噪声和振动污染控制工程讲义41701.docx
《噪声和振动污染控制工程讲义41701.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《噪声和振动污染控制工程讲义41701.docx(42页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、噪声和振动污染控制工程 讲义 噪声和振动有着非常密切的关系。许多噪声是由振动引起的,这种振动以弹性波的形式在空气、液体和固体介质中进行传播,分别称为气体声、液体声和固体声,通常将固体声称为振动。噪声和振动污染的控制原理十分相似:隔振的同时也起到降噪作用。第一节 噪声和噪声污染一、 噪声定义正如水、空空气和土土壤等是是我们生生存必要要的条件件那样,我我们必须须生活在在一个有有声的环环境之中中,声音音可以帮帮助人们们交流信信息、认认识事物物等,成成为人们们一切生生产和生生活活动动的前提提基础。但但有些声声音对人人体有害害或者是是多余的的,便称称为噪声声,由噪噪声造成成的环境境污染称称为噪声声污染。
2、广义上说来来,一切切可听的的声音都都有可能能成为噪噪声。我我们所听听到的各各种声音音是否成成为噪声声与许多多条件和和因素有有关:除除与声音音本身的的基本特特性(波波长、频频率和声声级)有有关外,还还与人的的心理和和生理状状态有关关,因此此噪声和和非噪声声的区别别不仅在在于其本本身特性性(频率率和强弱弱),更更在于接接受对象象的感受受性和条条件性。二、 噪声污染的的特性1, 噪声属于物物理性污污染:这这种污染染是局部部性的,不不会造成成区域、全全球性污污染。2, 噪声污染一一般没有有残余污污染物:噪声一一旦消除除污染问问题就得得到彻底底解决。3,噪声污污染往往往易被人人们所忽忽视:尽尽管有影影响
3、,但但我们需需要生活活在适度度的声响响环境中中。三、 噪声的危害害1, 听力损害(1)暂时时性听域域迁移:当人耳耳短时间间暴露于于噪声时时,会引引起人们们的听觉觉疲劳,但但此时的的听觉器器官尚未未发生器器质性病病变。一一旦噪声声消除,听听觉疲劳劳也就逐逐渐消失失,直至至听觉恢恢复到正正常状态态。(2)永久久性听域域迁移:又称为为噪声性性耳聋,是是指人耳耳长期暴暴露于强强噪声环环境之中中,听觉觉反复受受到噪声声的不断断刺激,听听域迁移移由暂时时性逐渐渐成为永永久性,听听觉恢复复越来越越难,死死亡的听听觉细胞胞无法再再生,造造成永久久性耳聋聋。耳聋聋有轻重重之分,一一般以听听力损失失进行衡衡量,如
4、如表1所示示。表1 听听力损失失与耳聋聋程度听力损失耳聋程度20dB耳聋的基准准20400dB轻度耳聋40555dB中度耳聋55700dB显著耳聋70900dB重度耳聋90dBB极端聋2, 诱发疾病诱发疾病是是噪声污污染的一一个重要要体现。噪噪声作用用于人的的中枢神神经系统统,使得得大脑皮皮层的兴兴奋和抑抑制平衡衡失调、条条件反射射异常,导导致头昏昏脑胀、疲疲劳和记记忆力衰衰退以及及肠胃功功能紊乱乱等症状状,严重重时诱发发胃溃疡疡、冠心心病和动动脉硬化化等疾病病。3, 影响人们正正常生活活降低人们睡睡眠、学学习、工工作、语语言交流流的效率率和效果果。严重重时使得得这些活活动无法法进行。四、噪声
5、分分类声音由自然然界和人人类活动动两方面面产生。虽虽然自然然界的声声音在特特定情况况下可能能成为噪噪声,如如雷鸣声声、风的的呼啸声声等,但但噪声通通常主要要是由于于人类的的生产和和生活活活动产生生,称为为人为噪噪声。人为噪声的的产生途途径多种种多样,通通常有:交通噪噪声、工工业噪声声、建筑筑施工噪噪声等。交交通噪声声由交通通车辆产产生,如如公路和和城市街街道上的的各种汽汽车轰鸣鸣声、喇喇叭声,喷喷气式飞飞机螺旋旋桨产生生的高速速气流与与空气的的摩擦声声以及火火车车轮轮与铁轨轨的撞击击声和汽汽笛声等等;工业业噪声由由各种机机器设备备的振动动、摩擦擦和管道道排气产产生;建建筑施工工噪声由由各种施施
6、工机械械设备造造成,如如打桩机机与桩的的撞击声声、卷扬扬机噪声声等。噪噪声还可可以产生生于人们们的社会会活动与与生活,如如各种电电影院、音音乐厅、舞舞会在某某些情况况下都可可能成为为噪声的的来源;居家的的家用设设备如空空调器、电电风扇、洗洗衣机和和电视机机等因为为影响人人们的休休息、学学习和工工作而成成为噪声声。环境治理系系统中经经常使用用的鼓风风机、空空压机、水水泵、搅搅拌机等等也是噪噪声的重重要来源源。按照发声机机理,噪噪声可以以分为:机械噪噪声、空空气动力力性噪声声和电磁磁噪声三三类。机机械噪声声是由于于机械部部件在撞撞击力、非非平衡力力作用下下产生,是是由固体体振动而而产生;空气动动力
7、噪声声是由于于高速或或高压气气流与周周围介质质(空气气)发生生剧烈混混合而产产生;电电磁噪声声是由于于电磁场场的交替替变化引引起机械械部件或或空间容容积振动动而产生生,如日日光灯的的整流器器、电动动机和变变压器产产生的电电磁噪声声等。三三类噪声声中以机机械振动动噪声最最为常见见,其次次为空气气动力性性噪声,而而电磁噪噪声较少少见。表2 常常见的工工业设备备噪声范范围设备A声级范围围(dBB)飞机发动机机1071140织布机961330鼓风机801226空压机731116蒸汽锤861113发电机711006水泵891003卷扬机80900 频频率是声声音的重重要参数数。按照照频率高高低,噪噪声分
8、为为:低频频噪声(f1 kkHZ)三类类。噪声声对人体体的危害害与噪声声的频率率有关,其其中危害害最大的的当属可可听声,其其频率范范围为220 HHZ20000 HHZ,成为为噪声控控制的主主要对象象。五、噪声污污染控制制途径 与与其它污污染控制制相似,噪噪声污染染控制的的途径主主要有:行政管管理、规规划和噪噪声治理理。1, 行政管理措措施 对对噪声采采取必要要的管理理方法以以限制噪噪声污染染,其基基本做法法为行政政立法。我我国对交交通噪声声、机动动车辆噪噪声、飞飞机噪声声、工厂厂噪声、建建筑施工工噪声、娱娱乐场所所噪声污污染的控控制进行行立法。如如(GGB1223488-900)中规规定:交
9、交通干道道环境噪噪声70-87ddB(AA);建建筑施工工场界噪噪声限值值如下表表3所示示。表3 建建筑施工工场界噪噪声限值值施工机械昼间夜间土石方推土机、挖挖掘机、装装载机等等75 dBB(A)55 dBB(A)打桩打桩机85 dBB(A)禁止施工结构混凝土搅拌拌机70 dBB(A)55 dBB(A)装修吊车、升降降机65 dBB(A)55 dBB(A)2,规划性性措施(1) 区域性规划划:城市市规划部部门在确确定建设设布局时时,将飞飞机场、重重工业区区等高噪噪声源布布置在远远离市区区的郊外外,并按按照噪声声从高到到低依次次进行布布局。(2) 道路规划:依据国国家声环环境质量量标准和和民用建
10、建筑隔声声设计规规范,合合理划定定建筑物物与交通通干道的的防噪声声距离,并并提出相相应的规规划设计计要求。如如规定交交通干道道距离居居住区不不小于330m;一级、二二级公路路和铁路路不允许许穿越居居民区等等。(3) 控制城市人人口密度度:入口口密度决决定了交交通流量量、商业业以及生生产活动动等产生生的噪声声高低以以及影响响程度。噪噪声A声声级Lddn(ddB)与与当地入入口密度度(人/km22)的关关系为:Ldn110 llog 266。(4) 利用各种措措施进行行隔声,如如利用土土丘、绿绿化带等等减轻噪噪声对安安静区域域的影响响。 3,治治理措施施(1) 噪声源的控控制研究工艺艺过程:使用低
11、低噪声工工艺代替替高噪声声工艺研究降低低噪声源源辐射噪噪声的激激振力研究降低低噪声源源中、噪噪声辐射射部件对对激振力力的响应应(2) 噪声传播途途径的控控制研究城市市、工厂厂和车间间如何全全面合理理布局研究噪声声传播途途径上的的声学技技术措施施(隔声声、吸声声和消声声)(3) 个人防护措措施 常用的的噪声个个人防护护用品有有:耳塞塞、耳罩罩和头盔盔三种。这这些防护护用品除除减弱噪噪声危害害外,还还有保暖暖、防冲冲撞的功功能。第二节 声的基本知知识 噪声也也是声音音,因此此在讨论论噪声治治理和污污染控制制前对声声的基本本知识进进行介绍绍是必要要的。一、 声波和瞬时时声压 在各种弹弹性介质质中,物
12、物体的机机械振动动由近而而远的传传播过程程称为声声波。依依据声音音传播的的介质不不同,声声波有空空气波、液液体波和和固体波波三种。声声波的传传播方向向与介质质有关:空气和和液体中中声波传传播方向向与介质质质点的的振动方方向基本本相同,构构成纵向向波;而而在固体体介质中中的声波波则既有有纵向也也有横向向。 声波在传传播时将将引起介介质中质质点所受受压强的的变化,通通常将声声场中某某一质点点在瞬时时由静压压(未受受声波影影响时的的压强)P0变化为为P所产生生的压强强增量称称为该质质点的瞬瞬时声压压P,单单位为PPa或NN/ mm2。 PPP0P (1)二、 频率、波长长、波速速 声波在介介质中传传
13、播时,11秒钟内内质点振振动的次次数就是是该声波波的频率率f,单单位为HHZ;质点点往复振振动一次次所需要要的时间间称为振振动周期期T,单单位为ss;相邻邻波对应应质点之之间的距距离称为为波长,单位位为m;声波在在介质中中的传播播速度称称为波速速c,单单位为mm/s。f、T、和c之之间的关关系为:f1/TT (22)c/ffcT (3)声波在介质质中的传传播速度度与介质质本身密密切相关关,如介介质类型型(气、液液、固)、介质质温度和和密度以以及压强强等。声声波在固固体介质质中传播播最快,其其次为液液体,而而在气体体中的传传播较慢慢。表4 声声波在各各种介质质中的传传播速度度(211.1)介质空
14、气水软木玻璃钢波速(m/s)3441372335336585182三、 声波阵面 声波在传传播过程程中,同同一时刻刻由相位位相同质质点构成成的轨迹迹称为波波阵面或或波的基基本几何何形状,波波阵面分分为平面面波和球球面波两两种。1, 平面波 平面波的的波阵面面与波的的传播方方向垂直直,如活活塞在汽汽缸中产产生的声声波为典典型的平平面波。2,球面波波 在点声源源形成的的声波中中,波阵阵面为同同心的球球面,这这种波称称为球面面波,球球面波中中声源的的几何尺尺寸很小小()。四、 声强、声功功率、声声能密度度、声阻阻抗率在物理学上上,声波波是一种种能量形形式。单单位时间间内声波波辐射的的声能量量称为声声
15、功率WW,单位位为W;单位时时间内透透过垂直直于声波波传播方方向单位位面积的的平均声声能量称称为声强强I,单单位为WW/m22;单位位体积介介质内所所含的声声能量称称为声能能密度DD,单位位为W/m3;瞬时时声压PP与质点点振动速速度之比比即为声声阻抗率率Zs,单单位为PPas/mm,Zss与介质质密度和和声速有有关,而而与声波波波长和和频率无无关。介介质温度度越高、密密度越小小、声速速越大,则则Zs越越小。 Zs0c (4) 式中:0介质质密度(kg/ m3)五、 声压级和声声强级 声压级LLP和声强强级LII都是衡衡量声波波强度的的相对指指标,简简称为声声级,单单位均为为dB,其其相对基基
16、准分别别为基准准声压PP0(0.2Pa)和和基准声声强I00(100-122W/ m2)。LP200 lgg (PP/ PP0);LLI100 lgg (II/ II0)声压级和声声强级是是衡量噪噪声强弱弱及其对对人影响响程度的的重要指指标,在在常温、常常压下LLP和LI在数值值上相等等。噪声环境有有稳态和和不稳态态之分,通通常需要要将不稳稳态噪声声采用能能量平均均的方法法换算为为稳态噪噪声才能能与稳态态噪声进进行比较较,换算算结果称称为等效效连续AA声级LLeq,其相相互换算算公式为为:Leq110 llg 0t 100 0.1LAA dtt (55)式中:t不稳态态噪声暴暴露时间间,h L
17、AAt时时间内的的A声级级,dBBA六、 声源的指向向性 当声源尺尺寸大于于或接近近于声波波波长时时,声源源在各方方向辐射射的声压压(或声声强)不不相同,成成为指向向性声源源:频率率高的声声波指向向性强,频频率低的的声波指指向性弱弱。 声源的指指向性可可以用指指向性图图来表示示,类似似于气象象中的风风向玫瑰瑰图,将将声源中中某质点点的声强强与同一一声功率率声源在在相同距距离同心心球辐射射面上的的平均声声强之比比称为声声源指向向性因数数Q。对对于点声声源,QQ1,QQ越大则则声源的的指向性性越明显显。七、 声波的叠加加通常我们听听到的声声音都是是多种声声波的混混合,即即由各种种来源、各各种频率率
18、、各种种形状的的许多列列简谐波波叠加的的混合声声波。根根据各种种声波在在叠加时时是否发发生相互互干扰将将声波分分为相干干波和不不相干波波两种。在在同一直直线、相相同方向向上的相相干玻叠叠加、合合成的结结果形成成驻波,驻驻波属于于相干波波合成的的特例。表5 相相干波和和不相干干波相干波频率相同、有有固定相相位差不相干波 频频率相同同、相位位差物规规则变化化频率不同、有有固定相相位差频率不同、无无固定相相位差相干波的叠叠加规律律:叠加加后合成成声压等等于各相相干波的的声压之之和,即即: n PPtP1P2PPnPi (66)i=1 式中:PPi第i列声波波的声压压 PPt合成成声场的的声压 n声波
19、列列数 不不相干波波叠加规规律:叠叠加后声声压的平平方等于于各不相相干波声声压平方方之和,即即: PPt2P112P222PPn2Pi2 (7)八、 声波的反射射、透射射、折射射和绕射射以及衍衍射 声声波向介介质中传传播又称称为入射射,入射射的声波波遇到界界面时一一部分被被反射或或折射,另另一部分分将透过过该界面面继续传传播。入入射、透透射和反反射情况况和传播播介质有有关:介介质的ZZs增加加,难透透射,易易反射;Zs降降低,易易透射,难难反射。反反射和折折射的区区别在于于:反射射时反射射线在入入射面(由入射射线和界界面构成成)内,入入射角与与反射角角相等;折射线线在入射射面之外外的第二二种介
20、质质内,入入射角1正弦与与折射角角2正弦之之比等于于介质11声速cc1与介质质2声速速c2之比,即即:sin11 c1 (8) sin2 c2图1 声声波的入入射、反反射和折折射 当当声波的的波长远远远大于于障碍物物或孔洞洞尺寸时时,声波波能够绕绕过障碍碍物或孔孔洞的边边缘继续续前进并并引起传传播方向向的改变变,成为为绕射声声波或衍衍射声波波。声波波的绕射射与声波波频率、波波长和障障碍物的的相对大大小有关关,高频频率、长长波长的的声波遇遇到尺寸寸较小的的障碍物物或孔洞洞时绕射射或衍射射明显,这这是屏障障隔声降降噪的依依据。图2 声声波的绕绕射或衍衍射九、 声波衰减 声波在介介质中传传播,由由于
21、扩散散作用、空空气吸收收以及障障碍物的的存在导导致声强强、声压压和声能能减弱,发发生声波波衰减。1, 扩散引起的的衰减 声声波的传传播过程程即是声声波在介介质中的的扩散过过程,波波阵面随随扩散距距离的增增加而逐逐渐扩展展,导致致声能分分散、声声强随距距离越来来越弱,称称为扩散散衰减。2, 空气吸收引引起的衰衰减 声声波在空空气中传传播时,部部分声波波被空气气吸收作作用、部部分声能能将发生生转换和和迁移,籍籍此导致致声波衰衰减。传播导致致空气质质点振动动,相邻邻空气质质点由于于运动速速度不同同而产生生粘滞力力,使得得声能转转换为热热能,紧紧邻的空空气温度度越来越越高,声声能越来来越弱。温温度的变
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 噪声 振动 污染 控制工程 讲义 41701
限制150内