般对高频声吸声效果好，对低频声吸声效果差，原因是吸收材料的空隙尺寸与高频声波波长相近。（2）吸声性能的影响因素主要与空隙率、结构因子、密度、敷设厚度等因素有关。空隙率材料内部的孔洞容积占材料总容积的百分率。一般在70%以上，一定程度上吸声性能随其增大而提高。结构因子表示多孔材料中孔的形状及其方向性分布的不规则情况，数值介于2～10之间。决定气流通过多孔材料层的难易程度。结

3、构因子越大，吸声性能越好。密度增加材料的密度对低频声的吸收有利，但对高频声的吸收性能下降。实验证明，多孔吸声材料的密度有最佳值。敷设厚度指敷设在消声器管道内壁上的多孔吸收材料的厚度。厚度太小，吸声性能下降；厚度太大，气流通道有效尺寸减少。工程中一般不采取加大厚度来提高其吸声性能。材料背后的空气层材料背后留有一定厚度的空气层，可改善低频吸声性能。当厚度近似等于1/4波长时，吸声系数最大，等于1/2波长的整数倍时，吸声系数最小。通常厚度取70～100mm。（3）吸收材料及其种类目前常用的有：无机纤维材料主要有超细

4、玻璃棉、玻璃丝、矿渣棉、岩棉及其制品。泡沫塑料主要有聚氨酯、聚醚乙烯、聚氯乙烯、酚醛等。有机纤维材料如棉麻、甘蔗、木丝、稻草等。建筑吸声材料有加气混凝土、微孔吸声砖、膨胀珍珠岩等。（二）多孔性吸声结构1.有护面的多孔材料吸声结构主要由骨架、护面层、吸声层等组成。骨架一般用木筋、角铁或薄壁型钢制成。吸声层常用超细玻璃棉、矿渣棉等多孔材料，厚5～10cm，外包玻璃布、细布等织物，以防松散的纤维脱落。护面板护面板可以穿孔钢板、穿孔塑料板、钢板拉网、金属丝等。穿孔率一般不小于20%。为防止多孔材料表面堵塞，可用涤纶、

5、聚乙烯塑料等薄膜、人造革等柔软的薄膜包覆吸声材料。常见吸声结构如图7-2。2.空间吸声体由框架、吸声材料和护面结构做成具有各种形状的单元体。常用的几何形状有平面性、圆柱形、菱形、球形、圆锥形等，球形吸声效果最好。空间吸声体吸声系数较高、而且省料、装卸灵活。常用的吸声材料为超细玻璃棉。常用的护面结构有金属网、塑料窗纱、玻璃布、纱布及各类金属穿孔板等。工程实践表明，悬挂的吸声体面积与室内所需噪声治理面积之比为25%左右，吸声效率最高。分散悬挂优于集中悬挂，特别对中高频吸声效果可提高40%～50%。适用于大而噪声源

6、分散的车间，降噪效果可达10dB左右。3.吸声尖劈是一种楔子形的空间吸声体，用于要求吸声层吸声系数尽可能接近1的声学实验室-消声室里。消声原理利用特性阻抗逐渐变化，由尖劈端面特性阻抗接近于空气的特性阻抗，逐渐过渡到吸声材料的特性阻抗，这样吸声系数最高。形状有等腰梯形、直角劈状、阶梯状、无规状等。吸声尖劈构造示意图二、共振吸声结构利用共振原理做成的各种吸声结构，用于对低频声波的吸收。最常用的吸声结构可分为：单个共振式吸声结构包括薄膜、薄板共振吸声结构穿孔吸声结构微穿孔吸声结构1.薄板共振吸声结构把薄的金属板、胶

7、合板、塑料板甚至纸质版材的周边固定在框架上，背后设置一定深度的空气层，就构成了薄板共振吸声结构。吸声原理声波入射到板面时，迫使板产生振动，引起薄板和空气层这一系统的振动，使声能转化为机械能，并由于摩擦，将一部分振动转变为热能。当入射声波的频率与板结构的固有频率一致时产生共振，吸收系数最大。薄板共振吸声结构的共振频率一般80～100Hz，属低频吸声。常用薄板的吸声系数见表7-1。共振频率可用下式计算：（7-1）改善薄板吸声结构的吸声带宽较窄的性能措施可在薄板结构的边缘上放置些能增加结构阻尼特性的软材料；在空腔中

8、适当挂些多孔的吸声材料；采用不同单元大小的薄板及不同腔深的吸声结构。2.穿孔板共振吸声结构在钢板、铝板、塑板、草纸板等薄板上穿以一定孔径和穿孔率的小孔，在板后设置一定厚度空腔构成，如图所示。穿孔率小于20%。3.薄膜共振吸声结构由刚度很小的弹性材料与其后设置空气层组成。其吸声机理、固有频率计算同薄板结构。通常共振频率为200～1000Hz，最大吸声系数为0.3～0.4。常用的薄膜结构的吸声系数见表7