2013年環(huán)保工程師物理污染控制講義9

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　　三、振動(dòng)測量

　　振動(dòng)是產(chǎn)生噪聲的根本原因，要消除噪聲就必須消除或減小噪聲源的振動(dòng)。測量參數(shù)的選擇主要取決于研究對象的特性。一般有如下的選用原則：

　　振動(dòng)位移：多用于研究結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形，如建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、水壩等的變形破壞等;

　　振動(dòng)速度：振動(dòng)速度的平方與能量成正比，可直接反映振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能和所輻射的噪聲，常用機(jī)械振動(dòng)的測量。

　　振動(dòng)加速度：人體振動(dòng)對加速度比較敏感，因此評價(jià)人體振動(dòng)的響應(yīng)都用加速度。由于加速度能直接表示作用力和負(fù)載，也常用于研究機(jī)械的疲勞、沖擊等方面。

　　振動(dòng)對人體的影響與振動(dòng)的加速度有效值、振動(dòng)頻率、振動(dòng)時(shí)間、振動(dòng)方向和振動(dòng)部位有關(guān)。評價(jià)振動(dòng)對人體影響的基本量是頻率計(jì)權(quán)加速度 或頻率計(jì)權(quán)加速度級 由于實(shí)際遇到的環(huán)境振動(dòng)大都不是穩(wěn)定的，而是隨時(shí)間變化，因此常常需要測量等效連續(xù)振級 。其定義為，在某一測點(diǎn)上，用某段時(shí)間能量平均方法，將變化的振級以一個(gè)恒定振級來表示該段時(shí)間內(nèi)的振級大小，稱為等效連續(xù)振級。

　　1、城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)測量方法

　　(1)測量條件：在振源處于正常工作狀態(tài)及無強(qiáng)風(fēng)、無強(qiáng)電磁場、地震、劇烈的溫度梯度變化或其他非振動(dòng)污染源引起的干擾時(shí)進(jìn)行測量。用于測量環(huán)境振動(dòng)的儀器，其性能須符合ISO/DP8041有關(guān)條款的規(guī)定。

　　(2)測量方法：測點(diǎn)置于建筑物室外0.5m以內(nèi)振動(dòng)敏感處，并將拾振器平穩(wěn)地置于平坦、堅(jiān)實(shí)的地面上，避免置于如地毯、草地、沙地或雪地等松軟的地面上。

　　2、振源測量方法

　　測量振源振級的主要目的是了解振動(dòng)源的參數(shù)，例如參數(shù)大小、頻率和時(shí)間等特性，振源測量的內(nèi)容，除垂向振級外，根據(jù)需要還可測量水平振級，垂直和水平方向的加速度級，倍頻程或1/3倍頻程的振動(dòng)頻譜分析，振動(dòng)傳播的指向性和振動(dòng)強(qiáng)度隨距離衰減狀況等。

　　1.5 噪聲污染防治工程原理

　　復(fù)習(xí)要求：

　　1、掌握吸聲、隔聲和消聲降噪的基本方法。

　　2、熟悉主要吸聲、隔聲和消聲器材的性能與評價(jià)。

　　一、吸聲降噪

　　1、吸聲材料(結(jié)構(gòu))及其應(yīng)用

　　具有較高吸聲能力的材料(結(jié)構(gòu))，可稱為吸聲材料(結(jié)構(gòu))。原則上可以分為多孔性吸聲材料、共振吸聲結(jié)構(gòu)和由它們組合的復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)。多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理是進(jìn)入多孔性吸聲材料的聲波使材料的筋絡(luò)和氣泡等微觀結(jié)構(gòu)振動(dòng)和互相作用，通過介質(zhì)的黏滯性和熱傳導(dǎo)作用，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能。共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理是和共振吸聲結(jié)構(gòu)共振頻率一致的聲波使得結(jié)構(gòu)的聲質(zhì)量產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，通過結(jié)構(gòu)的聲阻耗損聲能。

　　(1)降低含有聲源的房間和其他封閉空間的內(nèi)部噪聲;

　　(2)降低由外部傳遞到房間和其他封閉空間內(nèi)的噪聲;

　　(3)降低聲屏障等噪聲控制設(shè)備對于某一特定方向的反射聲;

　　(4)使用在消聲器中降低噪聲的傳遞;

　　(5)使用在隔聲結(jié)構(gòu)中，提高復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔聲量。

　　在一個(gè)有聲源的房間，房間內(nèi)任何一點(diǎn)的噪聲能量來自兩部分，一部分來自聲源的直達(dá)聲，另一部分來自房間內(nèi)反射物反射產(chǎn)生的混響聲。

　　2、吸聲材料(結(jié)構(gòu))基本類型

　　(1)多孔吸聲材料，包括纖維類材料、泡沫類材料和顆粒類材料等;

　　(2)共振吸聲結(jié)構(gòu)，包括穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)、薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)、薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)等;

　　(3)復(fù)合吸聲結(jié)構(gòu)，包括把多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)按需要組合的材料。

　　3、吸聲材料(結(jié)構(gòu))的吸聲系數(shù)

　　(1)吸聲系數(shù)定義：是表征吸聲性能最常用的參數(shù)，它表征材料(結(jié)構(gòu))吸收的聲能(包括透射的聲能)和入射到材料(結(jié)構(gòu))聲能的比值。 吸聲系數(shù)和聲波的入射條件、聲波頻率等因數(shù)有關(guān)。

　　(2)吸聲系數(shù)的測量

　　吸聲系數(shù)和聲波的入射方向有很大關(guān)系，聲波的入射方向不同，相應(yīng)采用的吸聲系數(shù)的測量方法也不同。

　　①垂直入射吸聲系數(shù) ：垂直入射是指聲波垂直地入射到材料表面，實(shí)際上是一種特殊的入射情況，與實(shí)際情況有一定的差異。

　　垂直入射吸聲系數(shù)通常采用駐波管法進(jìn)行測量。 為聲壓極大值和聲壓極小值的比值， 如果直接測量出聲壓極大值和聲壓極小值的聲壓級差 ，可以利用下列關(guān)系計(jì)算出比值N： ，這種測量方法要保證在管內(nèi)形成平面波，測試的最高頻率應(yīng)和管徑相適應(yīng)，即存在一個(gè)上限頻率，對于圓形管道，它的上限頻率為： 。 為管道截面半徑; 為管內(nèi)聲速。矩形管道，上限頻率為： 。 為管道最大尺寸邊長。

　　為了保證至少能測量一對聲壓極大值和聲壓極小值，駐波管的長度要滿足測量最低頻率的要求，即存在一個(gè)下限頻率： 。 為管道長度。

　?、跓o規(guī)入射吸聲系數(shù) ：無規(guī)入射是指聲波從所有方向以相同的概率入射到材料的表面，和大多數(shù)實(shí)際情況比較接近。

　　無規(guī)入射吸聲系數(shù)的測量采用混響室法，主要原理是根據(jù)混響室內(nèi)放進(jìn)吸聲材料(或吸聲結(jié)構(gòu))前后混響時(shí)間的變化來確定其吸聲特性?；祉懯业捏w積，應(yīng)滿足下列要求： ， 測量最低頻率聲波的波長。

　　在混響室測量的無規(guī)入射吸聲系數(shù)可按下式計(jì)算： 為混響室體積; 未裝試件時(shí)的混響時(shí)間; 裝試件時(shí)的混響時(shí)間; 試件的總面積。

　　③垂直入射吸聲系數(shù)和無規(guī)入射吸聲系數(shù)的關(guān)系：在混響室法中，試件的安裝可以模擬現(xiàn)場條件，能夠較為確切地反映試件在房間內(nèi)的吸聲性能。

　　4、房間平均吸聲系數(shù)和吸聲量

　　在一個(gè)房間內(nèi)如果布置有幾種不同吸聲系數(shù)、不同面積的材料時(shí)，人們常采用平均吸聲系數(shù)來評價(jià)整個(gè)房間的吸聲特性，其定義為： ; 面積為 材料的吸聲系數(shù)。

　　吸聲量也稱等效吸聲面積，以吸聲系數(shù)乘以相應(yīng)的面積，即為該材料的吸聲量。

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