机械振动与噪声培训课程
<2.0 1.2~1.6
房间类型 强吸声录音室 电视演播室 语言 电视演播室 音乐 电影同期录音棚 语言录音室、电话会议室
7.3 共振吸声结构
1.薄板共振吸声结构 2. 薄膜共振吸声结构 3.穿孔板共振吸声结构 4.微穿孔板共振吸声结构
1.薄板吸声结构
系统共振频率:
薄板共振吸声结构吸声原理
薄板厚度:3-6mm 空气层厚度:3-10cm 吸声频带:80-300Hz 吸声系数:0.2-0.5
2.薄膜吸声结构
P Rf u
比流阻:指单位厚度材料的流阻。
过高 过低
空气穿透力降低
因摩擦力、粘滞力引 起的声能损耗降低
吸声性能下降
b.材料的孔隙率和密度
孔隙率:
材料中的空气体积与材 料的总体积的比值。
孔隙大小和结构
吸声系数α
频率/Hz
5cm厚超细玻璃棉的密度变化 对吸声系数的影响
超细玻璃棉的最佳密度 范围为15~25kg/m3
0.05
0.07
0.10
0.12
0.16
-
0.03
0.05
0.06
0.09
0.04
0.06
贴实
-
0.14
0.46
0.78
0.50
0.60
贴实
0.24
0.12
0.09
0.30
0.32
0.83
墙面粉刷
0.16
0.46
0.64
0.48
0.56
0.56
0.21
0.16
0.25
0.40
0.42
0.48
0.02
0.03
0.03
0.04
0.05
0.05
贴实
0.05
0.11
0.25
0.63
0.70
0.70
后留10cm空气层
0.10
0.36
0.62
0.53
0.71
0.90 钉 后留5cm空气层
0.21
0.73
0.21
0.19
0.08
0.12 在 后留5~15cm空气层
0.01
0.25
0.55
0.30
0.16
0.19 龙
平均吸声系数:
4.声阻抗
1 Si
(iSi )
i
i
反映材料对声能阻抗性能的物理量(ρ0c)
7.1.3 吸声系数的测量(表7-2)
测量方法 驻波管法
用途
测量声波垂直入射 吸声系数。用于不 同材料吸声性能对 比;研究
特点
国家标准
试件面积小,装置简单,
测量结果精确
GB/T 18696.12004
传递函数法
7.5.1.室内声场
室内声场
直达声场 混响声场
扩散声场: 房间内声能密度处处相同,而且在任一受声点上,声波 从各个方向传来的概率相等,相位无规,这样的声场叫 扩散声场。
a.直达声场
距点声源 r 处的声强为
Id
RW
4 r2
距点声源 r 处的声能密度及声压为:
L 10 lg pd2 10 lg cRW 10 lg RW 10 lg RWW0
4 R
Lp
LW
10
lg
R
4 r2
4 R
R S 1
混响半径
直达声与混响声声能相等时的距离称为临界距离(半径)。
Rθ=1时的临界距离称为混响半径。 意义: 当受声点与声源的距离小于临界半径时,吸声处理的降噪 效果不大;当受声点与声源的距离大于临界半径时,吸声 处理才有明显的效果。
4.室内声衰减和混响时间
Eyring-Millington 公式
T60
0.161V
S 4mV
(α<0.2)
用于大空间厅堂(如音乐厅、 礼堂、体育馆、影剧院)
混响时间推荐值(500Hz与1000Hz平均值)
房间类型 音乐厅 歌剧院
多功能厅 话剧院、会堂
普通电影院 立体声电影院 体育馆(多功能)
音乐录音室
T60(s) 1.5~2.1 1.2~1.6 1.2~1.5 0.9~1.3 1.0~1.2 0.65~0.9
由
可得 P=2% 由 P= d 2 / 2 3B2 可得 B=34mm
例题2
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10cm 深的空腔,试求穿孔率和 共振频率。
穿孔率P= d 2 / 4B2
12.6%
fr
c
2
P
D(t )
340
0.126
2 3.14 0.1 (0.004 3.14 0.008) 4
pd
p02
4 r2 p02
4 r2I0
4 r2I0W0
10lg
W W0
10 lg
RW0
4 r2I0
Lpd
LW
10
lg
R
4 r
2
b.混响声场
自由程:声波每相邻两次反射所经过的路程称作自由程。 平均自由程:许多次反射之间声波传播距离的平均值。
平均自由程 d 4V S
声波传播一个自由程所需的时间为:
Chapter 7 吸声降噪
7.1 吸声材料(结构) 7.2 多孔吸声材料 7.3 共振吸声结构 7.4 特殊吸声结构 7.5 吸声降噪
7.1 吸声材料(结构)
7.1.1 吸声材料(结构)的分类 7.1.2 吸声性能评价量 7.1.3 吸声系数的测量
7.1.1 吸声材料(结构)的分类
多孔性吸声材料
600Hz
例题3
某车间内,设备噪声的频率 特性在500Hz附近出现一峰值, 现使用4mm厚的三夹板制成穿 孔板共振吸声结构,空腔深 度允许有10cm,试设计结构 的其他参数。
设计孔径d=3mm
根据
c
P
fr 2 D(t )
可得 P=5.4%
根据 可得
P= d 2 / 4B2 (正方形排列) P= d 2 / 2 3B(2 等边三角形排列)
0
4s (1 s)2
7.2 多孔吸声材料
7.2.1 吸声材料构造特性 7.2.2 吸声机理 7.2.3 影响材料吸声的因素
7.2.1 吸声材料构造特性
材料的孔隙率要高,一般在70%以上, 多数达到90%左右;
孔隙应该尽可能细小,且均匀分布; 微孔应该是相互贯通,而不是封闭的; 微孔要向外敞开,使声波易于进入微孔
B 11mm(正方形排列) B 12mm(等边三角形排列)
4.微穿孔板吸声结构
微穿孔板结构:板厚<1.0mm;穿孔率1%~5%; 孔径<1.0mm;空气层5~20cm
特点: 吸声频带较宽; 可用于高温、潮湿、腐蚀性气体或高速气流等其
它材料及结构不适合的环境中; 结构简单,吸声结构的理论计算与实测值接近。
2.5 3.0 0.3 0.5 0.8 1.1
3、泡沫材料
泡沫玻璃
4.4
脲醛泡沫塑料
5.0
泡沫水泥
2.0
吸声蜂窝板
-
泡沫塑料
1.0
4、纤维材料
矿棉板
3.13
玻璃棉
5.0
酚醛玻璃纤维板
8.0
工业毛毡
3.0
常用吸声材料的吸声系数Fra bibliotek各种频率(Hz)下的吸声系数
125
250
500
1000
2000
4000
装置情况
纤维材料 颗粒材料 泡沫材料
吸
声
材
共振吸声结构
料
薄膜共振吸声结构 薄板共振吸声结构 穿孔板共振吸声结构 微穿孔板共振吸声结构
特殊吸声结构
空间吸声体 吸声尖劈
多孔吸声材料应用
木丝吸音板
教室
写字楼
会议室
剧院
多孔吸声材料应用
珍珠岩吸音板
隧道
高速公路
多孔吸声材料应用
玻璃纤维天花板
布艺吸音板
木质吸音板
0.42
0.86
0.48
0.30
紧靠基层粉刷
0.03
0.06
0.12
0.41
0.85
0.67
0.10
0.21
0.60
0.95
0.85
0.72
贴实
0.06
0.08
0.18
0.44
0.72
0.82
贴实
0.25
0.55
0.80
0.92
0.98
0.95
贴实
0.10
0.28
0.55
0.60
0.60
0.56
紧靠墙面粉刷
0.03
0.02
0.03
0.03
0.04
-
骨 后留5cm空气层
0.06
0.15
0.28
0.30
0.33
0.31 上 后留5cm空气层
0.11
0.32
0.52
0.44
0.52
0.33
0.22
0.29
0.40
0.68
0.95
0.94
贴实
0.18
0.05
0.22
0.48
0.22
0.32
贴实
0.27
0.12
音乐厅
学术报告厅
变电室
7.1.2 吸声性能评价量
1. 吸声系数 2. 平均吸声系数和降噪系数 3. 吸声量 4. 声阻抗
1. 吸声系数
材料吸收的声能与入射到材料上的总声能的比 值,与材料性能、声波频率以及入射方向有关。