《环境噪声控制工程》课程设计
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《环境噪声控制工程》课程设计
一、课程目的:
《环境噪声控制工程》是高等学校环境工程专业的主要专业课程
之一,为促进学生掌握噪声治理工程的理论和技术,具备噪声治理工
程的设计能力和综合利用相关专业知识的能力,本课程在完成课堂理
论教学的同时开设课程设计一周。通过课程设计使学生了解噪声治理
工程设计的基本知识和原则,使学生的基本技能得到训练。
本课程的目的是通过课程设计,使学生能够综合运用和深化所学
专业理论知识,培养其独特分析和解决一般工程实际问题的能力,使
学生受到工程师的基本训练。
二、设计任务:噪声降噪设计
某工厂空压机房有2台空压机,距噪声源2m,测得的各噪声带
声压级如表1所示。现欲采用吸声处理使机房噪声降到90dB(A),因
此选用NR80评价曲线。请选择吸声材料的品种和规格,以及材料的
使用面积。
表1 各频带声压级
倍频带中心频率(Hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000
8000
声压级
(dB)
103 95 92 92 84.5 83 79.5 75.5
三、噪声降噪的设计原则:
(1)先对声源进行隔声、消声等处理,如改进设备、加隔声罩、
消声器或建隔声墙、隔声间等。
(2)当房间内平均吸声系数很小时,采取吸声处理才能达到预
期效果。单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小,所需降噪量
较大,宜对天花板、墙面同时作吸声处理;车间面积较大,宜采用空
间吸声体、平顶吸声处理;声源集中在局部区域时,宜采用局部吸声
处理,同时设置隔声屏障;噪声源较多且较分散的生产车间宜作吸声
处理。
(3)在靠近声源直达声占支配地位的场所,采用吸声处理,不
能达到理想的降噪效果。
(4)通常吸声处理只能取得4~12dB的降噪效果。
(5)若噪声高频成分很强,可选用多孔吸声材料;若中、低频
成分很强,可选用薄板共振吸声结构或穿孔板共振吸声结构;若噪声
中各个频带成分都很强,可选用复合穿孔板或微穿孔板吸声结构。通
常要把几种方法结合,才能达到最好的吸声效果。
(6)选择吸声材料或结构,必须考虑防火、防潮、防腐蚀、防
尘等工艺要求。
(7)选择吸声处理方式,必须兼顾通风、采光、照明及装修、
施工、安装的方便因素,还要考虑省工、省料等经济因素。
四、计算步骤:
1、车间情况:10m(长)×6m(宽)×4m(高)
容积V=240m3 内表面积S=248m2
S墙1=S墙3=40m2 S墙2=S墙4=24m2
S天=S地=60m2
内表面为混凝土面
2、混凝土在各个倍频程下的吸声系数如下表2:
表2 混凝土的吸声系数
混凝土的吸声系数/1 f / Hz
125 250 500 1000 2000 4000
0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02
3、由设计任务知要处理的主要是中、低频噪声,因此可选用薄
板共振吸声结构或穿孔板共振吸声结构对其进行吸声处理。
(1)将测量值填入下表3中;
(2)根据NR80曲线查得噪声的允许值并填入表3;
(3)由测量值减去允许值确定减噪量Lp并填入表3;
(4)由2=1·100.1Lp ,求得处理后的吸声系数2并填入表3;
(5)计算临界半径rc:
1
=6302.0301.0=0.015
指向性因数Q=2
由2r 4Q= R4, 得: rc=QR41=)1(4111QS=0.39
表3
序 号 项 目 f / Hz 说
明
125 250 500 1000 2000 4000
○
1
测量值 95 92 92 84.5 83 79.5 现测
○
2
允许值 90 85 82 80 78 76 目 标
○
3
减噪量 5 7 10 4.5 5 3.5 ○1-○2
○
4
处理前
1
0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 查表
○
5
处理后2 0.032 0.050 0.100 0.056 0.063 0.045 根据
上(4)
选取聚乙烯薄膜共振吸声结构进行吸声降噪,聚乙烯薄膜的吸声
系数如下表4:
五合板
d=5mm D=25mm 空腔 距离 f /Hz
125 250 500 1000 2000 4000
10cm 0.20 0.99 0.61 0.32 0.23 0.59
假设需要安装材料的面积为S材,则有:
2
13
248
248)(材材SS
○1当频率f=125Hz时,032.024824801.020.0)(材材SS
求得: S材 28.72m2
○2当频率f=250Hz时,050.024824801.099.0)(材材SS
求得: S材 10.12m2
○3当频率f=500Hz时,100.024824801.061.0)(材材SS
求得: S材 37.2m2
○4当频率f=1000Hz时,056.024824802.032.0)(材材SS
求得: S材 29.76m2
○5当频率f=2000Hz时,063.024824802.023.0)(材材SS
求得: S材 50.78m2
○6当频率f=4000Hz时,045.024824802.059.0)(材材SS
求得: S材 10.88m2
综上,得需要安装材料的面积S材 50.78m2。
取S材= 60m2,装上材料后,墙面的平均吸声系数为4,则:
4
=248262482613)(
○1当频率f=125Hz时,4=2486024801.020.060)(0.0560
○2当频率f=250Hz时,4=2486024801.099.060)(0.2471
○3当频率f=500Hz时,4=2486024801.061.060)(0.1551
○4当频率f=1000Hz时,4=2486024802.032.060)(=0.0925
○5当频率f=2000Hz时,4=2486024802.023.060)(=0.0708
○6当频率f=4000Hz时,4=2486024802.059.060)(=0.1579
根据4=PL1.0110,算出安装材料后墙体对各个频段噪声的吸声
量,即减噪量pL,pL=10㏒14。
○1对125Hz频率的噪声,01.00560.0log101pL=7.48 dB>5 dB
○2对250Hz频率的噪声,01.02471.0log102pL=13.93 dB>7 dB
○3对500Hz频率的噪声,01.01551.0log103pL=11.91 dB>10 dB
○4对1000Hz频率的噪声,02.00925.0log104pL=6.65 dB>4.5 dB
○5对2000Hz频率的噪声,02.00708.0log105pL=5.49 dB>5 dB
○6对4000Hz频率的噪声,02.01579.0log106pL=8.97 dB>3.5 dB
所以所选材料符合设计任务要求。
结论:经过设计计算,知在6m10m墙面装上60m2五合板共振吸声结
构后能够有效使该工厂机房噪声降到90dB(A),符合课程设计任务要
求。
五、参考文献:
1、郑长聚主编.环境工程手册环境噪声控制卷.北京:高等教育
出版社,2000
2、李家华.环境噪声控制.北京:冶金工业出版社,1995
3、马大猷.噪声与振动控制工程手册.北京:中国机械工业出版
社,2002
4、高红武主编.噪声控制工程.武汉:武汉理工大学出版社,2003
5、洪宗辉主编.环境噪声控制工程.北京:高等教育出版社,2002