物理性污染控制工程匯總

1、物理性污染控制工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課程名稱(chēng)：環(huán)境噪聲控制工程 專(zhuān)業(yè)：環(huán)境工程 班級(jí)：0214111 姓名：王賀 學(xué)號(hào)：0214111142 目錄一 設(shè)計(jì)題目 32 設(shè)計(jì)目的 3三、設(shè)計(jì)資料 3四、 吸聲降噪的設(shè)計(jì)原則4五、設(shè)計(jì)方案比較5六、計(jì)算步驟9 七、結(jié)論 13一、設(shè)計(jì)題目 某空壓機(jī)房降噪系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)目的1、鞏固所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，強(qiáng)化實(shí)踐技能訓(xùn)練；2、熟悉基礎(chǔ)資料的收集方法及設(shè)計(jì)方案可行性論證；3、初步掌握噪聲污染控制設(shè)計(jì)的內(nèi)容、程序和基本方法；4、運(yùn)用專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，解決噪聲污染控制工程實(shí)際問(wèn)題。三、設(shè)計(jì)資料某工廠空壓機(jī)房設(shè)有2臺(tái)空壓機(jī)，距噪聲源2m，測(cè)得的各頻帶聲壓級(jí)如表1所示。 各

2、頻帶聲壓級(jí)倍頻帶中心頻率（Hz）63125250500100020004000聲壓級(jí)（dB）89919496959294 該空壓機(jī)房?jī)?nèi)部尺寸為：長(zhǎng)10m，寬6m，高4m。試采取有效措施對(duì)車(chē)間噪聲進(jìn)行設(shè)計(jì)控制，達(dá)到國(guó)家工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)（GBZ1-2002）的要求。四、吸聲降噪的設(shè)計(jì)原則：（1） 先對(duì)聲源進(jìn)行隔聲、消聲等處理，如改進(jìn)設(shè)備、加隔聲罩、消聲器或建隔聲墻、隔聲間等。（2） 當(dāng)房間內(nèi)平均吸聲系數(shù)很小時(shí)，采取吸聲處理才能達(dá)到預(yù)期效果。單獨(dú)的風(fēng)機(jī)房、泵房、控制室等房間面積較小，所需降噪量較高，宜對(duì)天花板、墻面同時(shí)作吸聲處理；車(chē)間面積較大，宜采用空間吸聲體、平頂吸聲處理；聲源集中在局

3、部區(qū)域時(shí)，宜采用局部吸聲處理，同時(shí)設(shè)置隔聲屏障；噪聲源較多且較分散的生產(chǎn)車(chē)間宜作吸聲處理。（3） 在靠近聲源直達(dá)聲占支配地位的場(chǎng)所，采取吸聲處理，不能達(dá)到理想的降噪效果。（4） 通常吸聲處理只能取得412dB的降噪效果。（5） 若噪聲高頻成分很強(qiáng)，可選用多孔吸聲材料；若中、低頻成分很強(qiáng)，可選用薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)或穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)；若噪聲中各個(gè)頻率成分都很強(qiáng)，可選用復(fù)合穿孔板或微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。通常要把幾種方法結(jié)合，才能達(dá)到最好的吸聲效果。（6） 選擇吸聲材料或結(jié)構(gòu)，必須考慮防火、防潮、防腐蝕、防塵等工藝要求。（7） 選擇吸聲處理方式，必須兼顧通風(fēng)、采光、照明及裝修、施工、安裝的方便因素，還要考

4、慮省工、省料等經(jīng)濟(jì)因素。五、設(shè)計(jì)方案比較1）消聲器的消聲 消音器是阻止聲音傳播而允許氣流通過(guò)的一種器件，是消除空氣動(dòng)力性噪聲的重要措施。消音器是安裝在空氣動(dòng)力設(shè)備（如鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、鍋爐排氣口、發(fā)電機(jī)、水泵等排氣口噪音較大的設(shè)備）的氣流通道上或進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的降低噪聲的裝置。 消音器的種類(lèi)很多，但究其消聲機(jī)理，又可以把它們分為六種主要的類(lèi)型，即阻性消音器、抗性消音器、阻抗復(fù)合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器和有源消音器。 阻性消音器 主要是利用多孔吸聲材料來(lái)降低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內(nèi)壁上或按照一定方式在管道中排列，就構(gòu)成了阻性消音器。當(dāng)聲波進(jìn)入阻性消音器時(shí)，一部分聲能在多孔材

5、料的孔隙中摩擦而轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉，使通過(guò)消音器的聲波減弱。阻性消音器就好象電學(xué)上的純電阻電路，吸聲材料類(lèi)似于電阻。因此人們就把這種消音器稱(chēng)為阻性消音器。阻性消音器對(duì)中高頻消聲效果好、對(duì)低頻消聲效果較差。(主要應(yīng)用于發(fā)電機(jī)機(jī)組消音) 抗性消音器 是由突變界面的管和室組合而成的，好象是一個(gè)聲學(xué)濾波器，與電學(xué)濾波器相似，每一個(gè)帶管的小室是濾波器的一個(gè)網(wǎng)孔，管中的空氣質(zhì)量相當(dāng)于電學(xué)上的電感和電阻，稱(chēng)為聲質(zhì)量和聲阻。小室中的空氣體積相當(dāng)于電學(xué)上的電容，稱(chēng)為聲順。與電學(xué)濾波器類(lèi)似，每一個(gè)帶管的小室都有自己的固有頻率。當(dāng)包含有各種頻率成分的聲波進(jìn)入第一個(gè)短管時(shí)，只有在第一個(gè)網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才

6、能通過(guò)網(wǎng)孔到達(dá)第二個(gè)短管口，而另外一些頻率的聲波則不可能通過(guò)網(wǎng)孔只能在小室中來(lái)回反射，因此，我們稱(chēng)這種對(duì)聲波有濾波功能的結(jié)構(gòu)為聲學(xué)濾波器。選取適當(dāng)?shù)墓芎褪疫M(jìn)行組合就可以濾掉某些頻率成分的噪聲，從而達(dá)到消聲的目的。抗性消音器適用于消除中、低頻噪聲。阻抗復(fù)合式消音器 由阻性結(jié)構(gòu)和抗性結(jié)構(gòu)按照一定的方式組合構(gòu)成。 微穿孔板消音器 一般是用厚度小于1mm的純金屬薄板制作，在薄板上用孔徑小于1mm的鉆頭穿孔，穿孔率為1%一3%。選擇不同的穿孔率和板厚不同的腔深，就可以控制消音器的頻譜性能，使其在需要的頻率范圍內(nèi)獲得良好的消音效果。 小孔消音器 結(jié)構(gòu)是一根末端封閉的直管，管壁上鉆有很多小孔。小孔消音器的原

7、理是以噴氣噪聲的頻譜為依據(jù)的，如果保持噴口的總面積不變而用很多小噴口來(lái)代替，當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)小孔時(shí)、噴氣噪聲的頻譜就會(huì)移向高頻或超高頻，使頻譜中的可聽(tīng)聲成分明顯降低，從而減少對(duì)人的干擾和傷害。有源消音器 基本原理是在原來(lái)的聲場(chǎng)中，利用電子設(shè)備再產(chǎn)生一個(gè)與原來(lái)的聲壓大小相等、相位相反的聲波，使其在一定范圍內(nèi)與原來(lái)的聲場(chǎng)相抵消。這種消音器是一套儀器裝置，主要由傳聲器、放大器、相移裝置、功率放大器和揚(yáng)聲器等組成。消聲器的選用 阻性消聲器具有吸收中高頻聲，加工制造簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，一般用于1、空調(diào)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等風(fēng)機(jī)類(lèi)消聲。 2、抗性消聲器具備針對(duì)性強(qiáng)，對(duì)中低頻吸聲效果顯著，且不用吸聲材料等特點(diǎn)。

8、一般只能用于小管道排氣消聲，如汽車(chē)、輪船、柴油機(jī)等排氣消聲。 3、阻抗型消聲器具有消聲頻帶寬、使用于安全等特點(diǎn)。主要用于聲級(jí)高、但頻率為低中頻寬帶噪音的消聲。如汽輪機(jī)、除氧器、擴(kuò)容器、小排量的安全閥排汽等。 4、小孔型消聲器具有低中頻寬帶消聲性能，小的孔徑能提高吸聲系數(shù)，低的孔隙率能增加吸聲頻帶的寬度，孔板深度能改變共振吸聲峰的位置。小孔型消聲器具備設(shè)計(jì)嚴(yán)密、吸收頻帶寬、阻損小、耐高溫、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。一般用于鍋爐、壓縮機(jī)等高壓設(shè)備的排氣放空。 5、抗噴阻復(fù)合型消聲器具有消聲頻帶寬、使用范圍廣、消聲量大、耐高溫高壓、不怕水汽及油霧等優(yōu)點(diǎn)。是建立在中國(guó)著名聲學(xué)家馬大猷的小孔噴注消聲 理論的基礎(chǔ)上研

9、制成功，也是中國(guó)最新型結(jié)構(gòu)排氣消聲器，各電廠一般都選擇使用。 6、通孔阻散型消聲器具有排氣暢、耐高溫、抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。一般用于安全閥、排氣閥、汽輪機(jī)及吹管等排氣消聲.（2）隔聲罩的隔聲 隔聲罩（sound insulation encasing）是一種可取的有效降噪措施，它把噪聲較大的裝置封閉起來(lái)，可以有效地阻隔噪聲的外傳和擴(kuò)散，以減少噪聲對(duì)環(huán)境的影響 隔聲罩外殼由一層不透氣的具有一定重量和剛性的金屬材料制成,一般用23毫米厚的鋼板,鋪上一層阻尼層。阻尼層常用瀝青阻尼膠浸透的纖維織物或纖維材料(用瀝青浸麻袋布、玻璃布、氈類(lèi)或石棉絨等)，有的用特制的阻尼漿。 外殼附加阻尼層是為了避免發(fā)生板的吻合

10、效應(yīng)和板的低頻共振。外殼也可以用木板或塑料板制作,輕型隔聲結(jié)構(gòu)可用鋁板制作。要求高的隔聲罩可做成雙層殼, 內(nèi)層較外層薄一些;兩層的間距一般是610厘米,填以多孔吸聲材料。罩的內(nèi)側(cè)附加吸聲材料,以吸收聲音并減弱空腔內(nèi)的噪聲。在這層吸聲材料上覆一層穿孔護(hù)面板，其穿孔的面積約占護(hù)面面積的2030%。 在罩和機(jī)器、罩和基礎(chǔ)之間，通常填以橡皮墊，以防止振動(dòng)的傳輸?？梢蚤_(kāi)啟的活門(mén)和觀察孔，要密封好。對(duì)于需要散熱的設(shè)備，應(yīng)在隔聲罩上留有必要的通風(fēng)管道。這種管道要有消聲結(jié)構(gòu)，或者裝消聲器。在設(shè)計(jì)隔聲罩時(shí)，要注意滿(mǎn)足工藝和維修的要求，有時(shí)要采取防止油污、粉塵和腐蝕等措施。（3）吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲 吸聲結(jié)構(gòu)的種類(lèi)很多

11、，但究其吸聲機(jī)理，又可以把它們分為三種主要的類(lèi)型，即薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)、微孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu) 把不穿孔的薄板（如金屬板、膠合板、塑料板等）周邊固定在框架上，背后留有一定厚度的空氣層，這就構(gòu)成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)。它對(duì)低頻的聲音有良好的吸收性能。薄板相當(dāng)于質(zhì)量塊，板后的空氣層相當(dāng)于彈簧。當(dāng)聲波作用于薄板表面時(shí)，在聲壓的交變作用下引起薄板的彎曲振動(dòng)。由于薄板和固定支點(diǎn)之間的摩擦和薄板內(nèi)部引起的內(nèi)摩擦損耗，使振動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能而使聲能得到衰 減。當(dāng)入射聲波的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率一致時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，聲能將獲得最大的吸收。 薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率

12、一般在80-300Hz之間。 穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu) 在薄板上穿以小孔，在板后與剛性壁面之間留一定深度的空腔所組成的吸聲結(jié)構(gòu)稱(chēng)為穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。按照薄板上穿孔的多少，將創(chuàng)孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)分為單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)與多腔共振吸聲結(jié)構(gòu)。單腔共振吸聲結(jié)構(gòu)使用較少，它是其他穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的原理。在薄板上按一定排列鉆很多小孔或開(kāi)狹縫，將穿孔板固定到框架上，框架安裝在剛性的壁面上，板后留有一定厚度的空氣層，這種結(jié)構(gòu)叫做多腔共振吸聲結(jié)構(gòu)。 微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu) 普通穿孔孔板的孔徑一般在310左右。對(duì)于穿孔率較高的穿孔板主要作為纖維吸聲材料的護(hù)面板，主要作為共振吸聲結(jié)構(gòu)，其吸聲特性與孔徑的大小、穿孔率的高低、以及后

13、背所加的多孔吸聲材料等有關(guān)。如果不加多孔吸聲材料，由于普通穿孔板的孔徑較大，它本身具有的聲阻太小，使有效的吸聲頻率范圍太窄，僅作為一種特點(diǎn)的低頻吸聲結(jié)構(gòu)使用。由于穿孔板孔徑的大小對(duì)聲阻的影響很大，聲阻于孔徑吸聲結(jié)構(gòu)，就是把厚度小于1MM的薄板上，穿上數(shù)以萬(wàn)計(jì)孔徑大小1MM的微孔，穿孔率為1%3%的微孔板，通過(guò)龍骨安裝在墻上，就形成了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。為了擴(kuò)展吸聲頻率范圍，可做成雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。但是它的缺點(diǎn)是孔小，易堵塞，只宜用于清潔的場(chǎng)所。六、 計(jì)算步驟（1） 由已知的房間尺寸可計(jì)算得，S天=S地=60m2 S墻1=S墻3=40m2 S墻2=S墻4=24m2（1） 由于房間內(nèi)表面為混凝土

14、面，查課本環(huán)境物理性污染控制工程P94可得混凝土（涂油漆）各頻率下的吸聲系數(shù)如下表（表2），即為處理前的吸聲系數(shù)：混凝土地面/f/HZ1252505001000200040000.010.010.020.020.020.03由上表可求得：室內(nèi)平均吸聲系數(shù)=(0.01×2+0.02×3+0.03)/6= 0.0183由已知得房間不同頻率下測(cè)量的聲壓級(jí)Lp。 由參考書(shū)上的NR曲線(xiàn)可得對(duì)應(yīng)的NR數(shù)，從而可得房間允許 的聲壓級(jí)值。由-可得不同頻率下的Lp。 由Lp、，代入公式可得處理后不同頻率下的平均吸聲系數(shù)。 室內(nèi)平均吸聲系數(shù)=(0.01×2+0.02×3+0

15、.03)/6= 0.0183代入得臨界半徑rc=1/4(Q×R/)1/2=1/4=0.39m<2m,所以,該房間的聲場(chǎng)是混響聲。以上計(jì)算得到的數(shù)據(jù)如下表（表3）所示：序號(hào)項(xiàng)目各倍頻帶中心頻率下的參數(shù)說(shuō)明125HZ250HZ500HZ1000HZ2000HZ4000HZ919496959294現(xiàn)測(cè)允 許 值909294939192設(shè)計(jì)目標(biāo)減 噪 量122212-處理前0.010.010.020.020.020.03查表處理后0.0320.0500.1000.0560.0630.045=×100.1Lp（1） 吸聲材料的選擇及計(jì)算由已知的表1可知該房間的中、低頻成分很強(qiáng)，

16、所以可選用薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)或穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)作為吸聲材料。選擇穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)中的五合板為吸聲材料，查得各頻率下材料的吸聲系數(shù)。如下表（表4）：共振五合板構(gòu)造各頻率下的吸聲系數(shù)125HZ250HZ500HZ1000HZ2000HZ4000HZ孔徑5mm孔距25mm空氣層厚50mm內(nèi)填礦渣棉25kg/m30.230.600.860.470.260.27設(shè)：需安裝材料面積為S材，則 S材(248-S材)×/248 >= 當(dāng)f=125HZ時(shí)，0.23S材(248-S材)× 0.01/248 >=0.032S材>=24.8m2 當(dāng)f=250HZ時(shí)，0.60S材

17、(248-S材)× 0.01/248 >=0.050S材>=16.81 m2 當(dāng)f=500HZ時(shí)，0.86S材(248-S材)× 0.01/248 >=0.100S材>=26.26 m2 當(dāng)f=1000HZ時(shí)，0.47S材(248-S材)× 0.02/248 >=0.056S材>= 19.84m2 當(dāng)f=2000HZ時(shí)，0.26S材(248-S材)× 0.02/248 >=0.063S材>=44.43m2 當(dāng)f=4000HZ時(shí)，0.27S材(248-S材)× 0.02/248 >=0.045

18、S材>=24.8 m2所以S材>=44.43 m2因?yàn)?S天=60m2, 所以可在房間的天花板安裝共振五合板當(dāng)S材=60 m2時(shí)，反算此時(shí)各頻率下的平均吸聲系數(shù)=60(248-60)×/2481>當(dāng)f=125HZ時(shí)，=0.23×60(248-60)× 0.01/248=0.063 驗(yàn)算：=×100.1Lp Lp=7.99dB>5dB2>當(dāng)f=250HZ時(shí)，=0.6×60(248-60)× 0.01/248=0.153驗(yàn)算：=×100.1Lp Lp=11.85dB>7dB3>當(dāng)f=500HZ時(shí)，=0.86×60(248-60)× 0.01/248=0.216驗(yàn)算：=×100.1Lp Lp=13.34dB>10dB4>當(dāng)f=1000HZ時(shí)，=0.47