噪声讲稿(1)声波性质

I=W/S
LI=10Log
式中：I0=10-12 可以证明：
I I0
（dB）
W/m2(瓦/米2)，基准声强。
LP=LI
七、声压级的叠加（合成）
7.1 声压的叠加： 对于任意的不相干波，叠加后总声压有如 下关系：
p = p +
2 T
2 1
p
2 2
• 总声压的平方等于各声压有效值的平方和。
7.2 级的叠加(声级合成)
结论
（1）两个声源相差10 dB以上，较小的一个 可以忽略，若得到明显的降噪效果，必须 治理最大的噪声源。 （2）当有多个声源相差不到10 dB（几个dB） 时，仅仅消除其中2—3个声源，降噪效果 不会明显。
分贝相减
分贝相减常常用于本底修正。
LpS＝10lg（10 0.1பைடு நூலகம்LpT - 10 0.1 LpB）
0 —3 —6
a/π
b/π
r
r<a/π
a/π <r<b/π r>b/π
实例
*
利用声级衰减与合成原 理控制噪声
进气口高 14m 80dB
18.4m 车 间 * 12m
58 dB
本底值55dB 测点计算值55dB
* 测点
60 dB
测点实测值60dB
为什么实测值（60dB）与计算值（55dB）不相符？
*
进气口高 14m 80dB
18.4m 车 间 * 12m * 测点
60 dB
58 dB
ΔLP=20 Log r= 20 Log18.4=25 dB （进气口噪声的衰减 量是25 dB ） 80 –25=55（进气口噪声对测点的影响） 55dB+55dB => 58dB；（进气口噪声与本底值合成） 55dB+58dB => 60dB （总合成）
f0 ——中心频率（Hz） f2 ，f1 ——相邻的两个频率 （Hz）
频谱：
与各频率成分对应的能量分布关系
频谱举例
三、声波的反射、透射、折射和 衍射
1、垂直入射 声压反射系数：
σC
σC
声压反射系数：
其中 rP=Pr/Pi
2 c2 1c1 rP 2 c2 1c1
Pi—入射声压；Pr—反射声压
频与频谱
3、声音的频率与频谱
（1） 听力的频率范围：20 HZ——20 KHZ
频率的划分：
低频； 300HZ以下。 中频；300——800HZ 高频； 800以上
倍频程中心频率：（10个） 31.5 63 125 250 500 1K 8K 16K
2K
4K
中心频率
中心频率 f0=（f2/f1）0.5
低频
四、声波的表示方法
五、声波折射原理的应用
• 大气风速梯度的影响
声波由声速大的方 向向声速小的方向 折射
声影区
• 在上风方向（右边），下边声速大于上边声速，
因此，声线向上弯曲。
• 在下风方向（左边），
下边声速小于上边声速， 因此，声线向下弯曲。
六、声压级，声功率级，声强级
1、声压与声压级 P 2（dB） LP=10Log
讨论：当C2>C1时，rP=1；相位相同Pr=Pi，
在界面处P=2 Pi，形成驻波。 几乎没有声波透射到介质2中。
当C1>C2时，rP= —1，相位相反Pr= —Pi
在界面处P=0，形成驻波；此种情况，仍然没有声波透 射现象。
2、声波斜入射
2、声波的折射（斜入射）
• 当 c1>c2时，折射线折向分界面法线
九、空气传声与固体传声
空气传声——声波直接通过空气传播（以空气
为介质传播）；
固体传声——振动通过固体传递再通过固体产
生二次辐射噪声。 固体传声特点：衰减很慢，可以传递较远距离。
完
ρ с =415瑞利。
2、声速——声波传播的速度
用 C（m/s）表示。 C = 331.4 +0.61t0C 当t0C = 200C 时，C =344 m/s 声速还可以用下式计算： C =λ f
声速与波长、频率的关系
λ —声波波长，m f —频率，Hz 声速与波长、频率的关系可以写成：
λ = C/f f = C/λ
P02
式中：P0=2×10—5 Pa，基准声压， 是人耳听到的最低声压。
2、声功率与声功率级
2.1 声功率，W（瓦）
W =I*4πr
2
（在自由空间）
2.2 声功率级
W LW=10Log （dB） W0
式中： W0=10
-12
W(瓦)，基准声功率。
对于给定的声源，其声功率是不变的
2.3 声强与声强级
计算题
• 一机器开动前测出环境噪声为
72dB，开动后总噪声为78dB，问 机器本身的噪声是多少?
练习题
• 1. 噪声的声压分别为2.97Pa，0.332Pa，
0.07Pa，2.7×10-5Pa，它们的声压级各是 多少？ • 2. 三个声音各自在空间某点的声压级为70dB、 75dB、65dB，求该点的总声压级。 • 3. 在车间内测量机器的噪声，机器运转时噪 声是87dB，机器停止时噪声是79dB，求被 测机器的噪声级。
2.5
2
2.1
3
1.8
4
1.5
5
1.2
6
1.0
7
0.8
8
0.6
9
0.5
10
0.4
举例
• 例1：车间里鼓风机噪声80 dB，水泵噪声78 dB，
压缩机噪声74 dB，求合成噪声。
差值 2 dB 80 dB+78 dB Δ L= 2.1 dB 80+2.1 = 82.1 dB 合成结果82.1dB
差值8.1 dB 82.1 dB+74 dB 82.1+0.6= 82.7 dB Δ L=0.6 dB 合成结果82.7dB
10m
计算衰减量：
20 Log10=20 20 Log11=21 20 Log15=23.5
20 Log20=26
20 Log13=22
计算贡献值：
90-20=70（ 90 dB的风机对计算点的影响，以 下类此） ； 81-21=60 ； 76-23.5=52.5 ； 80-26=54；75-22=53。 设本底值为57 dB；则降噪量分别为70-57= 13dB， 60- 57 =3dB。 其余噪声比本底值低（可以暂不管）。
p = P-P0 称做声压。声压单位：Pa（帕）
波动方程：
P = P0 COS(ω t+Φ 0)
式中：P0声压幅值；ø0初相位角
可听声压2×10—5 Pa
λ P0 P0
P = P 0 COS(ω t+Φ 0)
二、 声波的几个物理量
1、声阻抗，ρ с
ρ —空气密度，Kg/m3
• ρ с 也叫声特性阻抗，单位是瑞利或Pam/s • 在 常 温 下 ， t0C = 200C 时 ， C =344 m/s 时 ，
折射角Θ 1 • 当c2 > c1时，折射线折离分界面法线 折射角Θ 2
3、声波的衍射（绕射）
声波在传播过程中遇到障碍物时，能够绕射 障碍物边缘前进引起声波传播方向的改变。 在障碍物后面形成声影区。
低频绕射的情况
高频绕射的情况
阴影区
λ > A
λ < A
高频 声源 声 屏 障 声影区 声波的绕射（衍射）
《噪声污染控制及技术》
第一章
第一章 声波的基本性质及其传 播特性
一、声波的产生及其描述方法
1、声波——声波是介质的机械性质的波动。
声源的振动
弹性媒介振动
空气、固体、 液体
声波
2、声场——声波波及的空间，称为声场。 λ 3、声压定义—— 声压是声波在传播过程中使空气压强产 生起伏变化，用p表示， P0 它是与空气的静态压强P0之差。 P0
LpT,LpB ,LpS分别为总噪声，本底噪声，声源噪声。 本底修正值： dB
LPT—LPB >10 ΔL 0
6-9 -1
4-5 -2
3 -3
<3 待定
例题
• 沈阳某药厂有空调风机5台，放置于楼顶，经现场实测A
声级，1#风机单独开为67dB，1#和2#风机同时开为68.5dB， 4#和5#风机同时开为59.5dB，2#和4#风机同时开为63.6 dB， 3# 、4# 和5# 三台风机同时开为60.5dB，试根据实测数据， 计算各声源单独使用时噪声大小？ 5台风机同时开时噪声 多少dB？（本底忽略不计）
2、线声源
• 线声源：车辆流，火车，管道等长的声源。
线声源声压级 LP= LW—10 Log r—8 • 线声源距离衰减公式：
0
Δ LP=10 Log r/r
3、面声源距离衰减（高a，长b）
当 r<a/π 时， Δ Lr=0 不衰减。 当a/π <r<b/π 时，按线声源计算。 当r>b/π 时， 按点声源计算。
自 由 空 间 -- 声 源 放 在 空 中 半自由空间--声源放在地面上
点声源距离衰减计算
点声源距离衰减Δ LP：
Δ LP=20 Log r /r 0
r——计算点与点声源距离，m
r 0 ——参考点 与点声源距离，m
实例
利用声级衰减与合成原理控制噪声
80
76 81 15m 20m 11m
75
90 13m
答：1#风机:67 dB。2#风机: 68.5dB - 67dB （分贝相减） = 63 dB。 3#风机: 60.5dB—59.5dB = 53.5dB。 4#风机: 63.6 dB— 63 dB = 55 dB。 5#风机: 59.5dB—55 dB = 57.6 dB。 5台风机同时开(5台风机噪声合成) =69.1dB。