物理性污染控制习题答案第二章

物理性污染控制习题答案 第二章噪声污染及其控制
1. 什么是噪声？噪声对人的健康有什么危害？
答：噪声是声的一种,是妨碍人们正常活动的声音；具有声波的一切特性；主要来源于固体、液体、气体的振动；产生噪声的物体或机械设备称为噪声源。

噪声对人的健康危害有：引起耳聋、诱发疾病、影响生活、影响工作。

2. 真空中能否传播声波？为什么？
答：声音不能在真空中传播，因为真空中不存在能够产生振动的弹性介质。

3.可听声的频率范围为20～20000Hz ,试求出500 Hz 、5000 Hz 、10000 Hz 的声波波长。

解：
, c=340m/s,
3400.6815003400.06825000
3400.0034310000
c f
m m m λλλλ======= 4. 声压增大为原来的两倍时，声压级提高多少分贝？ 解：
2'20lg , 20lg 20lg
20lg 200
0'20lg 26()p p
p
e e e L L p p p p
p L L L dB p p p
===+∆=-==
5.一声源放在刚性面上，若该声源向空间均匀辐射半球面波，计算该声源的指向性指数
和指向性因数。

解：
22S 4==2 DI=10lg 10lg 2 3.01W S 2S W
S I
r Q Q I r θππ=====半全，半全
6.在一台机器半球辐射面上的5个测点，测得声压级如下表所示。

计算第5测点的指向
0.18.58.78.68.48.91110lg(10)10lg (1010101010)86.6()5
1
0.110
220.10.10.1(8986.6)01010 1.7420.11020
10lg 10lg1.74 2.4
L n pi
L dB p n i L
p L L I p p p p Q I L p p
p DI Q θθ==++++=∑=--=========.
7.已知某声源均匀辐射球面波，在距声源4m 处测得有效声压为2Pa ，空气密度1.23/kg m 。

使计算测点处的声强、质点振动速度有效值和声功率。

解：
2222,,,000,0
p p D V e e I Dc D W IS W S p u S p cu S
e e e c c S t
p u
e u u e e c ρρρ=======∆==
2
3322
3229.810(/)
1.23400
2 4.910/1.234009.81044 1.97()
p e I W m c p u
p
e u m s e c W IS W ρρπ---===⨯⨯====-=-=-⨯⨯==⨯⨯⨯=
8.在半自由声场空间中离点声源2 m 处测得声压的平均值为88 dB ，（1）求其声功率级和声功率；（2）求距声源5m 处的声压级。

解：
（1） 按球面波考虑
0.1120.1105 1.5020lg 11
20lg 118820lg 211105()101010100.032()
W p I W W p L L L L r L L r dB W W W -⨯-==--=++=++==⨯=⨯==
（2） 20lg 1110520lg 51180()p W L L r dB =--=--=
9.已知空气密度0ρ=1.213/kg m 、空气声速c =340/m s 。

若两不相干波在声场某点的声压幅
值分别为5Pa 和4Pa ，问在该点的总声压（有效声压）和平均声能密度是多少？ 解：
222225441()12
4.5()
22434.5 1.4610(/)
221.23400
p p p Pa A p Pa e p e D W m c ρ=+=+===-===⨯⨯ 10.在半自由声场中，一点声源辐射球面波。

气温20℃、相对湿度20%。

在距声源10m 处，测得10000 Hz 的声压级为100 dB ，问100m 处该频率的声压级为多少分贝？ 解：
()
()100220lg 10020lg 0.0062100102121101
=100-20lg10-0.006290=79.4(dB)
r
L L r r p p r α=---=---⨯ 11.某测点的背景噪声为65 dB ，周围有三台机器，单独工作时，在测点处测得的声压分别为70 dB 、76 dB 、78 dB ，试求这三台机器同时工作时，在测点的总声压级。

解:
0.10.10.1700.16510.10.10.1760.16520.10.10.1780.16530.177.10lg(1010)10lg(1010)68.35()10lg(1010)10lg(1010)75.64()10lg(1010)10lg(1010)77.78()10lg(10Lp LpB Pa Lp LpB Pa Lp LpB Pa P L dB L dB L dB L ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=-==-=-==-=-==780.175.640.168.351010)80.16()
dB ⨯⨯++=
12.某点附近有2台机器，当机器都未工作时，该点的声压级为50 dB ，若同时工作时，该点的声压级为60 dB ，若其中1台工作时，则该点的声压级为55 dB ，试求另1台机器单独工作时，该点的声压级为多少？ 解
0.10.10.1550.15010.10.10.160
0.153.35
210lg(1010)10lg(1010)53.35()10lg(10
10
)10lg(10
10
)58.94()
Lp LpB Pa Lp
LpB
Pa L dB L dB ⨯⨯⨯⨯=-=-==-=-=
0.19.810.110.310.29.99.28.0 6.0110lg 10
10lg(1010101010101010)108.1()pi
n
L p i L dB ===+++++++=∑
14.
某声压在指定测点处，测得治理前，后的声压级如表中所示。

计算治理前后的总响度和解
倍频程F=0.3
治理前响度指数分别为 N 1=18（sone ），N 2=50（sone ），N 3=55（sone ），N 4=50（sone ），N 5=30（sone ） 治理后
N 1=10（sone ），N 2=23（sone ），N 3=29（sone ），N 4=23（sone ），N 5=22（sone ） 治理前总响度max max =()i N N F N N +-∑前=55+0.3⨯(18+50+55+50+30-55)=99.4(sone) 治理后总响度max max =()i N N F N N +-∑后=29+0.3⨯(10+23+29+23+22-29)=52.4(sone)
响度下降百分率为 N -N
99.4-52.4=100%=100%47%N 99.4η⨯⨯=后前前
解
（1） 0.199.79.98.37.6 6.58.47.2110lg 10
10lg(1010101010101010)101.6()
pi
n
L p i L dB ===+++++++=∑查图2-12
（2） A 计权后各中心频率声压值dB(A)分别为:
90-26.2=63.8 97-16.1=80.9 99-8.6=90.4 83-3.2=79.8 76-0=76 65+1.2=66.2 84+1.0=85 72-1.1=70.9
0.1 6.388.099.047.987.6 6.628.57.09110lg 10
10lg(1010101010101010)92.3 ()pi
n
L p i L dB A ===+++++++=∑
16.在铁路旁某处测得：当货车经过时，在2.5min 内的平均声压级为72dB ；客车通过1.5min 内的平均声压级为68dB ；无车通过时环境噪声约为60 dB ；该处白天12h 内共有65列火车通过，其中货车45列、客车20列，计算该地点白天的等效连续声级。

解
货车72dB 对应时间为2.5*45/60=1.875h 客车68dB 对应时间为1.5*20/60=0.5h 其余时间为12-1.875-0.5=9.625h
()
()
0.10.1720.1680.1601110lg 1010lg 1.875100.5109.625101217.2 6.8 6.0110lg 1.875100.5109.6251065.5()
12i n L Ai L t eq T i dB ⎡⎤
⨯⨯⨯⎡⎤
=⨯=⨯+⨯+⨯∑⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥=⎣⎦
⎡⎤=⨯+⨯+⨯=⎢⎥⎣⎦
解
()max max =()
7.4+0.3 1.96+3.8+5.5+7.4+6.6+3.4+1.99-7.4=14.38sone i N N F N N +-=⨯∑t （）
4010lg 24033.22lg 4033.22lg14.3878.47()N N L N phon =+=+=+=
19.甲在82 dB （A ）的噪声下工作8h ；乙在81 dB （A ）的噪声下工作2h ；在84 dB （A ）的噪声下工作4h ，在86dB （A ）的噪声下工作2h ，问谁受到的危害大？ 解
乙接受的等效声级为
()
8.18.48.6110lg 21041021084.1()8L dB A eqA ⎡⎤=⨯+⨯+⨯=⎢⎥⎣⎦
甲为82db(A)，所以乙的危害大。

20.某工人在91 dB （A ）下工作1h ；在90dB （A ）下工作3h ；在86 dB （A ）下工作2h ，其余时间在78 dB （A ）以下工作。

计算等效连续A 声级。

解
()
7.89.198.6110lg 11031021021088.1()8L dB A eqA ⎡⎤=⨯+⨯
+⨯+⨯=⎢⎥⎣⎦
()
5.0 5.4 5.1 4.9110lg 31061021051051.9()16L dB A d ⎡⎤=⨯+⨯+⨯+⨯=⎢⎥⎣⎦
()
4.9 4.6 4.4110lg 21021041046.3()8L dB A n ⎡⎤=⨯+⨯+⨯=⎢⎥⎣⎦
(
)()
0.1100.1110lg 161081024 5.19 5.631 =10lg 161081053.954()
24L L n d L dn dB A ⎡⎤⎛⎫+⎢⎥
⎪=⨯+⨯⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥
⎝
⎭⎣⎦
⎡⎤⨯+⨯=≈⎢⎥⎣⎦
22.穿孔板厚4mm ，孔径8mm ，穿孔按正方形排列，孔距20mm ，穿孔板后留有100mm
厚的空气层，试求穿孔率和共振频率。

解
(1). ()
()
2280.1264420
d p B
ππ=
==
(2).
596()0f Hz ==== 23.有一个房间大小为25m ×10m ×5m,500 Hz 时地面吸声系数为0.02，墙面吸声系数为0.04，平顶吸声系数为0. 25，求平均吸声系数和总的吸声量。

解
(1). ()()25100.0225100.2522551050.04181.50.096850251025510521n
S i i i n S
i i αα∑⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=====⨯+⨯+⨯⨯∑= (2). ()21
1
25100.0225100.2522551050.0481.5()n
n
i i i i i A A S m α=====⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=∑∑
25.某房间尺寸为6m ×7m ×3m,墙壁、天花板和地板在1 kHz 时的吸声系数分别为0.06、0.07和0.07。

若安装一个在1 kHz 倍频带内，吸声系数为0.8的吸声贴面花板，求该频带在吸声处理前后的混响时间及处理后的吸声减速噪量。

解：
()()63+7320.06+670.07+670.07110.560.065162267+63+731
n
S i i i n S
i i αα∑⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=====⨯⨯⨯⨯∑=前
()()63+7320.06+670.07+670.8141.220.254162267+63+731
n
S i i i n S
i i αα∑⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=====⨯⨯⨯⨯∑=前 ()0.1610.16167320.286=1.93()601620.065267+63+730.065V T s S α⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯前前
()0.1610.16167320.286=0.493()601620.254267+63+730.254V T s S α⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯后
后 0.25410lg =10lg 5.9()0.065L dB p α
α
∆==后前
26.计算下列单层均质构件的平均隔声量与临界吻合频率：（1）240mm 厚的砖；（2）6mm 厚的玻璃。

解：查表2-4
(1). 砖
3321.81024010432(/)16lg 816lg 432850.2()23400.55171.9()
0.24m h kg m R m dB f Hz c ρ-==⨯⨯⨯==+=⨯+===⨯=
(2). 玻璃
3323
2.41061014.4(/)1
3.5lg 1413.5lg1
4.41429.6()23400.5511784()
610m h kg m R m dB f Hz c ρ--==⨯⨯⨯==+=⨯+===⨯=⨯
27.隔声间有一面积为252m 的墙与噪声源相隔，该墙投射系数为10-5，在该墙上开一面积为2.52m 的门，其投射系数为10-3，另还开一面积为42m 的门，其投射系数为10-3，求该组合墙的平均隔声量。

解
()()5325 2.541010 2.544
112233 2.67410251231110lg 10lg 35.73()
42.67410
S S S
S S S R dB τττττ--++--⨯+⨯+-===⨯++===-⨯
28.为隔离强噪声源，某车间用一道隔墙将车间分为两部分，墙上安装了一3mm 厚的普通玻璃窗，面积占墙体的1/4，设墙体的隔声量为45dB ，玻璃窗的隔声量为22dB ，求该组合墙的隔声量。

解
墙和窗的隔声量分别为45dB 和22dB ，则它们的透射系数分别为10-4.5和10-2.2
3
4.5 2.231
1010112244 1.6101
12
1110lg 10lg 28()31.610
S S
S S R dB ττττ---⨯+⨯+==
=⨯+===-⨯ 29.车间一端的操作室与声源的隔墙面积为202m ，操作室内表面积为1002m ，平均吸声系数为0.02，隔墙上开一观察窗，此组合墙的隔声量为40dB ，求此墙离操作室一侧近处的噪声衰
减，如对操作室进行吸声处理后，平均系数增至0.4，再求噪声衰减。

解
()
S 21000.022==2.04(m )21-0.02
1-2201110lg 4010lg 30()44 2.04
2R r S W NR R dB R r α
α⨯=
⎛⎫=-+=-+= ⎪ ⎪⎝
⎭
吸声处理后房间常数为
()
'
2
''
2S 21000.42==66.7(m )1-0.41-2201110lg 4010lg 42.6()4466.7r r R S W NR R dB R α
α⨯=
⎛⎫=-+=-+= ⎪ ⎪⎝⎭
30.选用同一种吸声材料衬贴的消声管道、管道截面积为20002m 。

当截面形状分别为圆形、正方形和1:5及2:3两种矩形时，试问哪种截面形状的声音衰减量大？哪一种最小？两者相差多少？ 解
圆形：2158.52000,25.24,2158.5,0.082000
P r r cm P r cm S ππ======
正方形：2178.92000,44.72,4,178.9,0.0892000P a a cm P a cm S ======
1：5矩形：224052000,20,26240,0.122000P b b cm P a cm S ===⨯===
2：3矩形：218362000,18.3,(23)183,0.0922000
P b b cm P a a cm S ===+===
因此消声量以1：5矩形最大，以圆形最小，相差为
()()
00.12= 1.5'0.080'P L L S L P L
S ϕαϕα==矩圆倍
31.试设计一单节扩张室消声器，要求在125Hz 时有最大消声量15dB ，设进气口管径为150mm ，管长为3m,管内气流温度为厂温。

解
()
220lg 615,11.2,11.21
222
221502211.2,11.211.263000
2122
211
S
L m m R S
r r r r r r ππ=-=======⨯=
则22251(),2512502(),r mm D mm ==⨯=
()()()()34021,12521,50021340,0.6821max 44C f
n n l n l n l l
=+=+=+⨯=+ N 取值可为0，L 为0.68m 。

复合上下限频率如下：
340
=1.22
1.22826.30.502
c f Hz D =⨯=上上限截止频率： 下限截止频率：
16.01f Hz ==≈下 32. 某常温气流管道直径为100mm ，试设计一单腔共振消声器，要求在中心频率63Hz 的倍频带上有12dB 的消声量。

解
(1). 流通面积()2220.10.00785144
S d m ππ==⨯=
()210lg 1212, 2.7R L K K =+=≈
(2). ()3
340 2.70.007850.03663C V KS m f r
ππ⨯⨯===⨯
()
()2222630.0360.049340f
r G V m c ππ⎛⎫⨯==⨯= ⎪ ⎪⎝
⎭
(3). 设计同轴圆筒形共振腔，其内径为100mm ，外径为400mm ，共振腔长为
()()
440.0360.306()22223.140.40.121
V l m d d π⨯===-⨯- ()0.80,,0.80
nS
G l d G n l d S
+=
=+取L=2mm 厚钢板，则开孔数为 (
)()
320.0492100.80.510152
3
5104
n π--⨯⨯+⨯⨯=
=-⨯（孔）
(4). 验算
63.2f Hz r === 3401.22 1.2210370.4
c f Hz
d ==⨯=上 即所需消声范围内不会出现高频失效问题，共振频率波长为
340 5.4,/3 5.4/3 1.863
r c m m r
f r
λλ=====
所设计的共振腔消声器的最大几何尺寸小于共振波长的1/3，符合要求。