噪声和振动污染控制工程讲义全
《环境噪声控制工程》讲义

《环境噪声控制工程》讲义绪论当前的环境污染主要有水污染、大气污染、固体废物污染、噪声污染,因此噪声控制工程是环境工程中的一门重要专业课,第一篇噪声基础知识这篇是整个环境噪声控制工程的基础,后二篇都是以这篇为基础的,因此这一篇是此门功课的重中之重。
本篇的特点是概念多,理论性强,数学公式多,计算多,为了学好后二篇我们有必要记忆一些概念与公式。
第一章概述1.1 噪声控制工程这门课在环境工程中的地位目前我国约有229家高校开有环境工程这个专业,排在前四位依次是的清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、华南理工大学,它专业课一般由四部分组成:水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物的处理与处置、噪声控制工程,因此它是环境工程的一门重要的专业课,同时也是环境污染四大公害之一:水、气、渣、噪声。
只是由于它是一种物理性污染,没有后续性、危害的作用时间长、人有较强的耐受性,它才没有引起人们的足够的重视。
但目前由于城市化的加剧、交通运输业的飞速发展、第三产业的兴起,噪声污染越来越广泛和严重,目前它是环境污染投诉中的最多的。
随着经济的发展,人们生活水平的提高,人们对生活环境的质量也越来越高,我认为学好噪声控制工程这门功课是大有可为的。
目前噪声治理工程投资占环保投资的15—20%,而在“十五”期间环保投入占GDP的1.5%,特别是我国1997年颁布的《中华人民共和国噪声污染防治法》中列出的四大噪声(工业噪声、建筑施工噪声、交通噪声、社会生活噪声)还远未得到有效的控制,因此你们以后有广阔的舞台去发挥你们的聪明才智。
这里讲一点题外话,你们要热爱环境工程这个专业,因为这是一个很有发展前途的专业,但目前的主要问题是就业率不是很高,但是随着世界环境的进一步恶化,环境保护已成为世界的一个主题。
我国在环保领域的投资青年提高,以湖南省建污水处理站为例说明另一个是环境保护的作用在生活中也日益体现出来,如在新建的高新技术区,达不到环境要求的项目就不能进入,如去年天津经济技术开发区在招商引资时,对项目入区申请实行“环保一票否决”,已连续有3个能耗高、污染大的项目被挡在开发区大门之外,涉及投资额为5700万元。
环境物理污染控制工程技术噪声振动部分〖任文堂版〗

2、薄板共振吸声结构
将不透气的薄板固定在刚性壁前一定距离处,就构成了 板共振吸声结构。这个由薄板和空气层组成的系统可以 视为一个由质量块和弹簧组成的振动系统,当入射声波 的频率和系统固有频率接近时,板就产生共振,由此引 起的内部摩擦将声能转换为热能耗散掉。其主要吸声范 围在共振频率附近区域。
c f0 = 2π
声压级的叠加、 声压级的叠加、修正和平均 级计算的基本原则:能量叠加
2 2 p12 + p2 +⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ +pN Lp= lg 10 P2 0 2 2 p12 p2 pN ==10lg( 2 + 2 +⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + 2 ) p0 p0 p0 LP1 Lp 2 L pN
= lg( 10 +1010 +⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ +10 10 ) 10 10
背景噪声的修正方法;掌握声级计、频带滤波器和环境 振级计的使用: )
基本测量系统
衰 减 器
传 感 器
前 置 放 大 器
计权网络
衰 减 器
放 大 器
滤波器
传 声 器
加 速 度 计
其 它 传 感 器
基本测量系统
传 感 器
前 置 放 大 器
衰 减 器
计权网络
衰 减 器
放 大 器
滤波器
传 声 器
加 速 度 计
声压级的叠加:
LP = 10 lg( ∑ 10 10 )
i =1
N
L pi
声级平均:
LP = 10 lg 1 N
∑10
i =1
N
LPi 10
1 n LP = ∑ LPi n i =1
噪声与振动控制工程手册

噪声与振动控制工程手册噪声与振动控制工程手册引言:噪声和振动在我们的日常生活中无处不在,从喧嚣的城市交通到家庭电器的嗡嗡声,它们不仅影响我们的健康和舒适度,还可能对机械设备和结构的性能产生负面影响。
噪声与振动控制成为了一个重要的领域,目的是减少或消除这些不利影响,提高工作和生活环境的质量。
本文将深入探讨噪声与振动控制工程的各个方面,帮助读者了解其原理和应用。
目录:1. 什么是噪声与振动控制工程?1.1 噪声控制1.2 振动控制2. 噪声与振动的来源和特点2.1 噪声源的分类2.2 振动源的分类2.3 噪声与振动的特征参数3. 噪声与振动的危害与影响3.1 对人类健康的影响3.2 对机械设备的影响4. 噪声与振动控制的原理和方法 4.1 噪声控制原理和方法4.1.1 声源控制4.1.2 传播路径控制4.1.3 接受者控制4.2 振动控制原理和方法4.2.1 主动振动控制4.2.2 被动振动控制5. 常见的噪声与振动控制应用 5.1 建筑噪声与振动控制5.2 交通噪声与振动控制5.3 机械设备噪声与振动控制5.4 电子设备噪声与振动控制6. 未来发展趋势6.1 新技术的应用6.2 可持续发展与噪声振动控制7. 总结与展望1. 什么是噪声与振动控制工程?1.1 噪声控制噪声控制是指通过采取控制措施来降低噪声水平的工程实践。
它涉及到噪声的产生、传播和接收三个方面。
噪声控制技术可以从源头、传播路径或接收器入手,采取各种方法来降低噪声的影响。
常见的噪声控制方法包括隔音、消声、吸声和降噪技术等。
1.2 振动控制振动控制是指对结构、设备或系统进行控制以减少振动水平的工程实践。
振动控制可以通过减少振动源的激励力、改变结构的固有频率或使用吸振材料等方法来实现。
振动控制在航空航天、汽车工业、建筑工程等领域都有广泛应用。
2. 噪声与振动的来源和特点2.1 噪声源的分类噪声源可以分为环境噪声源和工业噪声源。
环境噪声源包括交通噪声、建筑噪声和社会噪声等,其特点是持续性较强,频率范围较广。
噪声和振动污染控制工程讲义全

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、空气和土壤等是我们生存必要的条件那样,我们必须生活在一个有声的环境之中,声音可以帮助人们交流信息、认识事物等,成为人们一切生产和生活活动的前提基础。
但有些声音对人体有害或者是多余的,便称为噪声,由噪声造成的环境污染称为噪声污染。
广义上说来,一切可听的声音都有可能成为噪声。
我们所听到的各种声音是否成为噪声与许多条件和因素有关:除与声音本身的基本特性(波长、频率和声级)有关外,还与人的心理和生理状态有关,因此噪声和非噪声的区别不仅在于其本身特性(频率和强弱),更在于接受对象的感受性和条件性。
二、噪声污染的特性1,噪声属于物理性污染:这种污染是局部性的,不会造成区域、全球性污染。
2,噪声污染一般没有残余污染物:噪声一旦消除污染问题就得到彻底解决。
3,噪声污染往往易被人们所忽视:尽管有影响,但我们需要生活在适度的声响环境中。
三、噪声的危害1,听力损害(1)暂时性听域迁移:当人耳短时间暴露于噪声时,会引起人们的听觉疲劳,但此时的听觉器官尚未发生器质性病变。
一旦噪声消除,听觉疲劳也就逐渐消失,直至听觉恢复到正常状态。
(2)永久性听域迁移:又称为噪声性耳聋,是指人耳长期暴露于强噪声环境之中,听觉反复受到噪声的不断刺激,听域迁移由暂时性逐渐成为永久性,听觉恢复越来越难,死亡的听觉细胞无法再生,造成永久性耳聋。
耳聋有轻重之分,一般以听力损失进行衡量,如表1所示。
表1 听力损失与耳聋程度2,诱发疾病诱发疾病是噪声污染的一个重要体现。
噪声作用于人的中枢神经系统,使得大脑皮层的兴奋和抑制平衡失调、条件反射异常,导致头昏脑胀、疲劳和记忆力衰退以及肠胃功能紊乱等症状,严重时诱发胃溃疡、冠心病和动脉硬化等疾病。
《噪声控制》 讲义

《噪声控制》讲义一、噪声的定义与危害在我们的日常生活和工作环境中,噪声无处不在。
那么,究竟什么是噪声呢?简单来说,噪声就是那些我们不想要、不需要,或者对我们的生活、工作和健康产生不良影响的声音。
噪声的危害是多方面的。
首先,长期暴露在高强度的噪声环境中会对我们的听力造成损害。
这可能导致听力下降,甚至耳聋。
其次,噪声会影响我们的睡眠质量,使人难以入睡或者在睡眠中频繁醒来,从而影响身体的恢复和第二天的精神状态。
此外,噪声还会对人的心理产生负面影响,导致焦虑、烦躁、注意力不集中等问题,进而影响工作效率和学习成绩。
在一些特殊的工作环境中,如工厂、建筑工地等,高强度的噪声还可能增加事故发生的风险。
二、噪声的来源要有效地控制噪声,我们首先需要了解噪声的来源。
噪声的来源非常广泛,大致可以分为以下几类:1、工业噪声工业生产中的各种机器设备,如冲压机、切割机、风机、压缩机等,在运行过程中会产生强烈的噪声。
这些噪声通常具有高强度、低频的特点,对工人的健康和周围环境造成较大的影响。
2、交通噪声交通运输工具是城市噪声的主要来源之一。
汽车、火车、飞机、船舶等在行驶过程中,发动机的运转、轮胎与地面的摩擦、喇叭的鸣叫等都会产生噪声。
尤其是在交通繁忙的道路和机场附近,交通噪声往往成为居民的主要困扰。
3、建筑施工噪声建筑施工现场的各种机械设备,如钻孔机、塔吊、混凝土搅拌机等,以及施工过程中的敲打、撞击等作业都会产生噪声。
建筑施工噪声具有阶段性和临时性的特点,但在施工期间可能会对附近居民造成较大的干扰。
4、社会生活噪声社会生活中的噪声来源也不容忽视。
例如,商业活动中的音响设备、市场的喧闹声、居民楼内的家庭装修、宠物叫声等都可能成为噪声污染源。
三、噪声的传播途径噪声的传播主要通过三种途径:空气传播、固体传播和液体传播。
空气传播是最常见的方式,声音通过空气振动向四周传播。
例如,工厂的机器噪声、交通噪声等大多通过空气传播。
固体传播是指声音通过建筑物的结构、墙壁、地板等固体介质传播。
湖大噪声控制工程讲义01噪声基础知识-6噪声与振动的测试和监测

第六章噪声与振动的测试和监测噪声测量是对环境噪声进行监测、评价和控制的重要手段。
由于振动是大多数噪声产生的原因,本身也是一种公害,因此,振动测量是噪声测量工作的一个组成部分。
正确测量和分析噪声和振动,首先必须熟悉测量仪器的性能和作用,明确测量分析的目的,了解待测声场条件或振动测试条件,选择适当的测量方法和测量规范。
6.1常用噪声测量仪器常用的噪声测量仪器有声级计、积分声级计、频谱分析仪和滤波器、磁带记录仪、实时分析仪。
6.1.1声级计声级计是根据国际标准或国家标准按照一定的频率计权和时间计权测量声压级和计权声级的仪器,是声学测量中最常用的基本仪器,可用来测量各种噪声;若将声级计上的传声器换成加速度传感器,声级计还可以用于振动的测量。
1.声级计的分类:声级计按照精度可以分成4种基本类型,即0、I、II、In型。
在环境噪声测量中,主要使用I型(精密型,基本误差为±0.7dB)和II型(普通级,基本误差为±1.5dB);按特殊用途分类:可分为脉冲、积分、噪声统计分析仪、噪声剂量计、噪声采集器等;按外表形状分为台式、便携式、袖珍式等多种形式。
1.声级计的构造和工作原理:声级计一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示器等组成。
衰减器(1)传声器:这是一种将声压转换成电压的声电换能器,在声级计中,大多选用空气电容传声器和驻极体电容传声器。
此外,由于传声器在声场中会引起声波的散射作用,特别会使高频段的频率响应受到明显影响。
这种影响随声波入射方向的不同而变化。
根据传声器在声场中的频率响应不同,一般分为声场型(自由场和扩散场)传声器和压强型传声器。
测量正入射声波应彩扩散场型或压强型传1435klgfkj声器,如采用自由场传声器.(2)放大器:有前置和后置放大器,简述它们的作用。
(3)衰减器:简述它的作用。
(1)滤波器:它包括计权网络和滤波器,简述它们的作用。
2.声级计的主要附件,有防风罩、鼻形锥、延长电缆,简述它们的作用。
《噪声污染及控制》课件

噪音降低的设 计
了解在产品设计和建 筑设计中采取的措施 来减少噪音。
噪音控制的法 规政策
了解国内外的噪音控 制法规和政策,以推 动噪音污染治理。
噪声控制的实践案例
1
城市噪声控制
2
探索城市噪声控制的方法,包括交通管
制、隔声墙建设等。
3
娱乐场所噪声控制
4
介绍娱乐场所噪声控制的挑战和解决方 案,以提供更好的用户体验。
应对噪声污染需综合改善 环境、加强管理和技术手 段
呼吁在解决噪声污染问题时综合
考虑环境改善、管理和技术手段
的综合措施。Biblioteka 《噪声污染及控制》PPT 课件
# 噪声污染及控制
噪声污染及控制是一个重要的话题,本课程将会深入介绍噪声污染的概念、 评价指标以及噪声控制的方法。让我们一起探索噪声对人体健康和环境的危 害,以及解决噪声问题的重要性。
概念介绍
噪声污染的义及分类
了解噪声的定义及其不同的 分类,包括环境噪声、社会 噪声、工业噪声等。
工厂噪声控制
介绍工厂噪声控制的成功案例,包括隔 声设备的应用和工艺改进。
交通噪声控制
了解交通噪声控制的创新解决方案,例 如电动车辆和交通流导向措施。
结语
噪声污染的现状和趋势
讨论噪声污染的现状和未来发展 趋势,包括城市化对噪声污染的 影响。
噪声控制对环境和人类健 康的影响
强调噪声控制对改善环境质量和 保护人类健康的重要性。
了解使用C权重计算声级的方法,以更好地考 虑低频噪声对人体的影响。
3 声频谱分析
探索如何使用声频谱分析来研究噪声的频率 成分。
4 噪声时间特性
了解噪声的时间特性,包括持续时间、间歇 性和脉冲性噪声。
《环境噪声控制工程》讲义

《环境噪声控制工程》讲义绪论当前的环境污染主要有水污染、大气污染、固体废物污染、噪声污染,因此噪声控制工程是环境工程中的一门重要专业课,第一篇噪声基础知识这篇是整个环境噪声控制工程的基础,后二篇都是以这篇为基础的,因此这一篇是此门功课的重中之重。
本篇的特点是概念多,理论性强,数学公式多,计算多,为了学好后二篇我们有必要记忆一些概念与公式。
第一章概述1.1 噪声控制工程这门课在环境工程中的地位目前我国约有229家高校开有环境工程这个专业,排在前四位依次是的清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、华南理工大学,它专业课一般由四部分组成:水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物的处理与处置、噪声控制工程,因此它是环境工程的一门重要的专业课,同时也是环境污染四大公害之一:水、气、渣、噪声。
只是由于它是一种物理性污染,没有后续性、危害的作用时间长、人有较强的耐受性,它才没有引起人们的足够的重视。
但目前由于城市化的加剧、交通运输业的飞速发展、第三产业的兴起,噪声污染越来越广泛和严重,目前它是环境污染投诉中的最多的。
随着经济的发展,人们生活水平的提高,人们对生活环境的质量也越来越高,我认为学好噪声控制工程这门功课是大有可为的。
目前噪声治理工程投资占环保投资的15—20%,而在“十五”期间环保投入占GDP的1.5%,特别是我国1997年颁布的《中华人民共和国噪声污染防治法》中列出的四大噪声(工业噪声、建筑施工噪声、交通噪声、社会生活噪声)还远未得到有效的控制,因此你们以后有广阔的舞台去发挥你们的聪明才智。
这里讲一点题外话,你们要热爱环境工程这个专业,因为这是一个很有发展前途的专业,但目前的主要问题是就业率不是很高,但是随着世界环境的进一步恶化,环境保护已成为世界的一个主题。
我国在环保领域的投资青年提高,以湖南省建污水处理站为例说明另一个是环境保护的作用在生活中也日益体现出来,如在新建的高新技术区,达不到环境要求的项目就不能进入,如去年天津经济技术开发区在招商引资时,对项目入区申请实行“环保一票否决”,已连续有3个能耗高、污染大的项目被挡在开发区大门之外,涉及投资额为5700万元。
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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、空气和土壤等是我们生存必要的条件那样,我们必须生活在一个有声的环境之中,声音可以帮助人们交流信息、认识事物等,成为人们一切生产和生活活动的前提基础。
但有些声音对人体有害或者是多余的,便称为噪声,由噪声造成的环境污染称为噪声污染。
广义上说来,一切可听的声音都有可能成为噪声。
我们所听到的各种声音是否成为噪声与许多条件和因素有关:除与声音本身的基本特性(波长、频率和声级)有关外,还与人的心理和生理状态有关,因此噪声和非噪声的区别不仅在于其本身特性(频率和强弱),更在于接受对象的感受性和条件性。
二、噪声污染的特性1,噪声属于物理性污染:这种污染是局部性的,不会造成区域、全球性污染。
2,噪声污染一般没有残余污染物:噪声一旦消除污染问题就得到彻底解决。
3,噪声污染往往易被人们所忽视:尽管有影响,但我们需要生活在适度的声响环境中。
三、噪声的危害1,听力损害(1)暂时性听域迁移:当人耳短时间暴露于噪声时,会引起人们的听觉疲劳,但此时的听觉器官尚未发生器质性病变。
一旦噪声消除,听觉疲劳也就逐渐消失,直至听觉恢复到正常状态。
(2)永久性听域迁移:又称为噪声性耳聋,是指人耳长期暴露于强噪声环境之中,听觉反复受到噪声的不断刺激,听域迁移由暂时性逐渐成为永久性,听觉恢复越来越难,死亡的听觉细胞无法再生,造成永久性耳聋。
耳聋有轻重之分,一般以听力损失进行衡量,如表1所示。
表1 听力损失与耳聋程度2,诱发疾病诱发疾病是噪声污染的一个重要体现。
噪声作用于人的中枢神经系统,使得大脑皮层的兴奋和抑制平衡失调、条件反射异常,导致头昏脑胀、疲劳和记忆力衰退以及肠胃功能紊乱等症状,严重时诱发胃溃疡、冠心病和动脉硬化等疾病。
3,影响人们正常生活降低人们睡眠、学习、工作、语言交流的效率和效果。
严重时使得这些活动无法进行。
四、噪声分类声音由自然界和人类活动两方面产生。
虽然自然界的声音在特定情况下可能成为噪声,如雷鸣声、风的呼啸声等,但噪声通常主要是由于人类的生产和生活活动产生,称为人为噪声。
人为噪声的产生途径多种多样,通常有:交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声等。
交通噪声由交通车辆产生,如公路和城市街道上的各种汽车轰鸣声、喇叭声,喷气式飞机螺旋桨产生的高速气流与空气的摩擦声以及火车车轮与铁轨的撞击声和汽笛声等;工业噪声由各种机器设备的振动、摩擦和管道排气产生;建筑施工噪声由各种施工机械设备造成,如打桩机与桩的撞击声、卷扬机噪声等。
噪声还可以产生于人们的社会活动与生活,如各种电影院、音乐厅、舞会在某些情况下都可能成为噪声的来源;居家的家用设备如空调器、电风扇、洗衣机和电视机等因为影响人们的休息、学习和工作而成为噪声。
环境治理系统中经常使用的鼓风机、空压机、水泵、搅拌机等也是噪声的重要来源。
按照发声机理,噪声可以分为:机械噪声、空气动力性噪声和电磁噪声三类。
机械噪声是由于机械部件在撞击力、非平衡力作用下产生,是由固体振动而产生;空气动力噪声是由于高速或高压气流与周围介质(空气)发生剧烈混合而产生;电磁噪声是由于电磁场的交替变化引起机械部件或空间容积振动而产生,如日光灯的整流器、电动机和变压器产生的电磁噪声等。
三类噪声中以机械振动噪声最为常见,其次为空气动力性噪声,而电磁噪声较少见。
表2 常见的工业设备噪声围频率是声音的重要参数。
按照频率高低,噪声分为:低频噪声(f<500 H Z)、中频噪声(f=500 H Z~1000 H Z)和高频噪声(f>1 kH Z)三类。
噪声对人体的危害与噪声的频率有关,其中危害最大的当属可听声,其频率围为20 H Z~2000 H Z,成为噪声控制的主要对象。
五、噪声污染控制途径与其它污染控制相似,噪声污染控制的途径主要有:行政管理、规划和噪声治理。
1,行政管理措施对噪声采取必要的管理方法以限制噪声污染,其基本做法为行政立法。
我国对交通噪声、机动车辆噪声、飞机噪声、工厂噪声、建筑施工噪声、娱乐场所噪声污染的控制进行立法。
如<中华人民国建筑施工场界噪声限值>(GB12348-90)中规定:交通干道环境噪声≤70-87dB(A);建筑施工场界噪声限值如下表3所示。
表3 建筑施工场界噪声限值施工机械昼间夜间土石方推土机、挖掘机、装载机等75 dB(A) 55 dB(A)打桩打桩机85 dB(A) 禁止施工结构混凝土搅拌机70 dB(A) 55 dB(A)装修吊车、升降机65 dB(A) 55 dB(A) 2,规划性措施(1)区域性规划:城市规划部门在确定建设布局时,将飞机场、重工业区等高噪声源布置在远离市区的郊外,并按照噪声从高到低依次进行布局。
(2)道路规划:依据国家声环境质量标准和民用建筑隔声设计规,合理划定建筑物与交通干道的防噪声距离,并提出相应的规划设计要求。
如规定交通干道距离居住区不小于30m;一级、二级公路和铁路不允许穿越居民区等。
(3)控制城市人口密度:入口密度决定了交通流量、商业以及生产活动等产生的噪声高低以及影响程度。
噪声A声级L dn(dB)与当地入口密度ρ(人/km2)的关系为:L dn=10 log ρ+26。
(4)利用各种措施进行隔声,如利用土丘、绿化带等减轻噪声对安静区域的影响。
3,治理措施(1)噪声源的控制①研究工艺过程:使用低噪声工艺代替高噪声工艺②研究降低噪声源辐射噪声的激振力③研究降低噪声源中、噪声辐射部件对激振力的响应(2)噪声传播途径的控制①研究城市、工厂和车间如何全面合理布局②研究噪声传播途径上的声学技术措施(隔声、吸声和消声)(3)个人防护措施常用的噪声个人防护用品有:耳塞、耳罩和头盔三种。
这些防护用品除减弱噪声危害外,还有保暖、防冲撞的功能。
第二节声的基本知识噪声也是声音,因此在讨论噪声治理和污染控制前对声的基本知识进行介绍是必要的。
一、声波和瞬时声压在各种弹性介质中,物体的机械振动由近而远的传播过程称为声波。
依据声音传播的介质不同,声波有空气波、液体波和固体波三种。
声波的传播方向与介质有关:空气和液体中声波传播方向与介质质点的振动方向基本相同,构成纵向波;而在固体介质中的声波则既有纵向也有横向。
声波在传播时将引起介质中质点所受压强的变化,通常将声场中某一质点在瞬时由静压(未受声波影响时的压强)P0变化为P’所产生的压强增量称为该质点的瞬时声压P,单位为Pa或N/ m2。
P=P0-P’ (1)二、频率、波长、波速声波在介质中传播时,1秒钟质点振动的次数就是该声波的频率f,单位为H Z;质点往复振动一次所需要的时间称为振动周期T,单位为s;相邻波对应质点之间的距离称为波长λ,单位为m;声波在介质中的传播速度称为波速c,单位为m/s。
f、T、λ和c之间的关系为:f=1/T (2)λ=c/f=c﹒T (3)声波在介质中的传播速度与介质本身密切相关,如介质类型(气、液、固)、介质温度和密度以及压强等。
声波在固体介质中传播最快,其次为液体,而在气体中的传播较慢。
表4 声波在各种介质中的传播速度(21.1℃)介质空气水软木玻璃钢波速(m/s) 344 1372 3353 3658 5182三、声波阵面声波在传播过程中,同一时刻由相位相同质点构成的轨迹称为波阵面或波的基本几何形状,波阵面分为平面波和球面波两种。
1,平面波平面波的波阵面与波的传播方向垂直,如活塞在汽缸中产生的声波为典型的平面波。
2,球面波在点声源形成的声波中,波阵面为同心的球面,这种波称为球面波,球面波中声源的几何尺寸很小(<<λ)。
四、声强、声功率、声能密度、声阻抗率在物理学上,声波是一种能量形式。
单位时间声波辐射的声能量称为声功率W,单位为W;单位时间透过垂直于声波传播方向单位面积的平均声能量称为声强I,单位为W/m2;单位体积介质所含的声能量称为声能密度D,单位为W/m3;瞬时声压P与质点振动速度之比即为声阻抗率Zs,单位为Pa﹒s/m,Zs与介质密度和声速有关,而与声波波长和频率无关。
介质温度越高、密度越小、声速越大,则Zs越小。
Zs=ρ0﹒c (4)式中:ρ0-介质密度(kg/ m3)五、声压级和声强级声压级L P 和声强级L I 都是衡量声波强度的相对指标,简称为声级,单位均为dB ,其相对基准分别为基准声压P 0(0.2μPa )和基准声强I 0(10-12W/ m 2)。
L P =20 lg (P/ P 0);L I =10 lg (I/ I 0)声压级和声强级是衡量噪声强弱及其对人影响程度的重要指标,在常温、常压下L P 和L I 在数值上相等。
噪声环境有稳态和不稳态之分,通常需要将不稳态噪声采用能量平均的方法换算为稳态噪声才能与稳态噪声进行比较,换算结果称为等效连续A 声级L eq ,其相互换算公式为:L eq =10 lg 1T∫t10 0.1LAdt (5)式中:t -不稳态噪声暴露时间,h L A -t 时间的A 声级,dBA 六、声源的指向性当声源尺寸大于或接近于声波波长时,声源在各方向辐射的声压(或声强)不相同,成为指向性声源:频率高的声波指向性强,频率低的声波指向性弱。
声源的指向性可以用指向性图来表示,类似于气象中的风向玫瑰图,将声源中某质点的声强与同一声功率声源在相同距离同心球辐射面上的平均声强之比称为声源指向性因数Q 。
对于点声源,Q =1,Q 越大则声源的指向性越明显。
七、声波的叠加通常我们听到的声音都是多种声波的混合,即由各种来源、各种频率、各种形状的许多列简谐波叠加的混合声波。
根据各种声波在叠加时是否发生相互干扰将声波分为相干波和不相干波两种。
在同一直线、相同方向上的相干玻叠加、合成的结果形成驻波,驻波属于相干波合成的特例。
表5 相干波和不相干波相干波 频率相同、有固定相位差 不相干波频率相同、相位差物规则变化频率不同、有固定相位差 频率不同、无固定相位差相干波的叠加规律:叠加后合成声压等于各相干波的声压之和,即:nP t =P 1+P 2+……+P n =∑P i (6)i=1 式中:P i -第i 列声波的声压 P t -合成声场的声压 n -声波列数不相干波叠加规律:叠加后声压的平方等于各不相干波声压平方之和,即:Pt2=P12+P22+……+Pn2=∑Pi2 (7)八、声波的反射、透射、折射和绕射以及衍射声波向介质中传播又称为入射,入射的声波遇到界面时一部分被反射或折射,另一部分将透过该界面继续传播。