噪声控制原理ppt课件.ppt

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1、1. 噪声控制基本原理,声学系统,（1）在声源处抑制噪声 （2）在声传播途径中控制噪声 （3）接收器上加载保护措施隔离噪声,声源,传播途径,接收器,控制噪声的措施,噪声控制的一般原则,科学性先进性 经济性,噪声控制的基本程序,2. 机械噪声源,噪声源按其产生的机理可以分为机械噪声、空气动力性噪声和电磁噪声。 按不同的激励情形，机械声源可分为稳态振动声源和瞬态冲击性声源。,机械噪声,振动体的声辐射,稳态振动机械部件辐射的功率：,0和c为空气的密度和声速，S为辐射面的面积， 为辐射面法向振动速度的平方对时间及振动面的平均值，rad为辐射效率。,A计权的声功率级,为A计权函数在该振动频率上的值。,脉

2、动与往复振动体的辐射效率,脉动球辐射效率,为角频率， r0为脉动球半径k=/c=2/为波数。,往复振动球的辐射效率,板状机械部件的辐射效率（各板均沿板边简单支撑）,17毫米厚板与矩形板的辐射效率,梁与管状机械部件的辐射效率,声效率因数,W为辐射的声功率，为角频率，E为总的振动能量,声波的波数,kb=/cb为梁或管上弯曲波的波数。a与b为椭圆截面的两半轴长。ai与bi为中空管的两内半轴长。,椭圆、矩形及其它形状截面的梁或管的声效率因数,由不同的随时间变化的瞬变力引起的振动幅度,力随时间变化波形平滑化、重复频率与所辐射的噪声关系,撞击噪声的特点和分类,特点：具有很高的峰值及很短的持续时间。,发声的

3、机理分：自鸣噪声和加速度噪声。,加速度噪声源,定义：物体由于撞击而在媒质中作加速 运动，从而引起的媒质压力扰动。,非球体加速度噪声峰值的上限,0，c分别为空气的密度及声速；a为球半径；v0为撞击的相对速度；r为观测点到撞击点的距离；t0为撞击力持续时间；V为撞击物的体积。,A计权峰值声压级的上限,辐射的声能归一化,Ea为辐射的声能。,无量纲的撞击持续时间,辐射的加速度噪声能量,自鸣噪声：受撞击物体振动面辐射的噪声。,能量计算,在频域中进行积分,Vn()为vn(t)的傅里叶变换。,机械噪声控制的基本方法,消除或减小引起振动的激励力；使激励力的频率不要接近机器的共振频率；调整或降低机械部件对外激发

4、产生的响应；采用具有较高内耗系数的材料制作机械设备中噪声较大的另部件，或在振动部件的表面上附加外阻尼，降低其声辐射效率；避免运动部件的冲击和碰撞，降低撞击部件之间的撞击力和速度，延长撞击部件之间的撞击时间。,3. 气流噪声源,单极子,波动方程,若球面作简谐振动,A为与小球表面振幅及其面积有关的量。,声强,u=p/0c为质点的振动速度。,辐射的声功率,假设喷注的喷口直径为D，气流速度为v，喷注密度为，脉动球的半径为a,M=v/c称为马赫数。,偶极子,定义：由两源强相同，相距l（l）， 位相差180的单极子组成。,辐射声功率 ：,四极子,声源辐射的总功率,三类基本声源,注：,喷注结构,喷注的湍流噪

5、声,湍流噪声功率,W是噪声功率；KV为常数。,对理想气体，能量守恒定律为,1是驻点压力，1是驻点喷注密度，p是环境压力，r是比热比。,当流速v小于声速时,VC是喷注的临界速度。,喷注湍流噪声声功率的经验公式,喷注90方向上，离喷口1m处的声压级,令R=p1/p0，为驻点压力与环境压力比,D为喷口直径，以毫米计；D0=1mm。,用喷注的压力表示的湍流速度,A为喷口压力。,喷注湍流噪声的归一化功率谱,干扰噪声,相对谱级,W是喷注的总声功率，Wf是频率f以下的声功率，c是喷注局部声速，D是喷口直径。,功率谱曲线,噪声的A功率,是11200Hz的斯托罗哈尔数，阻塞时的xA=0.165D,在喷注90方向

6、上离喷口1m处的干扰噪声级,在小喷注的情况,阻塞喷注的冲击噪声,定义：由于阻塞喷注时喷口处压力的不连续性而 产生的冲击波互相干涉，形成一串冲击室，因而辐射额外的噪声，即冲击噪声。,基频的斯托罗哈尔数与压力比的关系,冲击噪声有明显的指向性,归一化A声级理论曲线和实验结果,喷注90方向上对喷口直径归一化以后声压与压力的关系,各方向喷注噪声总声压级L作为驻压比R的关系,不同驻压比时的啸叫声的斯托罗哈尔数,冲击噪声的抑制,冲击噪声受抑制前后噪声频谱的变化,气流噪声控制的基本方法,（l）选择合适的空气动力机械设计参数，减少气流脉动，减小周期性激发力；（2）降低气流速度，减小气流压力突变，以降低湍流噪声；

7、（3）降低高压气体排放压力和流速；（4）安装合适的消声器。,4. 噪声控制中的声源识别,声源识别,噪声源识别，确定出主要噪声源。,识别方法：,分别运转法 、选择隔声法 、频率分析法 、近场测量法 、相关分析法、相干分析法 、传递函数法、声强测量法、声全息摄影法、声通道法等。,分别运转法,原理：？,优点：简单易行，直观性强，不要求 采用先进设备与技术。,缺点：机器是一个整体，相互之间有 影响；且费工费时，且有一定 的局限性。,选择隔声法,原理：？,优点：只要覆盖严密，隔声较好，就能取 得较高的精度；它不会产生由于某 些零部件停止运转而带来的影响。,缺点：仅适用于测量辐射中、高频声的声 源; 测量

8、费时多，声学环境要求 高，测试成本较高。,用选择隔声法测得的某柴油机表面声辐射结果,频率分析法,原理：如果某组成声源频谱上的峰值频 率与总噪声频谱上的某一峰值频 率相对应时，就说明了总噪声中 在该频率处的噪声能量是由上述 某组成声源所作的贡献。,优点：简单易行、非常有效。,机油泵体振动功率谱及近场噪声功率谱,(a)泵体振动功率谱 (b)泵体近场噪声功率谱,近场测量法,原理：？,优点：该方法法简单易行，不要求高级的仪器和技术。,缺点：在混响严重的场所，使用该法就 毫无意义；无法避免邻近表面辐 射的影响。,声导管结构,相关分析法,为时间位移（或称时延）；T 为所取波形的时间过程。,用相关分析法识别

9、声源,注：R21表示机床噪声在总噪声中所作的相对贡献,相干分析法,常相干函数,、 为 、 的自功率谱, 为它们间的互功率谱。,物理意义： 适用于单输入单输出系统，表示频率 f 处，输出谱中有多少成份来自于输入谱。,相干分析法,重相干函数,为 、 、 引起的理想输出谱之和； 为剩余输出噪声谱。,物理意义：适用于多输入、单输出，且各输入彼此互不相关的系统，表示全部输入在输出中具有多大的分量。,输入与输出间的常相干函数,偏相干函数,(i=1,2, ,q ),输入在总输出中的贡献,物理意义： 适用于多输入、单输出，各输入之间是相关的系统，表示第i个输入对总输出所作的贡献。,5. 城市环境噪声控制,环境

10、噪声源,工业生产噪声建筑施工噪声交通运输噪声社会生活噪声,工业噪声,工业噪声在我国城市环境噪声构成中占有相当的比例。 工业噪声主要来自工厂生产车间动力、机器设备等辐射的声能。 生产设备噪声的大小与设备种类、功率、型号、安装状况以及周围环境条件等有关。,部分工厂车间的噪声级,常见工业设备噪声范围,注：表中声级为现场实测值，测点距设备外壳1m。,交通噪声,主要是机动车辆、飞机、火车和轮船的噪声。 地面运输噪声的来源主要是机动车辆和火车，其中尤以机动车辆噪声对环境影响最大。 随着民用航空运输的发展，飞机噪声已成为主要交通噪声源之一。,欧洲机动车辆噪声限值（dB）,一些民用飞机的噪声值,注：*表示低于国际民航组织规定的最安静飞机级别标准,建筑施工噪声,注：表中声级为现场实测值。,社会生活噪声,社会生活噪声，是指人为活动所产生的除工业噪声、交通运输噪声和建筑施工噪声之外的干扰周围生活环境的声音。,家庭用具噪声级（dB）,城市环境噪声的控制,行政管理措施 规划性措施,利用城市规划及管理方法控制交通噪声,