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噪声第二章-声学基本知识2

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噪声第二章-声学基本知识2

噪声第二章-声学基本知识2

声屏障的附加衰减与声源及接收点相对 屏障的位置、声屏障的高度及结构以及声 波的频率密切相关。
2.6.3 气象条件对声传播的影响
雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的 衰减。但这种因素引起的衰减量很小，大 约每1000m衰减不到0.5dB，因此可以忽 略不计。
风和温度梯度对声波传播的影响很大。
,
2.5.3 半自由空间中的线声源
线声源：一长列火车、公路上的长车队、辐射噪 声的长输气管道等；
单位长度声功率为ω，dx段声功率dW= ωdx, 对距离r1的p点的声压平方贡献
声源无限长或p点靠近线源中部，且r0远小于线源 长度时：
当P点距声源的距离r0远大于声源的长度Ɩ时，则 Δθ=θ2-θ1很小，由图可知，r1 Δθ= Ɩ， r1= r0 因此：
空气吸收 衰减 0.27 6.7 2.1 52.3
f Lp2
120m 500 84.1
4000 77.1
800m 500 65.9
4000 15.9
2.6.2 地面吸收衰减
当地面是非刚性表面时：
地面吸收将会对声传播产生附加衰减，但短距 离（30-50m）其衰减可以忽略，而在50m以上 应予以考虑。
2.Байду номын сангаас.1 点声源在自由空间中的辐射
自由声场
理论上说是没有边界的、媒质均匀而各向同 性的声场。在自由声场中，声波在任何方向 传播都没有反射，如室外开阔的旷野、消声 室等均属自由声场。
在自由声场中，以声源为中心的球面对称地向各个方 向辐射声能。在离源点r处，球面面积S=4πr2，声强I 和声功率W之间存在简单关系： W W I S 4r 2 声强级为
声压级约等于声功率级，因此r处的声压级近似为：

物理性污染控制-第二章-第6节-噪声控制技术——消声

物理性污染控制-第二章-第6节-噪声控制技术——消声
(2-167)
消声器进口端入射声的声功率级
透射声的声功率级
LR LW 1 LW 2
W1 10lg W2
传递损失反映消声器自身的特性，与声源等因素 无关； 适用于理论计算和在实验室检验消声器自身的消 声特性。
(3)减噪量
LNR
）与出口端平均 Lp 1
）之差。 L p2
(2-168)
7
8
消声器所需长度／m
高频失效验算
第二章
噪声污染及其控制
第六节 噪声控制技术——消声
一
概 述
二
阻性消声器
三
Байду номын сангаас
抗性消声器
四 阻抗复合式消声器 五 微穿孔板消声器
六
消声器的设计
三
抗性消声器
原理：利用声抗大小来消声。
特点：选择性强，适于窄带噪声和低、中频 噪声。 与阻性消声器不同，抗性消声器不使用吸声材料，主要是利用
(二)阻性消声器的结构形式
a.直管式
b.片式
c.折板式
d.声流式
e.蜂窝式
f.消声弯头
图2- 38 阻性消声器结构示意图
1.单通道直管式消声器
结构形式：如图2-38(a)所示；
特点：结构简单、气流直通、阻力损失小；
适用：小流量管道消声。 消声衰减量 LA 计算
（1）A．N．别洛夫公式：低、中频
1.单通道直管式消声器
0 的确定（表2-19） 式(2-169)中
0 的关系 表2-19 ( 0 ) 与
00
0.05 0.10 0.11 0.15 0.17 0.20 0.24 0.25 0.31 0.30 0.39 0.35 0.47 0.40 0.55 0.45 0.64 0.50 0.75 0.55 0.86 0.60～1 1～1.5

噪声基础知识

噪声基础知识

噪声分贝（dB）1、声音1.1 分贝的感觉当物体振动时，在它周围就会产生声波，声波不断向外传播，被人们听到成为声音。

人耳的听觉下限是0dB，低于15dB的环境是极为安静的环境，安静得会使人不知所措。

乡村的夜晚大多是25-30dB，除了细心才能够体会到的流水、风、小动物等自然声音以外，其他感觉一片宁静，这也是生活在喧嚣之中的城市人所追求的净土。

城市的夜晚会因区域不同而有所不同。

较为安静区域的室内一般在30-35dB，住在繁华的闹市区或是交通干线附近的居民，将不得不忍受室内40-50dB（甚至更高）的噪声。

人们正常讲话的声音大约是60-70dB，大声呼喊的瞬间可达100dB。

在机器轰鸣的厂房中，持续的噪声可达80-110dB，这种高强度的噪声会损害人耳的听觉，并对神经系统产生不良影响，长期还会导致神经衰弱、消化不良、听力下降、心血管等疾病。

人耳的噪声听觉上限是120dB，超过120dB的声音会耳痛、难以忍受，140dB的声音会使人失去听觉。

高分贝喇叭、重型机械、喷气飞机引擎等都能够产生超过120dB的声音。

1.2 人耳的感觉人耳听觉非常敏感，正常人能够察觉1dB的声音变化，3dB的差异将感到明显不同。

人耳存在掩蔽效应，当一个声音高于另一个声音10dB时，较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解，由于掩蔽效应，在90-100dB的环境中，即使近距离讲话也会听不清。

人耳有感知声音频率的能力，频率高的声音人们会有“高音”的感觉，频率低的声音人们会有“低音”的感觉，人耳正常的听觉频率范围是20-20KHz。

人耳耳道类似一个2-3cm的小管，由于频率共振的原因，在2000-3000Hz的范围内声音被增强，这一频率在语言中的辅音中占主导地位，有利于听清语言和交流，但人耳最先老化的频率也在这个范围内。

一般认为，500Hz以下为低频，500-2000Hz为中频，2000Hz以上为高频。

语言的频率范围主要集中在中频。

人耳听觉敏感性由于频率的不同有所不同，频率越低或越高时敏感度变差，也就是说，同样大小的声音，中频听起来要比低频和高频的声音响。

声学基本知识.

声学基本知识.



当n个声源时，
n 0.1L pi L pT 10 lg 10 i 1
a.级的叠加（查表、图法）：
令： 则：
Lp Lp1 Lp2 Lp2 Lp1 Lp
代入下式中：
L pT 10 lg 10

0.1L p1
10
0.1L p2


可得：
L pT 10 lg 10
2.2.1 描述声波的基本物理量
1.周期： 质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（s）。 2.声波频率： 一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹(Hz)。
频率范围 (Hz) 声音 定义
<20 次 声 20-20000 <500 500-2000 >2000 低频声 中频声 音频声 高频 声 >20000 超
扩散声场（混响声场） : 如果室内各处的声压级几乎相等，声能密度也 处处相等，那么这样的声场就叫做扩散声场。 声波在室内等封闭空间内传播时，存在许多 反射面，声波经过壁面和室内物体多次反射， 不断改变传播方向，使室内声的传播完全处 于无规状态。如果在室内任何一点，各个方 向传来的声波几率相等，声音的相位无规，
2.2.1 描述声波的基本物理量
x sin( 2ft )
位移 振幅 周相
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
2.2.1 描述声波的基本物理量
x sin( 2ft )
位移 振幅 周相
位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大 的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。
I 0 10
12
W m
2
声强级单位：分贝。

环境噪声控制工程(2)

环境噪声控制工程(2)

两个媒质中的质点振动速度分别为
环境噪声控制工程(2)
由边界条件可以得到
uAi＋uAr＝uAt
或
➢ 声压反射系数rp：反射声波声压幅值PAr入射 声波声压幅值PAi之比
➢ 声压透射系数τp：透射声波声压幅值PAt与入射 声波声压幅值PAi之比
环境噪声控制工程(2)
➢ 当ρ2 c2 > ρ1 c1时，媒质II比媒质I“硬” ➢ 当ρ1 c1 > ρ2 c2时，媒质II比媒质I“软”
环境噪声控制工程(2)
• 指向性指数DI
环境噪声控制工程(2)
• 例：测得离点声源较远的10米处的声压级为60dB，求 该声源的声功率W。 解：点声源发出的声波为球面波，球面面积 s＝4πr2 由声压级、声强级和声功率级的关系
得到
环境噪声控制工程(2)
第三章 噪声的传播和分贝的计算
• 声波的叠加 • 平面波的反射、透视和折射 • 声波的绕射 • 噪声在传播中的衰减 • 分贝的计算
环境噪声控制工程(2)
2020/11/23
环境噪声控制工程(2)
目录
❖ 第一章 绪论 ❖ 第二章 声波的基础知识 ❖ 第三章 噪声的传播和分贝的计算 ❖ 第四章 噪声评价和标准 ❖ 第五章 噪声的测量 ❖ 第六章 吸声和室内声场 ❖ 第七章 隔声 ❖ 第八章 消声器 ❖ 第九章 隔振与阻尼
环境噪声控制工程(2)
• 已知：空气密度为1.21kg/m3，空气中声 速为340 m/s ，水的密度998 kg/m3 ，声 速1483 m/s ，声波斜入射时的入射角为 10o。计算1)声波由空气入射到水面时的 反射角和折射角；2)声波由水入射到水 与空气交界面时的反射角和折射角。问 哪种情况存在全反射临界角，其值为多 少。

物理性污染控制_第二章_噪声污染及其控制_第2节声学基PPT精品文档85页

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40
轻声耳语
0.00063
30
树叶飘动声
0.00020
20
常见的声压级范 围如右图所示：
2. 声强和声强级：
（1）声强：在声波传播方向上单位时间内垂直 通过
单位面积的平均声能量，称为声强，
用
I=W/A
I 表示，单位：瓦每平方米 。
声压和声强都是度量声音大小、强弱的物理量。 声压是用力的关系说明声音的强弱，声强是
为什么要用“级”表征声音的大小？ 用声压绝对值表示声音强弱不方便。从闻 阈声压2×10-5Pa到痛阈声压2×101Pa，声 压绝对值相差100万倍。采用与基准值的 相对值较方便。
级的概念：1个量的级是这个量与同类基准值
之比的对数，用L表示。
表达式：
L logr
X X0
r＝10时，级的单位为贝（耳），工程上常用分
2.2.2 声波的物理量度
1. 声压、声压级
（1）声压：受声波的传播扰动，局部空气产生 压缩或膨胀，压缩的地方压强增大，膨胀 的地方压强缩小，这样在原来的大气压上 产生压强的变化，此压强变化称声压。
p(PP0)
瞬时声压：声场中某一瞬时的声压值 峰值声压：一定时间间隔内最大一瞬时声压
值 有效声压（pe）：在一定时间间隔（周期的整
第二节 声学基础知识
2.1 声音的产生和传播 2.2 声波的描述 2.3 声波的传播特性 2.4 声源的指向性
2.1 声音的产生和传播
物体的振动是产生声音的根源。
声源：把产生声音的振动物体称作声源。
点声源：声源尺寸远小于测点到声源距离时，声波 以球面波形状较均匀地向各个方向辐射。
W 0基 准 声 功 率 ； W 0 1012W 。

噪声基础知识


YORK Production System All rights Reserved Copyright 1999 by York International Inc.
17
分贝
• 声压级与声功率级用下列公式转换：
Lw = Lp + 10 log S/S0
S =被测表面的面积，m2
S0 = 1 m²
噪声基础知识
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1
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40 dBA
20 dBA 0 dBA
轻声耳语
人的呼吸声 可闻阈
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声功率
• 虽然以声波方式辐射出去的能量与声源本身的能量相比 很小，但是总的来讲，其能量值与声源的大小、功率成 正比。 • 对于一定的声源来讲，声功率的大小是一定的，与环 无关。 • 声功率是无法直接测量出来的，它只能通过测量声压再 转化过来。
人耳对高频声音 比对低频声音更 敏感。
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噪声及声学基础


五、噪声的物理量度
例题：某车间有两台车床，在同一个测点，当开其中一台时测得的声压级为90dB，再开另一台测 得的声压级为85dB，求总声压级是多少？
解：L1-L2=90-85=5dB，由表查得△L=1.2dB Lc=L1+△L =90+1.2=91.2dB
五、噪声的物理量度
例题，有四个声源作用于同一个点，声压级分别为95dB、93dB、90dB、88dB，求总声压是多少？ （提示：它们合成的总声压级可以按任意次序两两相叠加而得。）
I= 式中 P——声压，Pa；
ρ——空气的密度，kg/m 3 ； c——声速，m/s。
P2 c
五、噪声的物理量度
（3）声功率 I=
式中 I ——声强，W/m2； W——声功率，W ； r——离声源的距离，m。
W 4 r 2
五、噪声的物理量度
2、声压级、声强级、声功率级 （1）声压级
（2）声强级
LP =
）
A．A 将B噪C声大的机械换成噪声小的机械 B．在马路和住宅间设立屏障或植树造林
C．在耳孔中塞上一小团棉花
D．关闭所有声源
5．下列不属于噪声的是（ ）
C
A．马路上车辆的鸣笛声 的夜晚突然有大声谈笑声
B．自由市场喧闹的叫卖声C．音乐欣赏会上演奏的钢琴声
D．在沉静
7．如图所示，图甲为人敲鼓，能发出悦耳动听的鼓
部脱落，不再下蛋，有6千只鸡体内出血，最后死亡。
3、减小噪声的途径
噪声也是声音，它从发声处产生，通过介质作为载体来传播，最后到达声音的接收处，完成了整个 传播声音的全过程。因此噪声控制可以从这三个方面入手：一是在声源处，二是在传播过程中，三是在 人耳处
减小噪声——在声源处减小噪声 有消音器的92式手枪

物理性污染控制-第二章-第5节-噪声控制技术——隔声

c fc 2
2
m B
2
墙板面密度，kg／m2 墙板的弯曲劲度，N· m
或
墙板的厚度，m
c f c 0.551 t
m
E
墙板密度，kg／m3
(2-138)
墙板的弹性模量，N/m2
由式（2-138）可知，临界吻合频率受墙板厚度、密度、弹性影响 fc 越低； 墙板越厚， 轻而弹性模量大的隔板，常常降到听觉敏感的声频范围内，对隔声造成不
图2-34 双层墙隔声特性
(一)双层隔声墙
1.双层隔声墙的隔声原理 2.双层墙的隔声特性曲线 3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算
3.双层墙的共振频率及其隔声量的实际估算
双层墙的共振频率
f0
(2-143)
f0 是指入射声波法向入射时的墙板共振频率
c f0 2
0
1 1 ( ) h m1 m2
41 41 45 40 33 37 38 46
— 52 47 57 44 44 45 53 42 45 49 57 17 22 35 44 28 36 39 46
46 52
54 57 64 49 54
47 53
— 56 62 48 55
43 42 45 46
50 47 49 51 53 52 35 39 43 43
刚度和阻尼控制区

质量控制区
吻合效应区
频率大于fn,共振影响消失,墙板的隔声量受墙板惯性质量影响。
墙板的面密度愈大，即质量愈大，隔声量愈高。 墙板的隔声量随着入射声 声波频率与墙板固有频率相同时，引起 波频率的增加而以每倍频 隔声量随入射声波频率的增加，而以斜率为 6dB／倍频程直线上升。 共振，隔声量最小。 随入射声波频率继续升高，隔声量反而 程6dB的斜率下降。 随着声波频率的增加，共振减弱，直至 下降，曲线上出现低谷，这是吻合效应的 消失，隔声量总趋势上升。 缘故。 共振区的大小与墙板的面密度、形状、 越过低谷后，隔声量以每倍频程 10dB 安装方式和阻尼有关。 趋势上升，接近质量控制的隔声量。 隔声构件，共振区越小越好。

朗德科技声学测试培训2 Noise_measurements2-44


A weighti ng dB
-0.8 0 0.6 1 1.2 1.3 1.2 1 0.5 -0.1 -1.1 -2.5 -4.3 -6.6 -9.3
0 -10 -20 A-weighting -30 -40 -50 -60 20 50 125 315 800 2000 5000 12500 Frequency (Hz)
2-Human hearing system人类的听觉系统
Human hear responds predominantly to airborne noise = pressure changes 人耳对空气噪声的响应 =气压变化
Pressure variation is an adequate noise measurement quantity because : 压力变化可用来充分度量噪声的原因是： • The auditory system responds to pressure changes • 听觉系统对声压的变化有响应 • Mechanical structures responds to pressure • • • 机械结构对压力有响应 Easiest acoustic quantity to measure. From pressure, sound intensity and power can be evaluated. 可用于测量最简单的声学量。通过测量声压，可以估计出声强度和声能量。
where WC = weighting to be applied, dB f = frequency, Hz
Perception of sound pressure level variation 对声压级变化的感知度:
Change in sound level
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地面上稀疏的树干
3 dB／100m
各种树林平均的附加衰减大致为：
Ag 2 0.01f
1/3
d
2.6.4 声屏障衰减
当声源与接收点之间存在密实材料形成的障碍物时
会产生显著的附加衰减，这样的障碍物称为声屏障
声波遇到屏障时会产生反射、透射和衍射三种传 播现象 屏障的作用：
阻挡直达声的传播，
隔绝透射声， 并使衍射声有足够的衰减。
重点
1.点声源在半自由空间中的辐射（p29,24题） 2.声波在空气中的吸收衰减（p29,26题）
水污染控制工程
,
2.5.3 半自由空间中的线声源
线声源：一长列火车、公路上的长车队、辐射噪 声的长输气管道等；
单位长度声功率为ω，dx段声功率dW= ωdx, 对距离r1的p点的声压平方贡献
声源无限长或p点靠近线源中部，且r0远小于线源 长度时：
当P点距声源的距离r0远大于声源的长度Ɩ时，则 Δθ=θ2-θ1很小，由图可知，r1 Δθ= Ɩ， r1= r0 因此：
L p2 L p1
r2 20 lg r 1
由上式可知，若r2＝2r1，则△L＝6dB。即在点声源的 声场中，距声源的距离加倍，声级衰减6dB，这是用 来检验声源是否可作为点声源处理的简便方法。
例：已知在离开声源20m处的声压级L1＝85dB，求 在离声源60m的地方声压级为多少？ 解：
Lp Lp
温度梯度对声波的折射
空气中温度不均匀时，造成空气的密度不 均匀：温度高，密度小，为波疏介质； 温度低，密度大，为波密介质；
声波从波密介质向波疏介质传播时，声线 远离法线； 声波从波疏介质向波密介质传播时，声线 靠近法线；
为什么声音在晚上要比晴朗的白天传播的远 一点？
风速对声波传播的影响
空气吸收 衰减 0.27 6.7 2.1 52.3
f Lp2
120m 500 84.1
4000 77.1
800m 500 65.9
4000 15.9
2.6.2 地面吸收衰减
当地面是非刚性表面时：
地面吸收将会对声传播产生附加衰减，但短距 离（30-50m）其衰减可以忽略，而在50m以上 应予以考虑。
声压级约等于声功率级，因此r处的声压级近似为：
L p LW 20 lg r 11
从距离r1传播到距离r2，声强级或声压级的衰减量：
L LI 1 LI 2 r2 I1 r2 10 lg 10 lg 20 lg I2 r1 r1
2
若已知r1处的声压级，则r2处的声压级为：
2
1
r2 20 lg r1
60 85 20 lg 20 85 10 75 (dB )
现实中，声源在自由空间中辐射声波时，其强 飞机在空中飞行时，在它的前后左右上下各方向等 距离上测得的声压级是不相同的。 度分布具有指向性，即不同方向相同距离上， 声压级不同。 考虑声源 的指向性，则在某一θ角方向上，r 处声压级为：
与20℃相差 的摄氏温度
例
点声源在空气湿度20%，气温20OC时辐射噪 声。已知距声源20m处500Hz,4000Hz处声压 级分别是100 dB，问120m，800 m处两频率 处声压级？(仅考虑随距离发散引起的衰减和 空气吸收引起的衰减)
Lp 2
f
r2 (r2 r1 ) r1=20m L p 1 20 lg r及传播规律
李 聪
licong@ 2013.10.8
章节内容
2.5 声源的辐射 2.6 声波在传播过程中的衰减
本课的重点难点
声源的辐射 声波的空气吸收衰减
2.5 声源的辐射
2.5.1 点声源在自由空间中的辐射 2.5.2 点声源在半自由空间中的辐射 2.5.3 半自由空间中的线声源
对于噪声控制工程，可以采用下面的半经验 公式来估算声波在空气中传播时声压级的衰 减量，在20℃时：
传播距离m
声波的频 率，Hz
f d Aa 7.4 10 8
相对湿度
2
对于不同温度，可采用下式来估算：
Aa(20C , ) Aa(T , ) 1 Tf
β=4×10-6
,
L p Lw 20 lg r D 1 11
DI（指向性指数）=10lgR θ 。 R θ （指向性因数）：离点声源相同距离处，某一 θ角方向上I θ和所有方向上平均声强级的比。
2.5.2 点声源在半自由空间中的辐射
当声源放置在刚性地面上时，声音只能向半空间 辐射，半径r的半球面面积为2πr2，因此对半空间 接收点：
地面对运动空气的摩擦，使近地面的风有一 个梯度，顺风和逆风传播的声速产生梯度。
逆风时，对 顺风时，对 地面声速叠 加风速（反 加风速。风 向）。声波 速随高度增 弯向空中， 加风速增大， 传播不远。 声波弯向地 面，传播远。
为什么逆风传播的声音难以听清？
顺风时，对地面声速 叠加风速。风速随高 度增加风速增大，声 波弯向地面，传播远。
100
120m
500 4000
800m
500 4000
20lg(r2/r 15.6 15.6 32 32 离声源较近的地方，随距离发散引起的衰减占主导， 1) 可见，低频噪声能够传播很远，在很大范围内形成噪声
离声源较远的地方，空气吸收高频的噪声衰减快，而低 污染，故对低频噪声污染要重视。 频噪声衰减不明显。 6.7 0.27 6.7 衰减常数 0.27
声波在厚的草地上面或穿过灌木丛传播时，在 频率为1000Hz时的附加衰减较大，可高达 25/100m dB。 附加衰减量的近似计算公式为：
Ag 1 0.18 lg f 0.31r
声波的频率
传播距 离，m
声波穿过树木或者森林时，不同树林的衰减
相差很大，在1000赫兹时：
浓密的常绿树树冠 23 dB／100m
W I 1 L I 10 lg 10 lg 2 I0 I 4 r 0 W W0 1 W 1 10 lg 10 lg 10 lg W W0 4r 2 4r 2 0 I0 LW 20 lg r 11
I
声强级为
W 2r 2
LI =LW -20lgr -8
2.5.2 点声源在半自由空间中的辐射
当距离足够远时，就可将球面波近似看成平面波， 于是有LI ≈ Lp。则若用声压级来表示，可得r处的 声压： Lp=LW-20lgr-8 对于指向性指数为DI的声源： （dB）
L p Lw 20 lg r D 1 8
声屏障的附加衰减与声源及接收点相对 屏障的位置、声屏障的高度及结构以及声 波的频率密切相关。
2.6.3 气象条件对声传播的影响
雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的 衰减。但这种因素引起的衰减量很小，大 约每1000m衰减不到0.5dB，因此可以忽 略不计。
风和温度梯度对声波传播的影响很大。
2.5.1 点声源在自由空间中的辐射
自由声场
理论上说是没有边界的、媒质均匀而各向同 性的声场。在自由声场中，声波在任何方向 传播都没有反射，如室外开阔的旷野、消声 室等均属自由声场。
在自由声场中，以声源为中心的球面对称地向各个方 向辐射声能。在离源点r处，球面面积S=4πr2，声强I 和声功率W之间存在简单关系： W W I S 4r 2 声强级为
2.6 声波在传播过程中的衰减
2.6.1 空气吸收衰减 2.6.2 地面吸收衰减 2.6.3 气象条件对声传播的影响
2.6.1 空气吸收衰减
空气吸收：声波在空气中传播时，因空气的 粘滞性和热传导，在压缩和膨胀过程中，使 一部分声能转化为热能而损耗，称为空气吸 收。这种吸收称为经典吸收。 弛豫吸收：所谓弛豫吸收是指空气分子转动 或振动时存在固有频率，当声波的频率接近 这些频率时要发生能量交换。能量交换的过 程都有滞后现象，这种现象称为弛豫吸收。