物理性污染控制_第二章_噪聲污染及其控制_第2節(jié)聲學(xué)基本知識(shí)

1、物體的振動(dòng)是產(chǎn)生聲音的根源物體的振動(dòng)是產(chǎn)生聲音的根源。 聲源：聲源：把產(chǎn)生聲音的振動(dòng)物體稱作聲源把產(chǎn)生聲音的振動(dòng)物體稱作聲源。點(diǎn)聲源：聲源尺寸遠(yuǎn)小于測(cè)點(diǎn)到聲源距離時(shí)，聲波以球面波形狀較均勻地向各個(gè)方向輻射。線聲源：如一列較長(zhǎng)的列車；公路上長(zhǎng)的車隊(duì)等。面聲源：如透過(guò)一個(gè)壁面向開(kāi)闊空間傳播。 聲波：聲波：向前推進(jìn)著的振動(dòng)稱為聲波。向前推進(jìn)著的振動(dòng)稱為聲波。聲場(chǎng)：聲場(chǎng)：有聲波傳播的空間叫聲場(chǎng)。有聲波傳播的空間叫聲場(chǎng)。聲音傳播聲音傳播: :聲源、介質(zhì)聲源、介質(zhì)聲音傳播實(shí)質(zhì)：聲音傳播實(shí)質(zhì)：是物體振動(dòng)形式的傳播。是物體振動(dòng)形式的傳播。傳播形式：傳播形式：空氣空氣 縱波縱波固體、液體固體、液體 縱波、橫波縱

2、波、橫波)2sin(ftx振幅位移位移：物體離開(kāi)靜止位置的距離稱為位移，最大位移：物體離開(kāi)靜止位置的距離稱為位移，最大的位移叫振幅，振幅的大小決定了聲音的大小。的位移叫振幅，振幅的大小決定了聲音的大小。相位2.2 聲波的描述聲波的描述 cTfcTf14. 聲速（聲速（c）：）：振動(dòng)在媒質(zhì)中傳播的速度。室溫時(shí)聲速近似值（m/s）00 pc ，比熱比)(0PPp1. 聲壓、聲壓級(jí)聲壓、聲壓級(jí)TedttpTp02)(10logXXLrr10時(shí)，級(jí)的單位為貝（耳），工程上常用分時(shí)，級(jí)的單位為貝（耳），工程上常用分貝表示級(jí)，符號(hào)為貝表示級(jí)，符號(hào)為dB。re時(shí)，級(jí)的單位為奈培(Np), 1Np8.686d

3、B表達(dá)式：a500a p210 peppp ；有效聲壓，基準(zhǔn)聲壓， 聲壓級(jí)單位：分貝，用聲壓級(jí)單位：分貝，用dB表示。表示。 020lgePpLp 常見(jiàn)的聲壓級(jí)范常見(jiàn)的聲壓級(jí)范圍如右圖所示：圍如右圖所示：能能量的關(guān)系說(shuō)明聲音的強(qiáng)弱。量的關(guān)系說(shuō)明聲音的強(qiáng)弱。0 2e0PIc 0lg10IILI212200 W/m10IIIW m 聲強(qiáng)，；基準(zhǔn)聲強(qiáng)，聲強(qiáng)級(jí)單位：dB。SWI 球面輻射時(shí)：24 rWI波陣面面積p聲強(qiáng)與聲功率聲強(qiáng)與聲功率都衡量聲波的能量都衡量聲波的能量p聲強(qiáng)聲強(qiáng)隨距聲源距離的增加而降低，與環(huán)境有關(guān)隨距聲源距離的增加而降低，與環(huán)境有關(guān)p聲功率聲功率是不變量，反映了聲源的本質(zhì)是不變量，反

4、映了聲源的本質(zhì)0lg10WWLW1200 W;10WWWW 聲功率，基準(zhǔn)聲功率；。聲功率級(jí)單位：dB202cpDe4. 聲能密度：區(qū)別于聲強(qiáng)與聲功率區(qū)別于聲強(qiáng)與聲功率聲強(qiáng)：聲強(qiáng)：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位面積的平均聲能量單位時(shí)間單位面積的平均聲能量聲功率：聲功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)輻射的總的聲能量單位時(shí)間內(nèi)輻射的總的聲能量外弦外弦a1(440Hz)空弦音空弦音 內(nèi)弦內(nèi)弦d1(293.67Hz)空弦音空弦音 二胡聲音的頻譜圖二胡聲音的頻譜圖線狀譜線狀譜連續(xù)譜連續(xù)譜復(fù)合譜復(fù)合譜p 復(fù)合譜：既有連續(xù)聲音頻譜，又有離散線譜。聽(tīng)起來(lái)有明顯的音調(diào)，稱為有調(diào)噪聲。在噪音控制中，頻譜圖中聲壓級(jí)較突出的部分及在噪音控制中，頻譜圖中聲

5、壓級(jí)較突出的部分及其所對(duì)應(yīng)的頻率是重點(diǎn)控制的目標(biāo)。其所對(duì)應(yīng)的頻率是重點(diǎn)控制的目標(biāo)。nff212n倍頻程f1、f2頻程的上限頻率和下限頻率021ff f ffnn)212(各倍頻程的中心頻率：f1 f2 = f, 稱為帶寬n=1，倍頻程；n=2，2倍頻程；n=1/3，1/3倍頻程?！咀詫W(xué)自學(xué)P19-22】 0010lg10lgiWWWLWW 0010lg10lgiIIILII 【自學(xué)自學(xué)P19-22】222212.npppp 幾種聲音同時(shí)發(fā)生，則總的聲壓級(jí)不是各聲壓級(jí)幾種聲音同時(shí)發(fā)生，則總的聲壓級(jí)不是各聲壓級(jí)的簡(jiǎn)單算術(shù)和，而是按照能量的疊加規(guī)律，即壓的簡(jiǎn)單算術(shù)和，而是按照能量的疊加規(guī)律，即壓力的

6、平方進(jìn)行疊加。力的平方進(jìn)行疊加。代入上式：12n220101010pppLLLpp（）0lg20ppLp0.122010pLpp 2010lgppLp （）12ni20n0.1i 110lg10lg 101010 10lg10ppppLLLpLpLp 12n, 10lgnppppppLLLLLL 若則P20例題1-2(展示用EXCEL解題2-2）21pppLLL令： 110.10.110lg 1010pppLLLpL120.10.110lg 1010ppLLpL則：pppLLL12代入下式：得：計(jì)算噪聲值的圖解方法10.110lg 110pLppLL 令：

7、 110.10.110lg 1010pppLLLpL1ppLLL pLL1 . 0101lg10LpLp課本課本p20-211ppLLL niLiL11010lg10總1080101001095109710101010lg10=102.6 dB10097Lp=1.8101.895Lp=0.8102.680Lp=0.1102.7解二解二:查表法查表法計(jì)算時(shí)先將聲壓級(jí)從大到小排列，再按由大到小計(jì)算時(shí)先將聲壓級(jí)從大到小排列，再按由大到小的順序進(jìn)行計(jì)算。的順序進(jìn)行計(jì)算。合成聲壓級(jí)合成聲壓級(jí)P總總102.7 dB0.10.110lg 1010pBpSLLpL0.10.110lg 1010ppBSLLpL

8、儀器測(cè)量噪聲聲源真實(shí)噪聲背景噪聲in0.1i 110lg10pLpL 由由得得222221tpcxp對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)而言： 00,cos(),cos()p x tPtkxp x tPtkx 正向傳播負(fù)向傳播0cos()/xAAAuutkxupc 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度幅值upZs/對(duì)于平面聲波而言：對(duì)于平面聲波而言：000/sZpuc 單位（Pas/m）聲場(chǎng)中某位置的聲壓與該位置質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速率之比 聲阻抗率僅與介質(zhì)密度和聲速有關(guān)，是介質(zhì)固有的常數(shù); 兩種介質(zhì)的聲阻抗率將決定聲波反射和透射的強(qiáng)度。u-u-振動(dòng)速率振動(dòng)速率c-c-波速波速22222)(1)(trpcrrp對(duì)于從球心向外傳播的簡(jiǎn)諧球面聲波而言：球

9、面聲波振幅（A/r）隨傳播距離的增加而減少，二者成反比關(guān)系。)cos()/(),(krwtrAtrp2221)(1tpcrprrr對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)簡(jiǎn)諧柱面聲波而言：)cos(20krrtkrPp振幅隨徑向距離的增加而減少，與距離的平方根成反比關(guān)系。b.聲線：是由線聲源發(fā)出的徑向線。1 1ci22cpiptprrt垂直入射垂直入射聲波聲波: :發(fā)生發(fā)生反射反射和和透射透射斜入射斜入射聲波：發(fā)生聲波：發(fā)生反射反射和和折射折射ri入射聲波、反射聲波與折射聲波的傳播方向應(yīng)入射聲波、反射聲波與折射聲波的傳播方向應(yīng)該滿足該滿足Snell定律：定律：211sinsinsinccctria.a.反射定律反射定律：b.b

10、.折射定律：折射定律：21sinsinccti思考(p27)1.為什么聲音在晚上比晴朗的白天傳播的遠(yuǎn)一點(diǎn)？2.為什么逆風(fēng)傳播的聲音難以聽(tīng)清？irpppr itppp21rrp 的數(shù)值與入射方向有關(guān)，因此也與入射的方向有關(guān)。3.聲波的干涉現(xiàn)象：21ppp21DDD不相干聲波的疊加 1.聲壓的疊加：2.能量（平均聲能密度）的疊加：22212ppp)cos(21202121cppDDDAA1.擴(kuò)散引起的衰減擴(kuò)散衰減擴(kuò)散衰減：由于波陣面的擴(kuò)展而引起的聲強(qiáng)隨距離而減弱的現(xiàn)象稱為擴(kuò)散衰減。聲波的擴(kuò)散衰減與聲源的形狀有關(guān)221120lgPPrLLr聲壓從r1處傳播到r2處時(shí)的發(fā)散衰減：L測(cè)點(diǎn)Dr0221110lgPPrLLr221120lgPPrLLrLabDr0ab點(diǎn)聲源在從r1處聲壓級(jí) Lp1，傳播到r2處 Lp2，若聲波衰減包括擴(kuò)散衰減和空氣吸收衰減，則22121120lgPPrLLrrr （ - ）對(duì)無(wú)限長(zhǎng)聲源，有22121110lgPPrLLrrr （ - ） 聲波在厚的草