噪声与振动污染控制设备
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掌握隔振器的隔振原理、设计的基本原则及选用与 安装。
§7.1 噪声控制概述
一、多孔吸收结构
（一）多孔性吸声材料 利用材料内部松软多孔的特性来吸收一部分声能。 声波进入孔隙后，由于空气与孔壁的摩擦阻力、空 气的黏滞阻力和热传导作用，一部分声能转变为热 能而耗散掉，从而起吸收声能的作用。 可用于室内吸声降噪，也可用于消声器。
3.吸声尖劈
是一种楔子形的空间吸声体，用于要求吸声层 吸声系数尽可能接近1的声学实验室-消声室里。 消声原理
利用特性阻抗逐渐变化，由尖劈端面特性阻抗 接近于空气的特性阻抗，逐渐过渡到吸声材料的特 性阻抗，这样吸声系数最高。 形状
有等腰梯形、直角劈状、阶梯状、无规状等。
a
L
共振腔
玻璃棉
b
金属板
厚度。厚度太小，吸声性能下降；厚度太大，气流 通道有效尺寸减少。工程中一般不采取加大厚度来 提高其吸声性能。 材料背后的空气层
材料背后留有一定厚度的空气层，可改善低频 吸声性能。当厚度近似等于1/4波长时，吸声系数最 大，等于1/2波长的整数倍时，吸声系数最小。通常 厚度取70～100mm。
（3）吸收材料及其种类 目前常用的有：
结构因子
表示多孔材料中孔的形状及其方向性分布的不 规则情况，数值介于2～10之间。决定气流通过多孔 材料层的难易程度。结构因子越大，吸声性能越好。
密度
增加材料的密度对低频声的吸收有利，但对高 频声的吸收性能下降。实验证明，多孔吸声材料的 密度有最佳值。
敷设厚度 指敷设在消声器管道内壁上的多孔吸收材料的
第七章 噪声与污染控制设备
教学目的和要求：
熟悉多孔吸声材料的吸声性能、影响因素及常见的 多孔吸声材料及种类。掌握常见的多孔吸声材料吸声 结构、共振吸声结构及其吸声原理、隔声装置的隔声 原理、隔声性能、结构组成及设计等相关知识。
掌握消声器的原理、种类、声学性能、阻性及抗性 消声器的消声原理、特点、设计与应用及消声器的选 用原则。
无机纤维材料 主要有超细玻璃棉、玻璃丝、矿渣棉、岩棉及
其制品。 泡沫塑料
主要有聚氨酯、聚醚乙烯、聚氯乙烯、酚醛等。 有机纤维材料
如棉麻、甘蔗、木丝、稻草等。 建筑吸声材料
有加气混凝土、微孔吸声砖、膨胀珍珠岩等。
（二）多孔性吸声结构 1.有护面的多孔材料吸声结构
主要由骨架、护面层、吸声层等组成。
刚性壁
2.穿孔板共振吸声结构
在钢板、铝板、塑板、草纸板等薄板上穿以一 定孔径和穿孔率的小孔，在板后设置一定厚度空腔 构成，如图所示。
穿孔板
穿孔率小 于20%。
L
吸声材料
空气
当入射声波的频率和系统的共振频率一致 时，吸声系数最高。共振频率可由下式计算：
cp
f0 2 hLk
p 穿孔率，即孔面积与板的总面积的百分比； c 声速，m / s； h 空腔深度，m； Lk 小孔的有效孔径长度，Lk t 0.8d，t为板厚，
木框 轻织物 穿孔板
多孔材料
骨架 一般用木筋、角铁或薄壁型钢制成。
吸声层 常用超细玻璃棉、矿渣棉等多孔材料，厚5～
10cm，外包玻璃布、细布等织物，以防松散的纤维 脱落。 护面板
护面板可以穿孔钢板、穿孔塑料板、钢板拉网、 金属丝等。穿孔率一般不小于20%。为防止多孔材料 表面堵塞，可用涤纶、聚乙烯塑料等薄膜、人造革 等柔软的薄膜包覆吸声材料。常见吸声结构如图7-2。
600 f0 md
（7-1）
f0 共振频率，Hz； m 薄板面密度，kg / m2；
d 板后空气层厚度，cm。
改善薄板吸声结构的吸声带宽较窄的性能措施 ➢ 可在薄板结构的边缘上放置些能增加结构阻尼
特性的软材料； ➢ 在空腔中适当挂些多孔的吸声材料； ➢ 采用不同单元大小的薄板及不同腔深的吸声结构。
2.空间吸声体
由框架、吸声材料和护面结构做成具有各种形 状的单元体。常用的几何形状有平面性、圆柱形、 菱形、球形、圆锥形等，球形吸声效果最好。
空间吸声体吸声系数较高、而且省料、装卸灵 活。
常用的吸声材料为超细玻璃棉。 常用的护面结构有金属网、塑料窗纱、玻璃布、 纱布及各类金属穿孔板等。
wk.baidu.com
工程实践表明，悬挂的吸声体面积与室内 所需噪声治理面积之比为25%左右，吸声效率 最高。 分散悬挂优于集中悬挂，特别对中高频吸 声效果可提高40%～50%。 适用于大而噪声源分散的车间，降噪效果 可达10dB左右。
穿孔金属板
吸声尖劈构造示意图
二、共振吸声结构
利用共振原理做成的各种吸声结构，用于对低 频声波的吸收。最常用的吸声结构可分为： 单个共振式吸声结构
包括薄膜、薄板共振吸声结构 穿孔吸声结构 微穿孔吸声结构
1.薄板共振吸声结构
把薄的金属板、胶合板、塑料板甚至纸质版材 的周边固定在框架上，背后设置一定深度的空气 层，就构成了薄板共振吸声结构。 吸声原理
（1）多孔吸收材料的吸声性能 一般对高频声吸声效果好，对低频声吸声效果
差，原因是吸收材料的空隙尺寸与高频声波波长相 近。 （2）吸声性能的影响因素
主要与空隙率、结构因子、密度、敷设厚度等 因素有关。 空隙率
材料内部的孔洞容积占材料总容积的百分率。 一般在70%以上，一定程度上吸声性能随其增大而提 高。
d为孔径。
3.薄膜共振吸声结构 由刚度很小的弹性材料与其后设置空气层
组成。 其吸声机理、固有频率计算同薄板结构。 通常共振频率为200～1000Hz，最大吸声系
数为0.3～0.4。 常用的薄膜结构的吸声系数见表7-1。
4.微孔板吸声结构
由具有一定穿孔率、孔径小于1mm的金属薄板与板 后空气层组成。 金属板厚一般0.2～1mm，孔径取0.2～1mm，穿孔 率取1%～4%，1%～2%时效果最佳。 适合于高温、高速、潮湿以及要求清洁卫生的环 境下使用等优点。 实际应用中，为使吸声频带向低频方向扩展，可 采用双层或多层微孔板吸声结构。
声波入射到板面时，迫使板产生振动，引起薄 板和空气层这一系统的振动，使声能转化为机械 能，并由于摩擦，将一部分振动转变为热能。
当入射声波的频率与板结构的固有频率一致时产 生共振，吸收系数最大。 薄板共振吸声结构的共振频率一般80～100Hz，属 低频吸声。常用薄板的吸声系数见表7-1。 共振频率可用下式计算：
§7.1 噪声控制概述
一、多孔吸收结构
（一）多孔性吸声材料 利用材料内部松软多孔的特性来吸收一部分声能。 声波进入孔隙后，由于空气与孔壁的摩擦阻力、空 气的黏滞阻力和热传导作用，一部分声能转变为热 能而耗散掉，从而起吸收声能的作用。 可用于室内吸声降噪，也可用于消声器。
3.吸声尖劈
是一种楔子形的空间吸声体，用于要求吸声层 吸声系数尽可能接近1的声学实验室-消声室里。 消声原理
利用特性阻抗逐渐变化，由尖劈端面特性阻抗 接近于空气的特性阻抗，逐渐过渡到吸声材料的特 性阻抗，这样吸声系数最高。 形状
有等腰梯形、直角劈状、阶梯状、无规状等。
a
L
共振腔
玻璃棉
b
金属板
厚度。厚度太小，吸声性能下降；厚度太大，气流 通道有效尺寸减少。工程中一般不采取加大厚度来 提高其吸声性能。 材料背后的空气层
材料背后留有一定厚度的空气层，可改善低频 吸声性能。当厚度近似等于1/4波长时，吸声系数最 大，等于1/2波长的整数倍时，吸声系数最小。通常 厚度取70～100mm。
（3）吸收材料及其种类 目前常用的有：
结构因子
表示多孔材料中孔的形状及其方向性分布的不 规则情况，数值介于2～10之间。决定气流通过多孔 材料层的难易程度。结构因子越大，吸声性能越好。
密度
增加材料的密度对低频声的吸收有利，但对高 频声的吸收性能下降。实验证明，多孔吸声材料的 密度有最佳值。
敷设厚度 指敷设在消声器管道内壁上的多孔吸收材料的
第七章 噪声与污染控制设备
教学目的和要求：
熟悉多孔吸声材料的吸声性能、影响因素及常见的 多孔吸声材料及种类。掌握常见的多孔吸声材料吸声 结构、共振吸声结构及其吸声原理、隔声装置的隔声 原理、隔声性能、结构组成及设计等相关知识。
掌握消声器的原理、种类、声学性能、阻性及抗性 消声器的消声原理、特点、设计与应用及消声器的选 用原则。
无机纤维材料 主要有超细玻璃棉、玻璃丝、矿渣棉、岩棉及
其制品。 泡沫塑料
主要有聚氨酯、聚醚乙烯、聚氯乙烯、酚醛等。 有机纤维材料
如棉麻、甘蔗、木丝、稻草等。 建筑吸声材料
有加气混凝土、微孔吸声砖、膨胀珍珠岩等。
（二）多孔性吸声结构 1.有护面的多孔材料吸声结构
主要由骨架、护面层、吸声层等组成。
刚性壁
2.穿孔板共振吸声结构
在钢板、铝板、塑板、草纸板等薄板上穿以一 定孔径和穿孔率的小孔，在板后设置一定厚度空腔 构成，如图所示。
穿孔板
穿孔率小 于20%。
L
吸声材料
空气
当入射声波的频率和系统的共振频率一致 时，吸声系数最高。共振频率可由下式计算：
cp
f0 2 hLk
p 穿孔率，即孔面积与板的总面积的百分比； c 声速，m / s； h 空腔深度，m； Lk 小孔的有效孔径长度，Lk t 0.8d，t为板厚，
木框 轻织物 穿孔板
多孔材料
骨架 一般用木筋、角铁或薄壁型钢制成。
吸声层 常用超细玻璃棉、矿渣棉等多孔材料，厚5～
10cm，外包玻璃布、细布等织物，以防松散的纤维 脱落。 护面板
护面板可以穿孔钢板、穿孔塑料板、钢板拉网、 金属丝等。穿孔率一般不小于20%。为防止多孔材料 表面堵塞，可用涤纶、聚乙烯塑料等薄膜、人造革 等柔软的薄膜包覆吸声材料。常见吸声结构如图7-2。
600 f0 md
（7-1）
f0 共振频率，Hz； m 薄板面密度，kg / m2；
d 板后空气层厚度，cm。
改善薄板吸声结构的吸声带宽较窄的性能措施 ➢ 可在薄板结构的边缘上放置些能增加结构阻尼
特性的软材料； ➢ 在空腔中适当挂些多孔的吸声材料； ➢ 采用不同单元大小的薄板及不同腔深的吸声结构。
2.空间吸声体
由框架、吸声材料和护面结构做成具有各种形 状的单元体。常用的几何形状有平面性、圆柱形、 菱形、球形、圆锥形等，球形吸声效果最好。
空间吸声体吸声系数较高、而且省料、装卸灵 活。
常用的吸声材料为超细玻璃棉。 常用的护面结构有金属网、塑料窗纱、玻璃布、 纱布及各类金属穿孔板等。
wk.baidu.com
工程实践表明，悬挂的吸声体面积与室内 所需噪声治理面积之比为25%左右，吸声效率 最高。 分散悬挂优于集中悬挂，特别对中高频吸 声效果可提高40%～50%。 适用于大而噪声源分散的车间，降噪效果 可达10dB左右。
穿孔金属板
吸声尖劈构造示意图
二、共振吸声结构
利用共振原理做成的各种吸声结构，用于对低 频声波的吸收。最常用的吸声结构可分为： 单个共振式吸声结构
包括薄膜、薄板共振吸声结构 穿孔吸声结构 微穿孔吸声结构
1.薄板共振吸声结构
把薄的金属板、胶合板、塑料板甚至纸质版材 的周边固定在框架上，背后设置一定深度的空气 层，就构成了薄板共振吸声结构。 吸声原理
（1）多孔吸收材料的吸声性能 一般对高频声吸声效果好，对低频声吸声效果
差，原因是吸收材料的空隙尺寸与高频声波波长相 近。 （2）吸声性能的影响因素
主要与空隙率、结构因子、密度、敷设厚度等 因素有关。 空隙率
材料内部的孔洞容积占材料总容积的百分率。 一般在70%以上，一定程度上吸声性能随其增大而提 高。
d为孔径。
3.薄膜共振吸声结构 由刚度很小的弹性材料与其后设置空气层
组成。 其吸声机理、固有频率计算同薄板结构。 通常共振频率为200～1000Hz，最大吸声系
数为0.3～0.4。 常用的薄膜结构的吸声系数见表7-1。
4.微孔板吸声结构
由具有一定穿孔率、孔径小于1mm的金属薄板与板 后空气层组成。 金属板厚一般0.2～1mm，孔径取0.2～1mm，穿孔 率取1%～4%，1%～2%时效果最佳。 适合于高温、高速、潮湿以及要求清洁卫生的环 境下使用等优点。 实际应用中，为使吸声频带向低频方向扩展，可 采用双层或多层微孔板吸声结构。
声波入射到板面时，迫使板产生振动，引起薄 板和空气层这一系统的振动，使声能转化为机械 能，并由于摩擦，将一部分振动转变为热能。
当入射声波的频率与板结构的固有频率一致时产 生共振，吸收系数最大。 薄板共振吸声结构的共振频率一般80～100Hz，属 低频吸声。常用薄板的吸声系数见表7-1。 共振频率可用下式计算：