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华南理工环境科学课件02第二章 第二节 噪声基础2011

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华南理工环境科学课件03第二章 第二节 噪声基础2011

华南理工环境科学课件03第二章 第二节 噪声基础2011

第二章 噪声污染及其控制
第一节 概述 第二节 声学基础 第三节 噪声的评价和标准 第四节 噪声控制技术——吸声 第五节 噪声控制技术——隔声 第六节 噪声控制技术——消声 第七节 噪声控制技术——有源噪声控制简介
一
声波的形成
第二节 声学基础
声音的频谱
二
声波的基本物理量
三
四
声音的波动方程
五 六
平面声波 球面波
七
声压级计算
八
声波的传播特性
（五）声音的声压级、声强级和声功率级
• 声压级（ L p ）：声音的声压与基准声压之比，取以
10为底的对数，再乘以20，分贝（dB）。表达式为
p Lp 20lg p0
(2-36)
式中， p——有效声压，Pa； p0——基准声压， 0＝2×10-5Pa。 p • 将 p0＝2×10-5Pa代入上式，
10
n
Lp 2 /10
10
(2-50)
• 等式两边取对数，并经整理得总声压级
Lpt 10lg 10
i 1
0.1Lpi
(2-51)
（一）声压级相加 【例2-1】有7台机器工作时，每台在某测点 处的声压级都是92dB，求该点的总声压级。
解：根据式(2-52)
LP LP ' 101gn
——基准声强， 0＝ 10-12 W／m2 I I0 • 将 I0 ＝ 10-12W／m2代入式(2-38)，得
LI 10lg I 120
(2-39)
（五）声音的声压级、声强级和声功率级
• 声功率级（LW ）：同样，声功率级定义式为
W LW 10lg W0
式中， ——声功率， W； W
第二章 噪声污染及其控制(第2节-声学基础).ppt

第二章 噪声污染及其控制(第2节-声学基础).ppt

T —— 绝对温度，K。
空气中的声速一般可取340m/s。
17
第二节 声学基础 三、声音的频谱
1、频率、频程及倍频程（※)
频率：音调是人耳对声音的主观感受，在客观上它决 定于声源振动频率，频率是描述声音特性的主要参数之一。 人耳可以听到声音的频率范围为20Hz ~ 20000Hz。
频程：把可听声的频率变化范围分成若干较小的段落， 称为频程或频带或带宽。
7
工业生产 社会生活
城市环境噪声
来自生产过程中机械振动、 摩擦、撞击以及气流扰动产生的 声音。一般纺织厂噪声为90～ 106dB，机械工业80～120dB，大 型球磨机120dB，风铲、风镐、 大型鼓风机130dB以上。
生活噪声一般强度不大。在 80分贝以下，但它使人心烦意乱， 干扰人的正常工作与生活。
频谱图：通常以频率为横坐标，声压级（声强级、声功率级） 为纵坐标，来描述频率与声音强度的关系图。
22
频谱图：
声 压 级
第二节 声学基础
（a）线状谱 （b）连续谱
（a）变压器噪声 （b）涡轮风扇气流噪声
/dB
（c）复合谱
（c）火车转弯尖叫声
频率
在噪声控制中，频谱图中声压级比较突出的部 分及其所对应的频率是重点控制目标。
实质上就是质量守恒定律，参考理想流体的连续性方程，可得 直角坐标系中声波的连续性方程：
t
0
(
u x
x
u y y
uz ) z
或
t
0u
（2-14）
式中：ρ0 — 介质的静态密度，kg/m3；
ux、u y、uz — 介质质点速度u沿x、y、z方向的分量， m/s。
26
第二节 声学基础
噪声的物理基础PPT课件

噪声的物理基础PPT课件

第26页/共95页
• 人耳对声压是很敏感的，对 于频率为1000的纯音，人耳 能听辨的最低声压为2x10-5 Pa；
• 两人面对面交谈的声压大约 是0.02Pa；
• 织布车间噪声的声压可超过 2Pa，100倍于交谈声压，因 此人耳感觉会很不舒服。
第27页/共95页
面对面 交谈
织布 车间
（5）频谱
•
p的rm二s 的次计方算，步然骤后为将：此先二
计 次
算 方
平 值
均 加
时 起
间 来
区段内每 ，再除以
一 平
瞬 均
间 时
振 间
幅 ，
值 最
后开二次方求得： prms
( p 2 )1/ 2
[ 1 1/2 T
T
P2
1/
(t)dt]
2
0
公式中符号上方横线表示对时间加权平均，而T是测量的时间 周期
通常所指的声压若未加说明，都是指的有效声压Pe。
1、频谱的概念
• 纯音：声源作简谐振动所产生的声波为简谐波，声压与 时间的关系是正弦曲线，这种只有单一频率的声音称为 纯音。具有单一音调的声觉。自然界纯音很少见，只有 个别仪器或乐器能发出纯音。比如音叉敲击后发出的声 音。
• 复音：由一些频率不同的简单正弦式成分合成的声波。 具有一个音调以上的声觉。
中心频率（Hz） 50 63 80 100 125 160 200 250 310 400 500 630 800
频率范围（Hz） 中心频率（Hz）
45～58
1000
56～71
1250
71～90
1600
90～112
2000
112～140
2500
理学环境噪声控制工程PPT课件

理学环境噪声控制工程PPT课件

p = P’ - P0
P0为平衡状态下的大气压强。
• 有效声压：在一定时间间隔中，瞬时声压对时间取均方根值为有效声压。
pe
1 T p2dt T0
第10页/共95页
第二节 描述声波的基本物理量
• 频率：频率 f 为媒质质点每秒钟振动的次数。 • 圆频率ω：ω＝2πf • 波长：同一时刻，由于声波引起的传播媒质中密度最稠密（稀疏）的地点到
第22页/共95页
• 球面波的瞬时声压和振动速度
p上(式r,中t，)A为声Ar源c辐o射s声(波能t力的k常r数)。 pA cos(t kr)
声压的振幅
媒质质点振动速度为
pA
A r
u(r, t )
1
0c
A cos(t
r
kr)
uA
cos(t
kr)
第23页/共95页
• 球面声波的声强和声功率 • 声阻抗率 • 声强
pAt pA1 pA2
Dt
D1 D2
pA1 pA2
0c2
第36页/共95页
• 干涉现象：两列相干波在空间某些地方振动始终加强，在另些地方始终 减弱的现象。
• 驻波：当两列具有相同频率和固定相位差的声波在同一直线上沿相反方 向进行时，两列波相遇叠加形成的合成声波即驻波。
• 驻波声场的特征：合成声波的声压随着空间位置的不同有极大值和极小 值
2 p 1 2 p x2 c2 t 2
方程中P为声压，C为声速。
上式的解为 p 1 ct x 2 ct x
第18页/共95页
• 简谐振动的平面波的方程
p为p声场x中, t某位置P的A c瞬o时s声压t；pkA为x 声压幅
值； ω为角频率；k为圆波数，
环境噪声控制技术PPT课件

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LW
10lg W W0
W0 1012W
♀声功率级单位：分贝。
.
37
声波的描述-声波的物理量度
★声功率级声压级(声强级)的关系：
L W 1l0 W W g 0 1l0 I g I 0 S 0 S L I 1l0 S g L P 1l0 S g
LI LP
.
38
声波的描述-声波的物理量度
[例4]
分贝 160 140 120 100 80 60 40 20 0 dB
人的 很痛 痛苦 难忍 很吵 吵闹 一般 一般 一般 一般
感觉 苦
受闹
环境 举例
导弹 发射 核爆 炸
喷气 机 起飞
球磨 机旁 锅炉 车间
纺织 车间
公共 汽车 内大 叫
室内 交谈
建筑 物内 轻声 耳语
郊区 静夜
听阈
危害 严重危害 程度
测得离点声源较远的5米处的声压级为75dB,
求该声源的声功率W。
[例5]
已知大功率小型鼓风机的声功率为140dB,
设测点离鼓风机距离远大于声波波长，鼓风 机
可视为点声源，求离鼓风机分别为5m、10m
和100m远处的声压级。
.
39
4）声能密度
声波的描述-声波的物理量度
定义： 声场中单位体积媒质所含有的声能量。 ☆ 对于在自由空间内传播的平面声波而言：
④声速：振动在媒质中传播的速度。
※不是质点的速度，媒质特性的函数，取决于该媒质的弹 性和密 度，声速会随环境的温度有一些变化。
c cT
f
.
23
声学基础知识-声波的描述
1、描述声波的基本物理量
21.1℃ 时声速近似值（m/s）
噪声的基本知识PPT课件

噪声的基本知识PPT课件

噪声的基本知识PPT课件
目录
• 噪声定义与分类 • 噪声对人体影响 • 噪声测量与评价 • 噪声控制技术 • 环境噪声管理政策与法规 • 实际案例分析与讨论
01
噪声定义与分类
Chapter
噪声定义
物理学角度
噪声是发声体做无规则振动时发出 的声音。
环境保护角度
凡是妨碍人们正常休息、学习和工 作的声音，以及对人们要听的声音 产生干扰的声音，都属于噪声。
噪声可引起胃肠功能紊乱， 表现为食欲不振、消化不 良等问题。
免疫系统
长期噪声暴露可降低人体测量与评价
Chapter
测量方法
声级计法
使用声级计测量噪声的声压级，适用 于稳态噪声的测量。
噪声剂量计法
用于测量个人所接受的噪声暴露量， 通常用于评估职业噪声对工人的影响。
频谱分析法
通过频谱分析仪将噪声信号分解为不 同频率的成分，了解噪声的频率特性。
评价指标
声压级（Lp）
01
表示声音的大小，单位为分贝（dB），是噪声评价中最基本的
指标。
等效连续A声级（Leq）
02
表示在一段时间内声压级的平均值，反映噪声对人耳的总暴露
量。
最大声级（Lmax）
03
表示在测量时间内出现的最大声压级，反映噪声的峰值水平。
噪声来源
01
交通噪声
包括汽车、火车、飞 机等交通工具产生的 噪声。
02
工业噪声
工厂的各种设备产生 的噪声。
03
建筑噪声
建筑工地的各种施工 机械产生的噪声。
04
社会噪声
人们的社会活动和家 用电器、音响设备发 出的噪声。
噪声分类
按来源分
按频率分
关于噪音的ppt课件

关于噪音的ppt课件


65
1帕=1牛/米2，1巴等于105帕。
噪声本身也是声音，具有声音的一切物理特性。 可以用两种方法来描述噪声：
• 一是客观度量，把噪声作为机械振动，用描述声 波客观特性的物理量，如频率、声压、声强、声 功率、声压级、声强级、声功率级等物理量来定 量描述。
• 二是主观评价，噪声与人的感觉密不可分，应该 用反应人的主观感觉的物理量来描述，通常可以 用声级、等效连续声级等物理量来描述，是人主 体对噪声的感觉物理量。
• 我们知道的噪声标准有哪些？
•
质量标准？
•
排放标准？
20
① 声环境质量标准
GB 3096-2008代替GB3096-93城市区域环境噪声标准
② 噪声排放标准
建筑施工场界环境噪声排放标准 （GB12523-2011）
社会生活环境噪声排放标准（GB22337-2008）
工业企业厂界噪声排放标准（GB 12348-2008）
包权
人书友圈7.三端同步
问题
• 噪声的本质是什么？ • 噪声的单位为什么是分贝？ • 0分贝的声音是如何定义的？ • 两个50分贝的声音合成后是多少？ • 一个80分贝和一个50分贝的声音合成是多
少？ • 同一声源在室内发声与室外发声，人听起
来是否相同？
一、噪声和噪声评价量
1.噪声
噪声
人们不需要 的声音。
Ldn
10lg214
Td 100.1Ld
Tn100.1Ln 10
dB(A)
4 统计噪声级 描述噪声随时间变化状况的统计物理量。
计算方法：将测得的100（或200）个噪声级数据按大小顺序 排列，第10（或20）个数据为L10，第50（或100）个数据为 L50，第90（或180）个数据为L90，它们分别表示在取样时间 内10％、50％、90％的时间超过的噪声级。
噪声基础知识_PPT幻灯片

噪声基础知识_PPT幻灯片


3.2 声音的传播
3.2.1 声音的三个基本要素：
频率：每秒振动的次数。可听声的频率在20-20KHz
波长：声源完成一周的振动，声波所传播的距离。可听声
的波长在17m-17mm。
声速：每秒钟传播的距离。声速与温度有关，c=331.4+0.6t
m/s
c=fλ
3.2.2 频谱：通常噪声都是由许多频率组成的复合声。声音
空间任一点的声能是各个声波分量在该点激发 振动的和，这就是叠加原理。当频率相同或接近的 两个或两个以上的声波叠加时，在叠加区的不同位 置会出现加强或减弱的现象，称为声波干涉。
3.3 声压级和声功率级 3.3.1 声压级：
Lp
20 lg
P P0
分贝(dB)
式中：
L p ——声压级（dB）
P ——声压（Pa）
2.2噪声降低工作效率
2.2.1 噪声使精力不易集中 2.2.2 噪声使工作差错率升高 2.2.3 噪声使技能下降 2.2.4 噪声使人容易出工伤事故 2.2.5 噪声掩蔽报警信号易出事故
2.3噪声影响社会安定
2.3.1 噪声影响邻里关系 2.3.2 噪声影响厂群关系，也是投诉最多的环
境污染。 2.3.3 影响大的噪声更易激起民愤，引发社会
透射：声波传播到两层不同的媒质界面上将 发生反射和透射。
干涉：两列频率相同、振动方向相同并且相 位差恒定的波，在交叠区域的某些位置上，振动 始终加强，而另外一些位置上振动始终减弱或抵 消，这种现象叫干涉。
室内声波的反射
从上图可以知道声波经过多次反射再到达人耳，声音变 大，我们叫混响。
混响在声学上是一个重要的概念，用的地方很多，是美 国声学家赛宾发现的。
P 0 ——基准声压2X 1 0 5（Pa）
华南理工环境科学课件05第二章 第四节噪声控制技术

华南理工环境科学课件05第二章 第四节噪声控制技术


(一)薄板共振吸声结构
(二)穿孔板共振吸声结构
(三)微穿孔板吸声结构
(二)穿孔板共振吸声结构
• 特征：穿孔薄板与刚性壁面间留一定深度的 空腔所组成的吸声结构。 • 分类：按薄板穿孔数分为
单腔共振吸声结构
多孔穿孔板共振吸声结构
• 材料：轻质薄合金板、胶 合板、塑料板、石膏板等。
穿孔吸声板
1.单腔共振吸声结构
• 又称“亥姆霍兹”共振吸声器或单孔共振吸声器
• 结构：
封闭空腔壁上开一个
≈
入射声波 图2-18 单腔共振吸声结构示意图
小孔与外部空气相通； 腔体中空气具有弹性， 相当于弹簧； 孔颈中空气柱具有一 定质量，相当于质量块。
• 原理：入射声波激发孔颈中空气柱往复运动，与颈壁 摩擦，部分声能转化为热能而耗损，达到吸声目的。 当入射声波的频率与共振器的固有频率相同时，发生 共振，空气柱运动加剧，振幅和振速达最大，阻尼也 最大，消耗声能最多，吸声性能最好。
表2-11 0 与 T 的换算关系
0 T
0.1 0.25
0.2 0.40
0.3 0.50
0.4 0.60
0.5 0.75
0.6 0.85
0.7 0.90
0.8 0.98
0.9 1
混响室：声学实验室
混响室法吸声系数(无规入射吸声系数) ： • 在混响室中，使不同频率的声波以相等几率从 各个角度入射到材料表面，测得的吸声系数。
5 4
护面层
1
厚度对吸声性能的影响
由实验测试可知： 同种材料，厚度增加一倍，吸声最佳频 率向低频方向近似移动一个倍频程 厚度越大，低频时吸声系数越大； ＞2000Hz，吸声系数与材料厚度无关； 增加厚度，可提高低频声的吸收效果， 对高频声效果不大。
噪声基础PPT课件

噪声基础PPT课件

闹静分开 利用声源的指向性降低噪声 利用地形地物降噪 绿化降噪 利用声学控制手段降噪
彩色聚合物混凝土透水降噪路
利用声学手段降噪实例（隔声）
北京轻轨铁路两侧的声屏障
利用声学手段降噪实例（隔声）
隔声窗
利用声学手段降噪实例（消声）
利用声学手段降噪（吸声）
噪声控制技术手段三： 接 收器的保护措施
a.级的叠加（查表、图法）：
LpT 10 lg 100.1Lp1 100.1Lp1 Lp
LpT Lp1 10 lg 1100.1Lp '
令： L' 10 lg 1100.1Lp
LpT Lp1 L'
a.级的叠加：
LpT Lp1 L'
L' 10 lg 1100.1Lp
D
pe2
0c2
5.频程和频谱：
a.频谱图： 以频率为横轴，以声压为纵轴，绘出的图叫声音 的频谱图。
频谱就是频率的分布曲线，复杂振荡分解为振幅不 同和频率不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率 排列的图形叫做频谱。
噪声频谱分析仪
根据噪声源的特性，我们知道任何机器运转时 及其它的噪声都是不止一个频率的声音，它们 是从低频到高频无数频率成分的声音的大合奏。 在噪声测量中，为了分析，除了进行噪声总值 A 声级测量外，往往还需要进行噪声频谱分析， 通过频谱分析确定噪声源的主要频率成分（例 如高频、中频或低频），由此判断产生噪声的 主要根源（例如是轴承、发动机、齿轮箱或风 机等），从而有针对性地采取降噪措施
能量的传递——相邻质点间的动量 传递来完成，而不是由物质的迁移 来传播能量的。
2、描述声波的基本参数
瞬时声压 p=(P-P0)
帕斯卡（Pa）
波长 λ=c/f
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c 20.0或5 T
c 3(23-15.4)5 0.61t
• 一般空气中的声速近似取340m／s。
声速 c
• 液体和固体中声速（表2-1）
表2-1 常用媒质在室温下的声速近似值
媒质 声速/m·s-1 媒质 声速/m·s-1 媒质 声速/m·s-1
空气
344
玻璃
3658
钢
5182
水
1372
铁
5182
m/s。
c
• 波长、频率和声速之间的关系为
c 或 f
c(2-3)
T
声速 c 声速是媒质特性函数
• 气体中声速为 c P(20-4) 0
式中：0——媒质处于平衡态时的密度，kg／m3；
—P—0 媒质处于平衡态时的压强，Pa；
——比热比(＝定压比热／定容比热)。
• 空气 =1.4，则式(2-4)有如下形式
一 声波的形成
• 声源：振动而发出声音的物体。
• 声源可以是固体、液体或气体。
• 媒质：传播声音的介质。
• 介质可以是 空气、水、固体。 • 声音不能在真空中传播！！！
一 声波的形成
• 声波：声源振动带动相邻的介质质点，
使之交替进行压缩和膨胀运动，由近及 远向前推进的介质振动。
• 纵波：质点振动方向与声波传播方向平行的
时刻的声压变化规律。
（二）连续性方程
• 直角坐标系中声波的连续性方程为
t
式中:
—00—( 媒uxx质或的u静yy 态 密uz度z )，(k2g-1／t4m)3；0u
—t —时间，s；
ux、—u—y、媒u质z 质点速度沿x、y、z方向
的分量，m／s。
式(2-14)反映了质点振动速度与流体密度间的关系。
媒质每秒钟振动的次数越多，其频率就越高。
• 周期（T）：质点振动往复一次所需时间,s。
• 频率和周期互为倒数，即
f 1 T
(2-1)
• 频率与振动圆频率的关系为
2f
(2-2)
c
波长
c
• 波长:是两相邻波对应相同点之间的距 离，即振动经过一个周期声波传播的距 离，m。
声速 c
• 声速:声波在媒质中传播的速度，
硬木
4267
混凝土 3048
铅
1219
软木
3353
三 声音的频谱 （一）频程及频谱 （二）频谱分析
（一）频程及频谱
• 频程（频带、带宽）：将可听声的频率范围 （ 20Hz～20kHz）按倍数变化，划分为若干 较小的频段，通常称为频程。
• 在噪声测量中，常用的有倍频程和1/3倍频 程。
• 倍频程和1/3倍频程的中心频率（表2-2）
• 在噪声控制中，频谱图中声压级比较突出 的部分及其所对应的频率是重点控制目标。
四 声音的波动方程
声波传递的规律可以用基本物理定 律来描述。
声波传递的基本方程： （一）运动方程 （二）连续性方程 （三）物态方程
（一）运动方程
• 均匀理想流体媒质中，小振幅声波的运动方程
2p x2
2p y2
2p z2
传播的波，
代表2 (声ct 速 x向) x负方向传播的波。
（二）瞬时声压和有效声压
• 声压:声波引起的大气压强变化，称为声压。 • 声场:有声波存在的区域称为声场. • 瞬时声压:声场中某一瞬时的声压值。 • 若声源在理想媒质中以单一频率传播，则可看
作是简谐振动，那么媒质中各质点也随着作同 一频率的简谐振动。
（二）瞬时声压和有效声压
• 瞬时声压：声场中某一瞬时的声压值为
p(x,t) pA cos(t k(x2)-20)
（三）状态方程
• 根据理想气体绝热状态方程，得声波传播时 的物态方程为
p c或2 t t
式中: p——瞬时声压，Pa；
—c—声速，m／s；
—t—时间，s.
(2-1p5) c2
式(2-15)描述了声场中瞬时声压随时间的变化与密 度随时间变化的关系。
五 平面声波
（一）声压波动方程 （二）瞬时声压和有效声压 （三）质点振动速度和声阻抗率 （四）声能密度、声强和声功率 （五）声音的声压级、声强级和声功率级
波，具有交替出现的密部和疏部。
空气中声波是一种纵波。
• 横波：质点振动方向与声波传播方向相互 垂直的波。具有交替出现的波峰和
波谷
固体和液体中，既可能是纵波，也可能是横波。
二 声波的基本物理量
c
频率 f
波长
声速 c
频率 f 描述声音特性的主要物理量！
• 频率（f ）：每秒质点振动的次数,Hz；
（二）频谱分析
• 频谱：组成声音的各种频率的分布图。 • 频谱分析：研究声音强度(声压级、声强级、
声功率级)随频率分布的规律。 • 频谱的
复合谱
线状谱 图2-1（a）
• 是由一些频率离散的单音形成的谱，在频谱图上 是一系列竖直线段。
• 线状频谱可以确定单个频率处的声压。 • 一些乐器发出的声音和周期或间断振动的声源产
第二章 噪声污染及其控制
第一节 概述 第二节 声学基础 第三节 噪声的评价和标准 第四节 噪声控制技术——吸声 第五节 噪声控制技术——隔声 第六节 噪声控制技术——消声 第七节 噪声控制技术——有源噪声控制简介
第二节 声学基础
一 声波的形成
二 声波的基本物理量 三 声音的频谱 四 声音的波动方程 五 平面声波 六 球面波 七 声压级计算 八 声波的传播特性
生的声音的频谱是线状谱。 • 与振动相同的声波频率称为基频 • 频率等于基频整数倍的称为谐波频率。
连续谱 图2-1（b）
• 频率在频谱范围内是连续的。其声能也连 续地分布在所有频率范围内，形成一条连 续的曲线。
• 大部分噪声属于连续谱。
复合谱 图2-1（c）
• 是连续频率和离散频率组合而成的频谱， 有调噪声的频谱为复合谱。
• 声波在传播过程中，同一时刻相位相同的 轨迹称为波阵面。
• 波阵面与传播方向垂直的波称平面声波。
（一）声压波动方程
• 均匀波动的平面声波的声压波动方程为
2 p 1 2 p
x2 c2 t 2
式(2-18)的一般解为
（2-18）
p 1(ct x) （2-21(9c）t x)
式中，1、是2 任意函数, 1(c代t 表x声) 速向x 正方向
1 c2
2p t 2
或
2p
1 (22-p13) c2 t2
式中: —p —瞬时声压，Pa；
—c—声速，m／s；
—t—时间，s；
——拉普拉斯算符，
在直角坐标系中
2
2 x2
2 y2
2 z2
式(2-13)表明，声压p是空间坐标（x、y、z）和时间t的函
数;把声压与质点振动速度联系起来，反映了不同地点和不同