2024年11月2日发(作者:濯宜然)
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目录
一、相关标准及公式 ............................................... 3
1)基本公式 .................................................. 3
2)声音衰减 .................................................. 4
二、吸声降噪 ..................................................... 5
1)吸声实验及吸声降噪 ........................................ 6
2)共振吸收结构 .............................................. 7
三、隔声 ......................................................... 8
1)单层壁的隔声 .............................................. 8
2)双层壁的隔声 .............................................. 9
3) 隔声测量 ................................... 错误!未定义书签。
4)组合间壁的隔声及孔、缝隙对隔声的影响 ...................... 10
5)隔声罩 ................................................... 10
6)隔声间 ................................................... 10
7)隔声窗 ................................................... 11
8)声屏障 ................................................... 11
9)管道隔声量 ............................................... 12
四、消声降噪 .................................................... 12
1)阻性消声器 ............................................... 12
2)扩张室消声器 ............................................. 14
3)共振腔式消声器 ........................................... 15
4)排空放气消声器 ........................................... 13
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压力损失 .................................................... 13
气流再生噪声 ................................................ 13
五、 振动控制 ................................................... 16
1)基本计算 ................................................. 16
2)橡胶隔振器(软木、乳胶海棉) .............................. 16
3)弹簧隔振器 ............................................... 18
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重要单位:
1N/m=1kg/s2
1r/min=1/60HZ
标准大气压1.013*105
气密度
=1.29
273.2P
T1.01310
5
基准声压级Po=10*105
基准振动加速度10-6m/s2
1Mpa=1000000N/m2
倍频程测量范围: 中心频率两侧70.7%带宽;1/3倍频程测量范围: 中心频率
两侧23.16%带宽
一、相关标准及公式
1)基本公式
声速
c=331.5
T
331.50.6t
273
P
2
声压与声强的关系
I=
cv
2
其中
vwA
,单位:W/m
2
c
I
P
2
声能密度和声压的关系,由于声级密度
,则
2
J/m
3
c
c
质点振动的速度振幅
v
pI
《环境影响噪声控制工程—洪宗辉P11》
m/s
cp
A计权响应与频率的关系见下表《注P350》
2550
频率Hz 63 125
0 0 00 00 00 00
A计权响应,-26-16-8-3
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10204080
0 1.1.-1
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dB .2 .1 .6 .2
1
ti
i
2 0 .1
等效连续A声级
L
eq
10lg
10
d
0.1L
Ai
ti
ti
第i个A声级所占用的时间
0.1L0.1(L10)
1010
昼夜等效声级
L
dn
10lg
22:00~7:00为晚上
n
5
8
3
8
本底值
L
90
,
L
Aeq
(L
10
L
90
)
2
L
50
60
如果有N个相同声音叠加,则总声压级为
L
p
L
p1
10lgN
如果有多个声音叠加
L
p
10lg(
10)
i1
N
L
PI
10
声压级减法
L
PS
10lg(10
L
PT
10
10
L
PB
10
)
背景噪声(振动)修正值
声源声级(振级)与本底声级(振
3 4 5 6 7 8 9
级)之差/dB 0 1 2 3 4 5
32
修正值/dB .............
0 3 6 3 0 8 6 5 4 3 2 2 1
粗略修正值/dB
2)声音衰减
(1)点声源
常温时球面声波扩散的表达式
L
p
L
w
10lg
Q
2
4
r
r
r
1
111111
3 2 1 0
半径分别为r
1
和r
2
两点的扩散声压级差
A
d
20lg
2
自由空间
L
p
L
w1
20lgr11
半自由空间
L
p
L
w1
20lgr8
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(2)线声源
声压级:
L
p
L
w1
10lgr3
半径分别为r
1
和r
2
两点的扩散声压级差
A
d
10lg
声屏障计算规范
(3)有限长线声源
如果测得在
r
0
处的声压级为
L
P
(r
0
)
,设线声源长为l
0
,那么距r处的声压:
当
rl
0
且r
0
l
0
时,可近似简化为
L
P
(r)L
P
(r
0
)20
r/r
o
,即在有限长线声源
的远场,有限长线声源可当作点声源处理。
当
rl
0
/3且r
0
l
0
/3
时,可近似简化为
L
P
(r)L
P
(r
0
)10
r/r
o
,即在有限长线声
源的近场,有限长线声源可当作线声源处理。
当
l
0
/3rl
0
且l
0
/3r
0
l
0
时,可近似简化为
L
P
(r)L
P
(r
0
)15
r/r
o
(4)面声源
a
0 r
ba
3 r
b>a 预测点和面声源中心距离衰减
b
6 r
r
2
r
1
(5)室内外
NRL
1
L
2
TL6
TL:窗户的隔声量,DB; NR: 室内和室外的声级差。或称插入损失,DB
L
p1i
(T)10lg(
10
j1
n
0.1L
p1ij
)
LP:室内围护结构处的倍频带声压级 N声源总数
i倍频带
L
w1
L
2
(T)10lgS
S透声面积
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二、吸声降噪
1)吸声实验及吸声降噪
房间的总吸声量
A
i
S
i
降噪系数
NRC
吸声量
A
S
驻波管
d
2
c
c
l
2f
max
22f
min
S
;房间的平均吸声系数
S
i
i
i
250
500
1000
2000
4
对于圆形管道,上限频率
f
u
0.586c/D
D管道截面直径,m
对于矩形管道,上限频率
f
u
c/2l
1
l
1
管道最大尺寸边长,m
下限频率
f
l
c/2l
l管道长度,m
房间总的吸声量
A
i
S
i
A
ii
当吸收系数
<0.2时,可用赛宾公式
T
60
而当
>0.2时,用艾润公式
T
60
1000Hz,
0.163V
, 《注P355》
S
0.163V
此公式适用于频率小于
Sln(1
)
如果频率大于1000 Hz,需考虑空气的吸收,赛宾—努特生
T
60
艾润公式—努特生
T
60
0.163V55.2v
Sln(1
)4mVcSln(1
)4mVc
0.163V
,
S4mV
空气吸声系数4m可参考《注P356》
房间系数
R
S
S
式中
ii
S
1
(扁平房间6db/距离加倍,降噪量 3.3+2.7x分贝)
假设房间处理前后的吸声系数为
1
和
2
,可得吸声处理前后室内声压差
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L10lg(
Q
Q
44
)10lg()
4
r
2
R
1
4
r
2
R
2
远小于 1的时候,可以作简单计算时可用下式计算
L
p
10lg
R
2
AT
10lg
2
10lg
1
10lg
2
R
1
A
1
T
2
1
临界范围内,声压级表示
L
P
L
W
10lg(
临界半径
rr
0
0.14QR
扁平房间
L
P
(1
)(5.49lgr)
4x0.25
Q
4
)
2
4
rR
平顶吸声系数; 距离r小于半高度h/2
时,声场仍由直达声决定, 距离加倍,声压级降低6DB; 距离大于h/2,小
于8h时,近似值为3.3+2.7
。
2)共振吸收结构
1.薄膜与薄板
共振频率
f
0
c
2
0
M
0
D
3
60
M
0
D
2
0
为空气密度,kg/m;
M
0
为膜的面密度,kg/m。
2.穿孔板共振吸声结构
(1)单腔共振器的共振频率
f
0
c
2
S
V
t
其中:S为孔颈开口面积,m
2
;V为空腔容积,m
3
;t孔颈深度,m;
修正值,
对于圆形
d
4
0.8d
(2)穿孔板共振吸声结构
c
f
0
2
P
2
f
0
则
p
D
t
D
t
c
2
其中:D为板后空气厚度,m;P为穿孔率(穿孔率小于20%),圆孔正方形
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排列
P
d
2
4B
2
,圆孔等边三角形排列
P
d
2
23B
2
,狭缝平行排列
P
d
,d为孔径
B
或缝宽,B为孔(缝)中心距
当穿孔板用于吊顶时,背后空气层很大,其共振频率可用下式进行计算
f
0
c
2
P
,由于空气层厚度大,在低频将出现共振吸取,
2
t0.8d
DPD/3
若在板后设多孔材料会使中、高频也有良好的吸收。《噪声与振动控制工程手
册 P429》
微穿孔版,孔径<1mm,穿孔率<5%,空腔5-20cm;频带宽。
(3)帘幕《噪声与振动控制工程手册 P424》
设帘幕距刚性壁的距离为L,吸收峰频率
f
2n1
c
式中:L空气层厚度,m;n正整数
4L
三、隔声
1)计权隔声量测量
试验样品的隔声量:
RL
1
L
2
10lg
S
0
S
式中:L
1
发声室中的平均声压级;L
2
接收室的平均声压级;S
0
试验样品的面积,
m
2
;
接收室的平均吸声系数;S接收室的总内表面积,m
2
;
2)单层壁的隔声
1.质量定律
声波垂直入射到单层壁上的隔声量(对应10LG(1/t))实际隔声量要加上
5DB。
前提:声源频率大于共振频率
R
0
20lgmf42.5
m壁的面密度,kg/m;f波频率,Hz
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2
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实际隔声量可用经验公式
R14.5lgmf26
对于工程上经常关心的频率范围为100~3150Hz的平均隔声量
R14.5lgm10
而在《环境噪声控制工程 洪宗辉》
R13.5lgm14
(m≤200kg/m2)
R16lgm8
(m>200kg/m2)
2.吻合效应
产生吻合效应条件
ch
p
p
1.35
p
h为板厚,m
sin
f
产生吻合效应的最低效率,称为临界频率
0.551c
2
f
c
hc
p
而在《环境噪声控制工程 洪宗辉P152》
c
2
f
c
2
h
Mc
2
0.556
Bh
m
E
3
m
构件材料的密度(注意不是面密度),kg/m,E构件材料的静态弹性模
量,N/m
2
;h板的厚度,m;M板的面密度,kg/m
2
,B板的劲度,
B
3)双层壁的隔声
1.有关计算
双层壁作为整体振动系统的共振频率
f
0
c
2
1
Eh
3
;
12
1
dm
1
1
2
(
1
2
)
d为空气层厚m,m kg/m;
空气密度。
m
2
(
f
0
E11
()
E为填充材料的弹性系数,d应该为填充发泡材料
dm
1
m
2
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的厚度P270)
双层壁的隔声量
c/
Mff
0
时
R20lgMf42.5
M=m
1
+m
2
f
0
fc/2
d
时
RR
1
R
2
20lg2kd
其中波数
k
2
fc/2
d
时,
RR
1
R
2
6
f
c
,且空气层内有吸声材料,
4d
《环境工程手册-环境噪声控制卷 P156》
1
S
RR
1
R
2
10lg
W
4S
式中:
S
W
单片墙的面积,m
2
;
S
两板之间空气层内的吸声量,m
2
;
高阶共振频率
f
n
控制技术 袁昌明P81》
4)组合间壁的隔声及孔、缝隙对隔声的影响
平均透射系数及平均隔声量
1
S
1
1
S
2
2
S
n
n
,
R10log
得
10
0.1R
S
1
S
2
S
n
S
C
S
0
nc
n为常数;d空气层厚度,m《噪声与振动
2d
当结构的隔声量很大和
S
0
/S
c
1
时,结构的实际隔声值为
R10lg
5)隔声罩
罩内外声压级差
NRR10lg
A室内吸声量 S为罩内表面积。
室内罩外的插入损失
IL10lg
1
1
R
1
10lg
1
1
均为罩内值
1
A
S
隔声罩透声很小时,隔声插入损失近似
ILR10lg
6)隔声间
完美整理
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D
IL
R10lg
A
S
式中
R10lg
S
i1
i
N
i
0.1R
S10
i1
N
A
i
S
i
i1
N
1.隔声间隔声量计算
罩内外声压级差
NRR10lg
A室内吸声量 S为罩内表面积。
室内罩外的插入损失
IL10lg
1
1
R
1
10lg
1
1
均为罩内值
1
A
S
2.多层复合隔声门的计算也叫室内消声器《噪声与振动控制工程手册P318》
声闸隔声效果
D
IL
10lg
1
cos
1
S
2
A
2
d
S门斗内表面面积,m
2
;
门斗内平均吸声系数;A门斗内吸声量;d两门
中心距离,m;
两门中心连线与门的法线的夹角
7)隔声窗
窗的隔声量
RL
1
L
2
10lg
S
A
式中:S为窗的面积,m
2
;A为室内吸声量,m
2
;L
1
、L
2
室内外声级;
8)声屏障
1.隔声计算方法二《环境工程手册-环境噪声控制卷 P32》
2
p
s
2
p
d
1
式中:P
s
衍射声场的有效声压,P
d
直达声场的有效声压
310N
1
N2
/
310N
D
IL
10lg
完美整理
Word格式
D
IL
10lg
3
20d
i
式中:
d
i
声程差,m;
波长,m
N=0 : 5db 一般8-12,不超过15
2.室内隔声计算方法一《噪声与振动控制工程手册 P372》
Q4
2
4
rR
1
D
IL
10lg
QD4
2
R
2
4
r
式中声波的衍射系数
D
i1
3
3
20
i
`
声程差(有三个方向)
9)管道隔声量
自鸣频率:
f
r
C
L
C
L
纵波传播速度 自鸣频率以上按质量定律算 马P360
100
d
42
M
s
不透气隔声材料的面密度kg/m2;D柔软吸声
M
s
d
管道包扎的共振频率
f
0
材料的厚度m.
四、消声降噪
1)管道
1阻性消声器——彼洛夫公式
L
0
Pl
LS
得
l
S
0
P
式中:P消声器通道断面周长,l消声器有效长度;S消声器通道横截面积,
0
法向吸声系数
0
4.34
11
0
11
0
2.上限失效频率
上限失效频率(高频失效频率)
f
c
1.85
c
D消声器通道的当量直径,
D
其中圆形管道取直径,矩形管道取边长平均值1.13
ab
,其他可取面积的开方
值
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频率高于上限失效频率时,
L
'
效频率处的消声量
n为高于陪频程的频带数
3n
L
L
'
高于失效频率的消声量
L
失
3
幕帘距离刚性壁:
f
2n1
l为空气层厚度
3管道排气消声
➢ 排空放气消声器
L
W
4510lgS80lgv
S
喷口面积 v喷口流速
P
(R1)
2
离喷口1m处的排气噪声
L
p
8020lg20lgd
R
s
喷口内驻压与环
P
0
R0.5
1
4
c
l
境大气压力之比值。 D喷口直径
➢ 节流减压 马书P513
➢ 小孔喷注
L
'
A
10lg
4
3
d
X
A
X
A
当小孔喷口处和原喷口处流速均为声速时,
X
A
0.165
d
d
0
3
小孔直径 d
0
1mm
d<1mm
L
'
A
27.530lgd
管道内的声场条件 马P526
L
w
L
p
10lgS
5.8T
H
风管内全压
H293
4管道压损、气流再生噪声
➢ 压力损失
P
v
2
P
全
P
静
+P
动
阻力系数
P
为全压损失值
P
动
10
P
动
2g
完美整理
Word格式
ll
v
2
P
摩
10
摩
P
v
10
摩
d
e
d
e
2g
➢ 气流再生噪声
L
w
a60lgv10lgS
a(管式:-5~-10) (片式:-5~5) (阻抗复合:5~15) (折板
式:15~20)
v气流流速 S气流通道面积
L
L
0
L
气流速度为v时的消声量
L
0
静态条件时的消声量 M(马赫数)
1M
=v/c
2)扩张室消声器
1.有关计算
由
sin
2
kl
=1,可得
kl(2n1)
/2
=1,相应的最大消声频率为
f
max
1c
2n1
4l
1
4
1
m
最大消声量
D
TL
10lg[1(m)
2
]
因此,一节扩张室消声器的长度
L
1c
4f
max
当
sin
2
kl
=0时,
kln
,些时,D
TL
=0,此时频率
f
min
当m大于5时,可近似地取
D
TL
20lgm6
膨胀比值1 2 3 4 5 6 7
m
最大消声0 1
量/dB .
4
.
6
.
8
.
9
.
1112131415
8 9
nc
2l
m为面积比值
10 12 14 16 18 2
0
161819223
30
.1 .2 .2 .1 .6 .9 .1 .1 0 .5
完美整理
Word格式
9 4 5 3 8
上表见《噪声与振动控制工程手册P490》
2.截止频率
扩张室上限截止频率
f
h
1.22
,D为扩张室直径
扩张室下限截止频率:通常取
2f
0
(
f
0
共振频率)作为有效消声的下限频
率
f
l
c
c
D
S
,S连接管的截面积,m2;l
1
连接管长度,m;V扩张室容积,m
3
。
2Vl
1
3)共振腔式消声器
1.共振频率及消声量
共振式消声器频率选择性较强,即仅在低频或中频的某一较宽的频率范
围内具有较好的消声效果
共振腔式消声器共振频率
f
r
内管厚度
/全面积)
S
0
d
2
通常把传导率
G
d小孔直径,t小孔长度
t0.8d4
t0.8d
S
0
cc
2
V(t0.8d)2
G
S
0
孔径的截面积 t
V
K
2
GV
K
D
TL
10lg
1
其中 S气流通道的截面积(和上面
2
2S
(f/f
r
f
r
/f)
的S
0
不一样,计算时要注意)
对于倍频带,其消声量
D
TL
10lg(12K
2
)
完美整理
Word格式
对于1/3倍频带,其消声量
D
TL
10lg(120K
2
)
2.共振腔容积及传导率
共振腔容积
V
2
f
r
2
c
)V
KS
传导率
G(
f
r
c
对于穿孔板(或穿孔管)来说,传导率G可以进行估算
G
z
nS
1Z
t
n为孔数;S
1z
每个穿孔截面积,d小孔直径
d
4
(穿孔板
f
r
为穿孔面积
五、 振动控制
1)基本计算
c
2
Pc
穿孔板用于吊顶时
f
r
(t0.8d)L2
P
P
(t0.8d)LPL
2
/3
当系统无阻尼振动时,
T
f
振动级差
L20lg
1
1
f/f
0
2
1
f/f
0
1
2
F
0
1
20lg
FT
f
T
,
1T
确定固有振动频率
f
0
f
E
d
4.98
1
对于钢弹簧
f
0
4.98
,对于橡胶等弹性材料
f
0
;
dE
d
cm
cms
阻尼比
0
衰减时间
A
1
In
v
kN/m
A
v
衰减前的振动位移
A
av
衰减后的振动位移 t
f
0
tA
av
阻尼系数C
0
C/C
c
临界阻尼
C
c
2mk
C为选择的阻尼器的阻尼系数
C2
0
mk
2)橡胶隔振器(软木、乳胶海棉)
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1.有关计算一
竖向动刚度
K
Zd
备质量,N;
竖向静刚度
K
zs
K
zd
动态系数
n
d
是动、静弹性模量之比(
E
d
/E
S
)
n
d
W
K
ZS
n
d
s
m
f
0
2
1
W
2
2
f
0
或
f
0
2
g
K
式中:K
zd
垂直动刚度,N/m,W设
M
隔振器的竖向静变形
s
由
f
0
0.5
s
n
d
可推导行到
s
0.25
隔振器高度
H(5~6.7)
s
或由
H
s
相对变形
0.25E
d
H
2.有关计算二《环境工程手册-环境噪声控制卷 P258、259》
f
f
0
0.25E
d
式中:fo软木固有频率,Hz;
E
d
动态弹性模量,MPa;
应力,
H
MPa;H,软木厚度,m。
多层橡胶隔振垫的固有频率
f
on
f
0
/n
,式中:n隔振垫层数。
同一类型的减振器,只要压缩量相同,体系的自振频率相同。两个减振器
串联使用时,在同样的重量下变形增大一倍,刚度降低50%,自振频率则为单
个的
1/2
3.有关计算三《噪声控制技术—潘仲鳞P165、166》
d
HWH
,其中
d
单位为m,H为材料厚度(m),W为载荷(N),S为受
E
d
SE
d
力面积(m
2
),
E
d
为动态弹性模量(pa),
静刚度
K
zs
Mg
为应力(pa)。
S
E
S
S
式中:S为承压面积,m
2
;H为软木板厚度,m;K
zd
垂直动刚
H
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度,N/m,E
d
,Pa
n
d
K
d
E
d
s
K
s
E
s
d
3)弹簧隔振器
《噪声与振动控制工程手册 P673》
1.弹簧的旋绕比C(又称弹簧指数)
C
D
2
式中D
2
弹簧中径;d弹簧钢丝直径
d
2.弹簧钢线直径d
d1.6
kCW1000
(mm)
4C10.615
;W隔振体系的全部载荷,KN;
容许
4C4C
式中:曲线系数
k
切应力,MPa;注意:手册上公式错误,载荷应该是KN才对。(以上公式使用
国标单位也行,只要去掉1000系数即可)
而在《噪声控制及应用实例P273》
d
3
8PD
2
式中:d弹簧丝直径,m;P弹簧承受的载荷,N;D2弹簧圈的平均直径,
m;
材料许用剪应力,Pa;
3.弹簧有效圈数n
GdGd
4
G弹簧钢材的切变模量,MPa;d弹簧钢丝直径,mm;Kz
n
8k
z
C
3
8k
z
D
3
弹簧的垂向刚度,kN/m(备注以上公式如果单位使用国标单位也行)
4.弹簧的静变位
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3
8WD
2
n1000
W1000
4
GdK
Z
弹簧的静变位,mm;W承受的静载荷,KN;Kz垂向刚度,kN/m
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2024年11月2日发(作者:濯宜然)
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目录
一、相关标准及公式 ............................................... 3
1)基本公式 .................................................. 3
2)声音衰减 .................................................. 4
二、吸声降噪 ..................................................... 5
1)吸声实验及吸声降噪 ........................................ 6
2)共振吸收结构 .............................................. 7
三、隔声 ......................................................... 8
1)单层壁的隔声 .............................................. 8
2)双层壁的隔声 .............................................. 9
3) 隔声测量 ................................... 错误!未定义书签。
4)组合间壁的隔声及孔、缝隙对隔声的影响 ...................... 10
5)隔声罩 ................................................... 10
6)隔声间 ................................................... 10
7)隔声窗 ................................................... 11
8)声屏障 ................................................... 11
9)管道隔声量 ............................................... 12
四、消声降噪 .................................................... 12
1)阻性消声器 ............................................... 12
2)扩张室消声器 ............................................. 14
3)共振腔式消声器 ........................................... 15
4)排空放气消声器 ........................................... 13
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压力损失 .................................................... 13
气流再生噪声 ................................................ 13
五、 振动控制 ................................................... 16
1)基本计算 ................................................. 16
2)橡胶隔振器(软木、乳胶海棉) .............................. 16
3)弹簧隔振器 ............................................... 18
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重要单位:
1N/m=1kg/s2
1r/min=1/60HZ
标准大气压1.013*105
气密度
=1.29
273.2P
T1.01310
5
基准声压级Po=10*105
基准振动加速度10-6m/s2
1Mpa=1000000N/m2
倍频程测量范围: 中心频率两侧70.7%带宽;1/3倍频程测量范围: 中心频率
两侧23.16%带宽
一、相关标准及公式
1)基本公式
声速
c=331.5
T
331.50.6t
273
P
2
声压与声强的关系
I=
cv
2
其中
vwA
,单位:W/m
2
c
I
P
2
声能密度和声压的关系,由于声级密度
,则
2
J/m
3
c
c
质点振动的速度振幅
v
pI
《环境影响噪声控制工程—洪宗辉P11》
m/s
cp
A计权响应与频率的关系见下表《注P350》
2550
频率Hz 63 125
0 0 00 00 00 00
A计权响应,-26-16-8-3
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10204080
0 1.1.-1
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dB .2 .1 .6 .2
1
ti
i
2 0 .1
等效连续A声级
L
eq
10lg
10
d
0.1L
Ai
ti
ti
第i个A声级所占用的时间
0.1L0.1(L10)
1010
昼夜等效声级
L
dn
10lg
22:00~7:00为晚上
n
5
8
3
8
本底值
L
90
,
L
Aeq
(L
10
L
90
)
2
L
50
60
如果有N个相同声音叠加,则总声压级为
L
p
L
p1
10lgN
如果有多个声音叠加
L
p
10lg(
10)
i1
N
L
PI
10
声压级减法
L
PS
10lg(10
L
PT
10
10
L
PB
10
)
背景噪声(振动)修正值
声源声级(振级)与本底声级(振
3 4 5 6 7 8 9
级)之差/dB 0 1 2 3 4 5
32
修正值/dB .............
0 3 6 3 0 8 6 5 4 3 2 2 1
粗略修正值/dB
2)声音衰减
(1)点声源
常温时球面声波扩散的表达式
L
p
L
w
10lg
Q
2
4
r
r
r
1
111111
3 2 1 0
半径分别为r
1
和r
2
两点的扩散声压级差
A
d
20lg
2
自由空间
L
p
L
w1
20lgr11
半自由空间
L
p
L
w1
20lgr8
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(2)线声源
声压级:
L
p
L
w1
10lgr3
半径分别为r
1
和r
2
两点的扩散声压级差
A
d
10lg
声屏障计算规范
(3)有限长线声源
如果测得在
r
0
处的声压级为
L
P
(r
0
)
,设线声源长为l
0
,那么距r处的声压:
当
rl
0
且r
0
l
0
时,可近似简化为
L
P
(r)L
P
(r
0
)20
r/r
o
,即在有限长线声源
的远场,有限长线声源可当作点声源处理。
当
rl
0
/3且r
0
l
0
/3
时,可近似简化为
L
P
(r)L
P
(r
0
)10
r/r
o
,即在有限长线声
源的近场,有限长线声源可当作线声源处理。
当
l
0
/3rl
0
且l
0
/3r
0
l
0
时,可近似简化为
L
P
(r)L
P
(r
0
)15
r/r
o
(4)面声源
a
0 r
ba
3 r
b>a 预测点和面声源中心距离衰减
b
6 r
r
2
r
1
(5)室内外
NRL
1
L
2
TL6
TL:窗户的隔声量,DB; NR: 室内和室外的声级差。或称插入损失,DB
L
p1i
(T)10lg(
10
j1
n
0.1L
p1ij
)
LP:室内围护结构处的倍频带声压级 N声源总数
i倍频带
L
w1
L
2
(T)10lgS
S透声面积
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二、吸声降噪
1)吸声实验及吸声降噪
房间的总吸声量
A
i
S
i
降噪系数
NRC
吸声量
A
S
驻波管
d
2
c
c
l
2f
max
22f
min
S
;房间的平均吸声系数
S
i
i
i
250
500
1000
2000
4
对于圆形管道,上限频率
f
u
0.586c/D
D管道截面直径,m
对于矩形管道,上限频率
f
u
c/2l
1
l
1
管道最大尺寸边长,m
下限频率
f
l
c/2l
l管道长度,m
房间总的吸声量
A
i
S
i
A
ii
当吸收系数
<0.2时,可用赛宾公式
T
60
而当
>0.2时,用艾润公式
T
60
1000Hz,
0.163V
, 《注P355》
S
0.163V
此公式适用于频率小于
Sln(1
)
如果频率大于1000 Hz,需考虑空气的吸收,赛宾—努特生
T
60
艾润公式—努特生
T
60
0.163V55.2v
Sln(1
)4mVcSln(1
)4mVc
0.163V
,
S4mV
空气吸声系数4m可参考《注P356》
房间系数
R
S
S
式中
ii
S
1
(扁平房间6db/距离加倍,降噪量 3.3+2.7x分贝)
假设房间处理前后的吸声系数为
1
和
2
,可得吸声处理前后室内声压差
完美整理
Word格式
L10lg(
Q
Q
44
)10lg()
4
r
2
R
1
4
r
2
R
2
远小于 1的时候,可以作简单计算时可用下式计算
L
p
10lg
R
2
AT
10lg
2
10lg
1
10lg
2
R
1
A
1
T
2
1
临界范围内,声压级表示
L
P
L
W
10lg(
临界半径
rr
0
0.14QR
扁平房间
L
P
(1
)(5.49lgr)
4x0.25
Q
4
)
2
4
rR
平顶吸声系数; 距离r小于半高度h/2
时,声场仍由直达声决定, 距离加倍,声压级降低6DB; 距离大于h/2,小
于8h时,近似值为3.3+2.7
。
2)共振吸收结构
1.薄膜与薄板
共振频率
f
0
c
2
0
M
0
D
3
60
M
0
D
2
0
为空气密度,kg/m;
M
0
为膜的面密度,kg/m。
2.穿孔板共振吸声结构
(1)单腔共振器的共振频率
f
0
c
2
S
V
t
其中:S为孔颈开口面积,m
2
;V为空腔容积,m
3
;t孔颈深度,m;
修正值,
对于圆形
d
4
0.8d
(2)穿孔板共振吸声结构
c
f
0
2
P
2
f
0
则
p
D
t
D
t
c
2
其中:D为板后空气厚度,m;P为穿孔率(穿孔率小于20%),圆孔正方形
完美整理
Word格式
排列
P
d
2
4B
2
,圆孔等边三角形排列
P
d
2
23B
2
,狭缝平行排列
P
d
,d为孔径
B
或缝宽,B为孔(缝)中心距
当穿孔板用于吊顶时,背后空气层很大,其共振频率可用下式进行计算
f
0
c
2
P
,由于空气层厚度大,在低频将出现共振吸取,
2
t0.8d
DPD/3
若在板后设多孔材料会使中、高频也有良好的吸收。《噪声与振动控制工程手
册 P429》
微穿孔版,孔径<1mm,穿孔率<5%,空腔5-20cm;频带宽。
(3)帘幕《噪声与振动控制工程手册 P424》
设帘幕距刚性壁的距离为L,吸收峰频率
f
2n1
c
式中:L空气层厚度,m;n正整数
4L
三、隔声
1)计权隔声量测量
试验样品的隔声量:
RL
1
L
2
10lg
S
0
S
式中:L
1
发声室中的平均声压级;L
2
接收室的平均声压级;S
0
试验样品的面积,
m
2
;
接收室的平均吸声系数;S接收室的总内表面积,m
2
;
2)单层壁的隔声
1.质量定律
声波垂直入射到单层壁上的隔声量(对应10LG(1/t))实际隔声量要加上
5DB。
前提:声源频率大于共振频率
R
0
20lgmf42.5
m壁的面密度,kg/m;f波频率,Hz
完美整理
2
Word格式
实际隔声量可用经验公式
R14.5lgmf26
对于工程上经常关心的频率范围为100~3150Hz的平均隔声量
R14.5lgm10
而在《环境噪声控制工程 洪宗辉》
R13.5lgm14
(m≤200kg/m2)
R16lgm8
(m>200kg/m2)
2.吻合效应
产生吻合效应条件
ch
p
p
1.35
p
h为板厚,m
sin
f
产生吻合效应的最低效率,称为临界频率
0.551c
2
f
c
hc
p
而在《环境噪声控制工程 洪宗辉P152》
c
2
f
c
2
h
Mc
2
0.556
Bh
m
E
3
m
构件材料的密度(注意不是面密度),kg/m,E构件材料的静态弹性模
量,N/m
2
;h板的厚度,m;M板的面密度,kg/m
2
,B板的劲度,
B
3)双层壁的隔声
1.有关计算
双层壁作为整体振动系统的共振频率
f
0
c
2
1
Eh
3
;
12
1
dm
1
1
2
(
1
2
)
d为空气层厚m,m kg/m;
空气密度。
m
2
(
f
0
E11
()
E为填充材料的弹性系数,d应该为填充发泡材料
dm
1
m
2
完美整理
Word格式
的厚度P270)
双层壁的隔声量
c/
Mff
0
时
R20lgMf42.5
M=m
1
+m
2
f
0
fc/2
d
时
RR
1
R
2
20lg2kd
其中波数
k
2
fc/2
d
时,
RR
1
R
2
6
f
c
,且空气层内有吸声材料,
4d
《环境工程手册-环境噪声控制卷 P156》
1
S
RR
1
R
2
10lg
W
4S
式中:
S
W
单片墙的面积,m
2
;
S
两板之间空气层内的吸声量,m
2
;
高阶共振频率
f
n
控制技术 袁昌明P81》
4)组合间壁的隔声及孔、缝隙对隔声的影响
平均透射系数及平均隔声量
1
S
1
1
S
2
2
S
n
n
,
R10log
得
10
0.1R
S
1
S
2
S
n
S
C
S
0
nc
n为常数;d空气层厚度,m《噪声与振动
2d
当结构的隔声量很大和
S
0
/S
c
1
时,结构的实际隔声值为
R10lg
5)隔声罩
罩内外声压级差
NRR10lg
A室内吸声量 S为罩内表面积。
室内罩外的插入损失
IL10lg
1
1
R
1
10lg
1
1
均为罩内值
1
A
S
隔声罩透声很小时,隔声插入损失近似
ILR10lg
6)隔声间
完美整理
Word格式
D
IL
R10lg
A
S
式中
R10lg
S
i1
i
N
i
0.1R
S10
i1
N
A
i
S
i
i1
N
1.隔声间隔声量计算
罩内外声压级差
NRR10lg
A室内吸声量 S为罩内表面积。
室内罩外的插入损失
IL10lg
1
1
R
1
10lg
1
1
均为罩内值
1
A
S
2.多层复合隔声门的计算也叫室内消声器《噪声与振动控制工程手册P318》
声闸隔声效果
D
IL
10lg
1
cos
1
S
2
A
2
d
S门斗内表面面积,m
2
;
门斗内平均吸声系数;A门斗内吸声量;d两门
中心距离,m;
两门中心连线与门的法线的夹角
7)隔声窗
窗的隔声量
RL
1
L
2
10lg
S
A
式中:S为窗的面积,m
2
;A为室内吸声量,m
2
;L
1
、L
2
室内外声级;
8)声屏障
1.隔声计算方法二《环境工程手册-环境噪声控制卷 P32》
2
p
s
2
p
d
1
式中:P
s
衍射声场的有效声压,P
d
直达声场的有效声压
310N
1
N2
/
310N
D
IL
10lg
完美整理
Word格式
D
IL
10lg
3
20d
i
式中:
d
i
声程差,m;
波长,m
N=0 : 5db 一般8-12,不超过15
2.室内隔声计算方法一《噪声与振动控制工程手册 P372》
Q4
2
4
rR
1
D
IL
10lg
QD4
2
R
2
4
r
式中声波的衍射系数
D
i1
3
3
20
i
`
声程差(有三个方向)
9)管道隔声量
自鸣频率:
f
r
C
L
C
L
纵波传播速度 自鸣频率以上按质量定律算 马P360
100
d
42
M
s
不透气隔声材料的面密度kg/m2;D柔软吸声
M
s
d
管道包扎的共振频率
f
0
材料的厚度m.
四、消声降噪
1)管道
1阻性消声器——彼洛夫公式
L
0
Pl
LS
得
l
S
0
P
式中:P消声器通道断面周长,l消声器有效长度;S消声器通道横截面积,
0
法向吸声系数
0
4.34
11
0
11
0
2.上限失效频率
上限失效频率(高频失效频率)
f
c
1.85
c
D消声器通道的当量直径,
D
其中圆形管道取直径,矩形管道取边长平均值1.13
ab
,其他可取面积的开方
值
完美整理
Word格式
频率高于上限失效频率时,
L
'
效频率处的消声量
n为高于陪频程的频带数
3n
L
L
'
高于失效频率的消声量
L
失
3
幕帘距离刚性壁:
f
2n1
l为空气层厚度
3管道排气消声
➢ 排空放气消声器
L
W
4510lgS80lgv
S
喷口面积 v喷口流速
P
(R1)
2
离喷口1m处的排气噪声
L
p
8020lg20lgd
R
s
喷口内驻压与环
P
0
R0.5
1
4
c
l
境大气压力之比值。 D喷口直径
➢ 节流减压 马书P513
➢ 小孔喷注
L
'
A
10lg
4
3
d
X
A
X
A
当小孔喷口处和原喷口处流速均为声速时,
X
A
0.165
d
d
0
3
小孔直径 d
0
1mm
d<1mm
L
'
A
27.530lgd
管道内的声场条件 马P526
L
w
L
p
10lgS
5.8T
H
风管内全压
H293
4管道压损、气流再生噪声
➢ 压力损失
P
v
2
P
全
P
静
+P
动
阻力系数
P
为全压损失值
P
动
10
P
动
2g
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ll
v
2
P
摩
10
摩
P
v
10
摩
d
e
d
e
2g
➢ 气流再生噪声
L
w
a60lgv10lgS
a(管式:-5~-10) (片式:-5~5) (阻抗复合:5~15) (折板
式:15~20)
v气流流速 S气流通道面积
L
L
0
L
气流速度为v时的消声量
L
0
静态条件时的消声量 M(马赫数)
1M
=v/c
2)扩张室消声器
1.有关计算
由
sin
2
kl
=1,可得
kl(2n1)
/2
=1,相应的最大消声频率为
f
max
1c
2n1
4l
1
4
1
m
最大消声量
D
TL
10lg[1(m)
2
]
因此,一节扩张室消声器的长度
L
1c
4f
max
当
sin
2
kl
=0时,
kln
,些时,D
TL
=0,此时频率
f
min
当m大于5时,可近似地取
D
TL
20lgm6
膨胀比值1 2 3 4 5 6 7
m
最大消声0 1
量/dB .
4
.
6
.
8
.
9
.
1112131415
8 9
nc
2l
m为面积比值
10 12 14 16 18 2
0
161819223
30
.1 .2 .2 .1 .6 .9 .1 .1 0 .5
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9 4 5 3 8
上表见《噪声与振动控制工程手册P490》
2.截止频率
扩张室上限截止频率
f
h
1.22
,D为扩张室直径
扩张室下限截止频率:通常取
2f
0
(
f
0
共振频率)作为有效消声的下限频
率
f
l
c
c
D
S
,S连接管的截面积,m2;l
1
连接管长度,m;V扩张室容积,m
3
。
2Vl
1
3)共振腔式消声器
1.共振频率及消声量
共振式消声器频率选择性较强,即仅在低频或中频的某一较宽的频率范
围内具有较好的消声效果
共振腔式消声器共振频率
f
r
内管厚度
/全面积)
S
0
d
2
通常把传导率
G
d小孔直径,t小孔长度
t0.8d4
t0.8d
S
0
cc
2
V(t0.8d)2
G
S
0
孔径的截面积 t
V
K
2
GV
K
D
TL
10lg
1
其中 S气流通道的截面积(和上面
2
2S
(f/f
r
f
r
/f)
的S
0
不一样,计算时要注意)
对于倍频带,其消声量
D
TL
10lg(12K
2
)
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对于1/3倍频带,其消声量
D
TL
10lg(120K
2
)
2.共振腔容积及传导率
共振腔容积
V
2
f
r
2
c
)V
KS
传导率
G(
f
r
c
对于穿孔板(或穿孔管)来说,传导率G可以进行估算
G
z
nS
1Z
t
n为孔数;S
1z
每个穿孔截面积,d小孔直径
d
4
(穿孔板
f
r
为穿孔面积
五、 振动控制
1)基本计算
c
2
Pc
穿孔板用于吊顶时
f
r
(t0.8d)L2
P
P
(t0.8d)LPL
2
/3
当系统无阻尼振动时,
T
f
振动级差
L20lg
1
1
f/f
0
2
1
f/f
0
1
2
F
0
1
20lg
FT
f
T
,
1T
确定固有振动频率
f
0
f
E
d
4.98
1
对于钢弹簧
f
0
4.98
,对于橡胶等弹性材料
f
0
;
dE
d
cm
cms
阻尼比
0
衰减时间
A
1
In
v
kN/m
A
v
衰减前的振动位移
A
av
衰减后的振动位移 t
f
0
tA
av
阻尼系数C
0
C/C
c
临界阻尼
C
c
2mk
C为选择的阻尼器的阻尼系数
C2
0
mk
2)橡胶隔振器(软木、乳胶海棉)
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1.有关计算一
竖向动刚度
K
Zd
备质量,N;
竖向静刚度
K
zs
K
zd
动态系数
n
d
是动、静弹性模量之比(
E
d
/E
S
)
n
d
W
K
ZS
n
d
s
m
f
0
2
1
W
2
2
f
0
或
f
0
2
g
K
式中:K
zd
垂直动刚度,N/m,W设
M
隔振器的竖向静变形
s
由
f
0
0.5
s
n
d
可推导行到
s
0.25
隔振器高度
H(5~6.7)
s
或由
H
s
相对变形
0.25E
d
H
2.有关计算二《环境工程手册-环境噪声控制卷 P258、259》
f
f
0
0.25E
d
式中:fo软木固有频率,Hz;
E
d
动态弹性模量,MPa;
应力,
H
MPa;H,软木厚度,m。
多层橡胶隔振垫的固有频率
f
on
f
0
/n
,式中:n隔振垫层数。
同一类型的减振器,只要压缩量相同,体系的自振频率相同。两个减振器
串联使用时,在同样的重量下变形增大一倍,刚度降低50%,自振频率则为单
个的
1/2
3.有关计算三《噪声控制技术—潘仲鳞P165、166》
d
HWH
,其中
d
单位为m,H为材料厚度(m),W为载荷(N),S为受
E
d
SE
d
力面积(m
2
),
E
d
为动态弹性模量(pa),
静刚度
K
zs
Mg
为应力(pa)。
S
E
S
S
式中:S为承压面积,m
2
;H为软木板厚度,m;K
zd
垂直动刚
H
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度,N/m,E
d
,Pa
n
d
K
d
E
d
s
K
s
E
s
d
3)弹簧隔振器
《噪声与振动控制工程手册 P673》
1.弹簧的旋绕比C(又称弹簧指数)
C
D
2
式中D
2
弹簧中径;d弹簧钢丝直径
d
2.弹簧钢线直径d
d1.6
kCW1000
(mm)
4C10.615
;W隔振体系的全部载荷,KN;
容许
4C4C
式中:曲线系数
k
切应力,MPa;注意:手册上公式错误,载荷应该是KN才对。(以上公式使用
国标单位也行,只要去掉1000系数即可)
而在《噪声控制及应用实例P273》
d
3
8PD
2
式中:d弹簧丝直径,m;P弹簧承受的载荷,N;D2弹簧圈的平均直径,
m;
材料许用剪应力,Pa;
3.弹簧有效圈数n
GdGd
4
G弹簧钢材的切变模量,MPa;d弹簧钢丝直径,mm;Kz
n
8k
z
C
3
8k
z
D
3
弹簧的垂向刚度,kN/m(备注以上公式如果单位使用国标单位也行)
4.弹簧的静变位
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3
8WD
2
n1000
W1000
4
GdK
Z
弹簧的静变位,mm;W承受的静载荷,KN;Kz垂向刚度,kN/m
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