环境物理性污染控制工程课程设计(共21页).docx

精选优质文档-倾情为你奉上 湖南科技大学化学化工学院 Hunan University of Science and Technology环境物理性污染控制工程课程设计报告题目：冷冻压缩机房和控制室降噪设计专业班级：环境工程一班学生姓名：张尧指导老师：李方文提交日期：2015年12月28日目录第一章、概述-31.1 环境噪声污染的危害-31.2.环境噪声控制主要技术-4第二章、 噪声控制措施选择-62.1 吸声降噪的设计原则-62.2 隔声降噪的设计原则-8第三章、设计题目与有关数据-8第四章、压缩机吸声降噪设计及有关计算-94.1 受声点的各频带声压级和基础计算-94.2 降噪量Lp计算-104.3 吸声系数相关计算-114.4 选择合适的吸声材料-124.5 吸声降噪设计小结-14第五章、隔声降噪设计及有关计算-145.1 受声点的各频带声压级和基础计算-155.2了解环境特点，选定噪声控制标准-165.3 各频带所需隔声量的计算-165.4 与构件的插入损失的比较-185.5 选择合适的隔声结构与构件-18第六章、小结-20第七章、参考文献-21第一章 概述 随着现代工业、交通运输业和城市建设的发展，环境噪声污染是国内外影响最大的公害之一，随着经济和技术的飞速发展，环境噪声的特征发生了显著的变化，环境噪声的控制技术也取得了长足的进步，人们对环境噪声的科学认识，以及相应的管理法规、标准等也更加科学合理。1.1 环境噪声污染的危害 随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展，以及人口密度的增加，家庭设施（音响、空调、电视机等）的增多，环境噪声日益严重，它已成为污染人类社会环境的一大公害。噪声具有局部性、暂时性和多发性的特点。噪声不仅会影响听力，而且还对人的心血管系统、神经系统、内分泌系统产生不利影响，所以有人称噪声为“致人死命的慢性毒药”。 1.1.1 噪声对听力的影响 人在较强的噪声环境下暴露一定时间后，会使听力下降。研究表明，长期接触80dB以上的噪声，听力就有可能收到损害，在大于85dB的噪声环境工作中工作20年，将有10%的人出现耳聋，环境噪声大于90dB时，耳聋患者的比例将超过20%。1.1.2 噪声对人的生理和心理的影响 噪声对人的生理影响除前面介绍的听觉系统外，还涉及对人的心血管系统、消化系统、神经系统和其他脏器的影响及危害。（1）在洛杉矶机场附近学校就读的孩子与在较安静的学校就读的孩子相比，前者血压较高，做数学作业的速度较慢。不少人认为，20世纪生活中的噪声是造成心脏病的一个重要的原因。（2）噪声能引起消化系统方面的疾病。早在20世纪30年代，就有人注意到长期暴露在噪声环境下的工作者其消化功能有明显的改变。在某些吵闹的工业行业里，溃疡的发病率比安静环境下的发病率高5倍。（3）在神经系统方面，神经衰弱是最明显的症状，噪声引起失眠、疲劳、头晕、记忆力衰退等症状。1.2.环境噪声控制主要技术1.2.1吸声降噪技术 吸声降噪是控制室内噪声常用的技术措施。把能够吸收高声能的材料或结构称之为吸声材料或吸声结构。把通过吸收材料和吸声结构来降低噪声的技术称之为吸声降噪，简称吸声。吸声过程是声波通过吸声材料或入射到吸声材料界面上时声能的减少过程。声波传播到某一边界面时，一部分声能被边界面反射（或散射）。一部分声能被边界吸收，这包括声波在边界材料内转化为热能被消耗掉，或是转化为震动沿边界构造传递转移，或是直接透射到边界另一面空间。对入射波来说，除了反射到原来空间的反射(散射)声能外，其余能量都看做被边界面吸收。按吸声机理来分类，可以分成多孔性吸声材料和共振吸声结构两大类。1.2.2 隔声降噪技术 隔声就是把发声的物体，或把需要安静的场所封闭在一个小的空间（如隔声罩及隔声间）中，使其与周围环境隔绝起来，隔声是一般工厂控制噪声的最有效措施之一。根据声传播方式，隔声可分为空气传声隔绝和固体传声隔绝两种。1.2.3 消声器消声器是一种允许气流通过，又能有效阻止或减弱声能向外传播，使噪声衰减的装置。它是降低空气动力性噪声的主要技术措施，一般安装在气流通过的管道中或进、排气口上，有效的降低空气动力性噪声。消声器的类型很多，按降噪原理和功能一般可分成阻性消声器、抗性消声器、微穿孔板消声器和扩散消声器。1.2.4 隔振和阻尼减振（1）隔振：对于振动控制可从以下两方面采取措施：一是对振动源进行改进，降低振动强度；二是在振动的传播途径上采取措施，提高振动的传递损失，减弱振动传递的能量。（2）阻尼减振：减振与隔振在性质上是完全不同的。采取相应的措施使振源受到抑制称为减振，即所谓的振源控制；在振动的传递路径上采取措施减少振动的传递称为隔振。阻尼层结构是将高阻尼材料与振动构件结合成一个整体，增大振动能量的损耗。第二章 噪声控制措施选择 本设计书主要采用吸声和隔声两种方法降噪，减少噪声的影响。下面分别介绍吸声降噪和隔声降噪的设计原则。2.1 吸声降噪的设计原则总原则： 应先对声源进行隔声、消声等处理，当噪声源不宜采用隔声措施，或采用了隔声手段后仍不能达到噪声的标准时，可采用吸声处理来作为辅助手段。基本原则：1.单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小，所需降噪量较高时，可对天花板、墙面同时作吸声处理；2.车间面积较大时宜采用空间吸声体，平顶吸声处理；3.声源集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，并同时设置隔声屏障；4.噪声源比较多而且较分散的生产车间宜作吸声处理；5.对于中、高频噪声，可采用20-50mm厚的常规成型吸声板，当吸声要求较高时可采用5080mm厚的超细玻璃棉等多孔吸声材料，并加适当的护面层；6.对于宽频带噪声，可在多孔材料后留50-100mm的空气层，或采用80-150mm厚的吸声层；对于低频带噪声，可采用穿孔板共振吸声结构，其板厚通常可取2-5mm，孔径可取3-6mm，穿孔率小于5；7.对于湿度较高的环境，或有清洁要求的吸声设计，可采用薄膜覆面的多孔材料或单、双层微穿孔板共振吸声结构，穿孔板的板厚及孔径均不大于lmm，穿孔率可取0.5-3，空腔深度可取50200mm。8.进行吸声处理时，应满足防火、防潮、防腐、防尘等工艺与安全卫生要求，兼顾通风、采光、照明及装修要求，也要注意埋设件的布置。噪声源、环境情况具体采取措施独立的噪声源密封式隔声罩、活动密封式隔声罩以及局部隔声罩不宜对噪声进行隔声处理时，允许操作人员不经常停留在设备附近时便于控制、观察、休息使用的隔声室车间大、工人多、强噪声源比较分散、且难以封闭留有生产工艺开口的隔声墙或声屏障2.2 隔声降噪的设计原则隔声措施选择原则：第三章 设计题目与有关数据3.1 设计题目：冷冻压缩机房和控制室降噪设计3.2课题已知条件：（1）该冷冻压缩机房的尺寸：长×宽×高10.6×9.8×5.0m。屋顶为钢筋混凝土预制板，壁面为砖墙水泥粉刷，两侧墙有大片玻璃窗，计52m2，约占整个墙面的44%，机房内安装有六台压缩机组，平时开三台，业务增加时开六台（具体见图1），最近该公司业务量显著增加，需六台同时运行，因而导致机房内的噪声显著增加，同时该机房除压缩机底座采用了减振等措施后基本没有采用其它降噪措施；（2）同时该公司将对压缩机房进行技术改造，即将以前的人工控制改为自动化控制，同时为压缩机房的工人创造一个更适宜安静的工作环境，决定在机房的右侧改建一个控制室，控制室尺寸：长×宽×高3.0×9.8×5.0m.；（3）当六台机组全开时，在图1中标注数字处所测得的平均噪声强度见表1频率(Hz)631252505001000200040008000声压级（dB）8588939794907570（4）机房内的噪声控制标准按NR85、控制室内的噪声控制标准按NR60进行控制设计。（5）根据压缩机房的实际情况，同时为方便机组操作人员根据直接监听机器发出的噪声判断压缩机运转是否正常，机房内拟采用吸声进行处理；而在加建的控制室内拟采用组合的隔声构件进行控制，在面对压缩机的墙上设有两个窗和一个门，窗的面积为2.0 m2，门的面积为2.5m2。图1中8处所测的噪声频谱数据以压缩机房内进行吸声改造后的理论计算数据为设计依据。第四章 压缩机吸声降噪设计及有关计算4.1 受声点的各频带声压级和基础计算 由上一章已知条件可知处理前的不同频带声压级的数值，同时确定了压缩机内的噪声控制标准按NR85设计。如下表：频率(Hz)631252505001000200040008000声压级（dB）8588939794907570由于后续平均吸声系数等计算这里我们取125Hz4000Hz所对应的声压级进行相关计算。由已知条件可进行下面的基础计算。4.1.1 面积计算S地=S顶 = 10.6×9.8=103.88 m2S1+S2 =10.6×5×252=54 m2（除窗户外的面积）S3=S4=9.8×5=49 m2S总 =103.28×2+10.6×5×2+49×2=411.76m2S测=54+49×2=152m2（除窗户外面积）4.1.2 体积计算V=10.6×9.8×5=519.4 m34.2 降噪量Lp计算（1）由第三章已知条件得压缩机房内不同频率下测量的声压级LP (2) 由参考书上的NR曲线按照NR85的噪声标准可得对应的NR数，从而可得到压缩机房内允许的声压级值(也可用Lpi=a+bNRi 这一公式求得相应的NR值) (3) 由（1）-（2）得不同频率下的LP以上计算得到的数据如下表所示：序号项目各倍频带中心频率下的参数(Hz)说明125250500100020004000（1）处理前889397949075监测值(2)允许值969087.68582.881设计目标（3）减噪量039.497.20（1）-（2）4.3 吸声系数相关计算4.3.1处理前室内平均吸声系数（1）由于压缩机房屋顶和底面均为钢筋混凝土预制板结构，经查阅相关资料得出下表相关吸声系数混凝土/1f/Hz1252505001000200040000.010.010.020.020.020.03（2）由于壁面是砖墙水泥粉刷材料，经查阅相关资料得出相关系数如下表:砖墙水泥/1f/Hz1252505001000200040000.020.020.020.030.030.04（3）通过查阅相关资料得出下表玻璃窗户的吸声系数：玻璃窗户/1f/Hz1252505001000200040000.350.250.180.120.070.04由以上数据以及对压缩机室内面积的计算可计算室内处理前的平均吸声系数：125Hz：103.88×0.01×2+54×0.02+98×0.02+52×0.35411.76=0.056250Hz: : 103.88×0.01×2+54×0.02+98×0.02+52×0.25411.76=0.045500Hz：103.88×0.02×2+54×0.02+98×0.02+52×0.18411.76=0.0401000Hz：:103.88×0.02×2+54×0.03+98×0.03+52×0.12411.76=0.0362000Hz：:103.88×0.02×2+54×0.03+98×0.03+52×0.07411.76=0.0304000Hz：:103.88×0.03×2+54×0.04+98×0.04+52×0.04411.76=0.0354.3.2 处理后应有的平均吸声系数根据公式可：2=1100.1LP计算出处理后的吸声系数125Hz: 2 ：0.056 250Hz: 2 : 0.089500Hz： 2 ：0.318 1000Hz：(-)2 ：0.2862000Hz：(-)2：0.189 4000Hz：(-)2 ：0.0354.4 选择合适的吸声材料 由确定吸声面的吸声系数，选择合适的吸声材料或吸声结构、类型、材料厚度、安装方式等。4.4.1 压缩机房内现有吸声量的计算 由上述计算可知室内的吸声材料的表面积为根据公式A=1 S来计算不同频率下的吸声量125Hz：A1=23.06 250Hz：A1=18.53500Hz：A1= 16.47 1000Hz：A1=14.822000Hz：A1= 12.35 4000Hz：A1=14.414.4.2 压缩机房内处理后吸声量的计算同上将处理后的平均吸声系数带入到上述公式中可得125Hz：A2= 23.06 250Hz：A2=36.64500Hz：A2=130.94 1000Hz：A2=117.762000Hz：A2= 77.82 4000Hz：A2=14.414.4.3应需要增加的吸声量及选择材料125Hz：A3= 0 250Hz：A3=18.11 500Hz：A3=114.47 1000Hz：A3=102.94 2000Hz：A3= 65.47 4000Hz：A3=0根据所增加的吸声量可求出其对应的吸声系数继而确定吸声材料通过查阅资料确定材料为穿孔石膏板其参数和吸声系数如下表：材料/结构厚度(cm)对各频率的吸音系数125250500100020004000穿孔石膏板，孔径0.4-0.6cm，孔间距1.5cm，离墙18cm0.40.60.100.400.300.250.250.15附：需加吸声材料数量=应需要增加的吸声量÷吸声材料的吸声系数，不同频率下的计算结果如下：250Hz：45.275 500Hz：381.56 1000Hz：411.762000Hz：261.88考虑加装吸声材料遮盖部分对原壁面吸声的影响=需加吸声材料数量+需加吸声材料数量×处理前的平均吸声系数1，250Hz：45.366 500Hz：396.822 1000Hz：426.5834000Hz：269.7364.5 吸声降噪设计小结经过上述的计算汇总出下表，明显的反映出选择合适的吸声材料的所需过程。序号项目各倍频带中心频率下的参数(Hz)1252505001000200040001六台机组全开平均噪声声压级(dB)8893979490752噪声控制目标声压级(dB)969087.68582.8813所需降噪量(dB)39.497.24处理前的平均吸声系数10.0560.0450.0400.0360.0300.0355处理后应有的平均吸声系数20.0560.0890.3180.2860.1890.0356现有吸声量(m2)23.0618.5316.4714.8212.3514.417应有吸声量(m2)23.0636.64130.94117.7677.8214.418需要增加的吸声量(m2)18.11114.47102.9465.479选择的穿孔板的吸声系数，0.100.400.300.250.250.1510需要增加吸声材料的数量(m2)45.275381.56411.76261.8811考虑加装吸声材料遮盖部分对原壁面吸声的影响(m2)45.366396.822426.583269.736第五章 隔声降噪设计及有关计算5.1 受声点的各频带声压级和基础计算这里主要计算吸声处理后各频率的噪声声压级5.1.1面积计算 吸声材料安装：天花板的安装103.36m2；四周墙壁上安装总计49m2；则：混凝土地面的面积S1=207.76-103.36=104.4m2 砖墙侧墙总面积S2=152-49=103m2 玻璃窗面积S3=52m25.1.2 处理后的各频率的噪声声压级根据处理后的平均吸声系数等相关参数进行计算125Hz：2=（Sii）/S=(104.4×0.01+103×0.02+52×0.35+152.36×0.10)/411.76=0.089250Hz：2=（Sii）/S=(104.4×0.01+103×0.02+52×0.25+152.36×0.40)/411.76=0.187500Hz：2=（Sii）/S=(104.4×0.02+103×0.02+52×0.18+152.36×0.30)/411.76=0.1431000Hz：2=（Sii）/S=(104.4×0.02+103×0.03+52×0.12+152.36×0.25)/411.76=0.1202000Hz：2=（Sii）/S=(104.4×0.02+103×0.03+52×0.07+152.36×0.25)/411.76=0.1144000Hz：2=（Sii）/S=(104.4×0.03+103×0.04+52×0.04+152.36×0.15)/411.76=0.078运用Lp1=10×log(2/1)公式可算出其降噪量125Hz：2dB 250Hz：3dB500Hz：4dB 1000Hz：4dB2000Hz：6dB 4000Hz：3dB处理后的各频率的噪声声压级=原噪声声压级LP125Hz：86dB 250Hz：89dB500Hz：93dB 1000Hz：90dB2000Hz：84dB 4000Hz：72dB5.2了解环境特点，选定噪声控制标准：确定受声点允许的噪声级和各频带声压级(机房内的噪声控制标准按NR60)如下表：频率(Hz)125250500100020004000噪声标准（dB）7468646058565.3 各频带所需隔声量的计算所需降噪量：125Hz：12dB 250Hz：21dB500Hz：29dB 1000Hz：30dB2000Hz：26dB 4000Hz：16dB隔声间吸声处理后的吸声系数为了节约成本，使隔声间的吸声材料与吸声处理后的吸声系数相同，从而隔声间吸声处理后的吸声系数等同于吸声材料的吸声系数。根据第四章的小结里可确定吸声系数分别为：0.1，0.4，0.3，0.25，0.25，0.15隔声间的吸声量：由公式A=S×,S（天花板）=9.8×3=29.4m2得125Hz：A=S×=29.4×0.1=2.94m2250Hz：A=S×=29.4×0.4=11.76m2500Hz：A=S×=29.4×0.3=8.82m21000Hz：A=S×=29.4×0.25=7.35m22000Hz：A=S×=29.4×0.25=7.35m24000Hz：A=S×=29.4×0.15=4.41m2A/S墙，S墙=9.8×5=49m2125Hz：0.06 250Hz：0.24 500Hz：0.181000Hz：0.15 2000Hz：0.15 4000Hz：0.09隔声量TL=降噪量10×log(A/S墙)125Hz：24.22 250Hz：27.20 500Hz：36.451000Hz：38.24 2000Hz：34.24 4000Hz：26.455.4 与构件的插入损失的比较可计算出墙的平均隔声量TL=31.13dB32dB，这样可选出相应墙体与相应门、窗结构，使组合结构的隔声量满足32dB的要求，一般墙体的隔声量比门窗高出10-15dB。则设选用的墙的隔声量TL=32+10=42dB因“等透射量”原则，R1=R2+10×log(S1/S2),即TL1=TL2+10×log(S1/S2)对门：TL门=42+10×log(S1/S2)=42+10×log(2.5/（9.8×5-4.5）)30dB对窗：TL窗=42+10×log(S1/S2)=42+10×log(2.0/（9.8×5-4.5）)29dB组合墙的隔声量TL=10×log(S/（Si×10-0.1TLi）)=10×log(49/（44.5×10-0.1×42+2.5×10-0.1×30+2.0×10-0.1×29）)38dB5.5 选择合适的隔声结构与构件5.5.1 墙面隔声构件的选择经过查阅书籍和资料查找到相关的隔声构件如下表结构名称面密度 kg/m-2倍频程中心频率 f/HzTL/dB125250500100020004000测定计算1/4砖墙，双面粉刷11841414540464743421/2砖墙，双面粉刷22533373846525345461/2砖墙，双面木筋板条粉刷2805247575450471砖墙，双面粉刷45744444553575649511砖墙，双面粉刷5304245495764625352100mm厚木筋板条墙双面粉刷701722354449483539150mm厚加气混凝土砌块墙双面粉刷1752836394654554343根据上述的计算，对于墙面在这里选择150mm厚加气混凝土砌块墙双面粉刷5.5.2 门的隔声构件的选择经过查阅书籍和资料查找到相关的门的隔声构件如下表各种材料和结构的门的隔声量构造（mm）隔声量(dB)125250500100020004000平均三合板门，扇厚 4513.41515.219.720.624.516.8三合板门，扇厚 45 ，上开一小观察孔，玻璃厚 313.61717.721.722.227.718.8重塑木门，四周用橡皮和毛毡密封303029252627分层木门，密封2028.732.73532.83131分层木门，不密封25252929.52726.527双层木板实拼门，板厚共 10015.420.827.129.428.929钢板门，厚 625.126.731.136.431.535根据上述的计算，对于门在这里选择用钢板门，厚6mm的隔声构件5.5.3 窗户的隔声构件的选择经过查阅书籍和资料查找到相关的窗户的隔声构件如下表各种材料和结构的窗的隔声量构造（ mm）隔声量（dB ）125250500100020004000平均单层玻璃窗，玻璃厚 3-620.72023.526.422.922 ±2单层固定窗，玻璃厚 6.5 ，四周用橡皮密封17273034383229.7单层固定窗，玻璃厚 15 ，四周用腻子密封25283237405035.5双层固定窗20172235413828.8有一层倾斜玻璃双层窗28312941474035.5三层固定窗37454243475645根据上述的计算，对于窗户在这里选择用单层固定窗，玻璃厚6.5mm，四周用橡皮密封隔声构件。5.6 隔声设计小结下表为上述隔声计算数据的汇总，可以清晰的反映出隔声设计的全过程。序号项目及其说明各倍频程中心频率下的参数1252505001000200040001吸声处理后的降噪量级(dB)2344632隔声间外声压级(dB)8689939084723隔声间允许声压级NR60(dB)7468646058564所需降噪量级(dB)821293026165隔声间吸声处理后的吸声系数0.100.400.300.250.250.156隔声间内吸声量（m2），A=S×2.9411.768.827.357.354.417A/S墙0.060.240.180.150.150.098TL=降噪量10×log(A/S墙)24.2225.7827.5928.7729.6920.45第六章 小结综上可知，以上设计满足设计原则和要求，所以此降噪设计方案成立。即可在压缩机和控制室内采用上述的穿孔板吸声结构以及相对应的隔声构件进行降噪。保证降噪设施稳定、经济运行。第七章 参考文献主要参考资料如下：1、孙兴滨等主编，环境物理性污染控制（第二版）.化学工业出版社2、周兴求. 环保设备设计手册-环境噪声控制工程.北京：化学工业出版社3、洪宗辉等主编. 环境噪声控制.北京：高等教育出版社4、毛东兴等主编. 环境噪声控制工程.高等教育出版社5、魏先勋，马菊元，陈信常等。环境工程设计手册.长沙：湖南科学技术出版社，20026、孙明湖等.环境保护设备选用手册. 北京：化学工业出版社6、其他有关设计书籍等附图：专心-专注-专业