多孔吸声材料吸声机理及相关参数27页PPT
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声环境学院多孔吸声材料1、多孔吸声材料的类型包括:有机纤维材料、麻棉毛毡、无机纤维材料、玻璃棉、岩棉、矿棉,脲醛泡沫塑料,氨基甲酸脂泡沫塑料等。
聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料不属于多孔材料,用于防震,隔热材料较适宜。
2、吸声机理:是材料内部有大量微小的连通的孔隙,声波沿着这些孔隙可以深入材料内部,与材料发生摩擦作用将声能转化为热能。
3、构造特征:材料内部应有大量的微孔和间隙,而且这些微孔应尽可能细小并在材料内部是均匀分布的。
材料内部的微孔应该是互相贯通的,而不是密闭的,单独的气泡和密闭间隙不起吸声作用。
微孔向外敞开,使声波易于进入微孔内。
4、吸声特性主要是高频,影响吸声性能的因素主要是材料的流阻,孔隙,结构因素、厚度、容重、背后条件的影响。
(1)材料厚度的影响任何一种多孔材料的吸声系数,一般随着厚度的增加而提高其低频的吸声效果,而对高频影响不大。
但材料厚度增加到一定程度后,吸声效果的提高就不明显了,所以为了提高材料的吸声性能而无限制地增加厚度是不适宜的。
常用的多孔材料的厚度为:玻璃棉,矿棉 50—150mm 毛毡 4---5mm 泡沫塑料 25—50mm(2)材料容重的影响改变材料的容重可以间接控制材料内部微空尺寸。
一般来讲,多孔材料容重的适当增加,意味着微孔的减少,能使低频吸声效果有所提高,但高频吸声性能却可能下降。
合理选择吸声材料的容重对求得最佳的吸声效果是十分重要的,容重过大或过小都会对多孔材料的吸声性能产生不利的影响。
(3)背后空气层的影响多空材料背后有无空气层,对于吸声特性有重要影响。
大部分纤维板状多孔材料都是周边固定在龙骨上,离墙50—150mm距离安装。
材料空气层的作用相当于增加了材料的厚度,所以它的吸声特性随着空气层厚度增加而提高,当材料离墙面安装的距离(既空气层的厚度)等于1/4波长的奇数倍时,可获得最大的吸声系数;当空气层的厚度等于1/2波长的整数倍时,吸声系数最小。
(4)材料表面装饰处理的影响大多数吸声材料在使用时常常需要进行表面装饰处理.常见的方法有:表面钻孔开槽,粉刷油漆,利用织布,穿孔板和塑料薄膜等。
多孔吸声材料多孔吸声材料是普遍应用的吸声材料,其中包括各种纤维材料:超细玻璃棉、离心玻璃棉、岩棉、矿棉等无机纤维,棉、毛、麻、棕丝、草质或木质纤维等有机纤维。
纤维材料很少直接以松散状使用,通常用胶黏剂制成毡片或板材,如玻璃棉毡(板)、岩棉板、矿棉板、木丝板、软质纤维板凳。
微孔吸声砖等也属于多孔吸声材料。
泡沫塑料,如果其中的空隙相互连通并通向外表,可作为多孔吸声材料。
一、多孔材料的吸声机理多孔吸声材料具有良好吸声性能的而原因,不是因为表面的粗糙,而是因为多孔材料具有大量内外两桶的微小空隙和空洞。
图12-1(a)表示了粗糙表面和多孔材料的差别。
那种认为粗糙墙面(如拉毛水泥)吸声好的概念是错误的。
当声波入射到多孔材料上,声波能顺着微孔进入材料的内部,引起空隙中空气的振动。
由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的抹茶和热传导作用等,使相当一部分声能转化为热能而被损耗。
因此,只有孔洞对外开口,孔洞之间互相连通,且孔洞深入材料内部,才可以有效地吸收声能。
这一点与某些隔热保温材料的要求不同。
如聚苯和部分聚氯乙烯泡沫塑料以及加气混凝土等材料,内部也有大量气孔,但大部分单个闭合,互补连通(见图12-1b),他们可以作为隔热温饱材料,但吸声小郭却不好。
二、影响多孔材料吸声系数的因素多孔材料一般对中高频声波具有良好的吸声。
影响和控制多孔材料吸声特性的因素,主要是材料的孔隙率、结构因子和空气流阻。
孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。
结构因子是有多孔材料结构特性所决定的物理量。
空气流阻反应了空气通过多孔材料阻力的大小。
三则中以空气阻留最为重要,它定义为:当稳定气流通过多孔材料时,材料两面的静压差和气流线速度之比。
单位厚度材料的流阻,称为“比流阻”。
当材料厚度不大时,比流阻越大,说明空气穿透两就小,牺牲性能就下降,但比流阻大小,声能因摩擦力、黏滞力而损耗的效率就低,吸声性能就会下降。
所以,多孔材料存在最佳流阻。
当材料厚度充分大,比流阻小,则吸声就打。