江西理工大学空压机房吸声降噪处理设计

前言人们的生活离不开声音，各种声音在人们的生活和工作中起着非常重要的作用。声音是帮助人们沟通信息的重要媒介，是人们传情达意的重要手段。因为有了声音，人们才能用语言交流思想，进行工作，展开一切社会活动。但是另一方面，有些声音却影响人们的学习，工作休息，甚至危机人们的健康。比如震耳欲聋的大型鼓风机噪声，尖叫刺耳的电锯声，以及高压排气放空噪声等，则使人心烦意乱，损害听力，并能诱发出多种疾病。又比如，尽管是悦耳动听的乐声，但对于要入睡的人们来说，可能是一种干扰，是不需要的声音。判断一个声音是否属于噪声，主观上的因素往往起着决定性的作用，同一个人对同一种声音，在不同的时间，地点和条件下，往往会产生不同的主观判断。比如，在心情舒畅或休息时，人们喜欢收听音乐；而当心绪烦躁或集中精力思考问题时，往往会主动去关闭各种音响设备。因此，从生理学的观点讲，凡是对人体有害的和人们不需要的声音统统成为噪声。如今噪声污染已成为当代世界性的问题。由于人类的文明以及与人类文明相协调的工业技术的发展，增加了和增强了人类生存的自然界里的声音，在二次大战以后，世界局势相对和缓，工农业生产和科学技术得到迅速发展，随之而来的噪声污染越来越严重。那么如何控制噪声的传播呢？在噪声控制以及任何声学问题中，都必须考虑声源、传声途径和接受者三个基本缓解组成的声学系统。而这个课程设计就是在声的传播途径当中吸声降噪达到噪声的控制。-1-空压机房吸声降噪处理设计说明书目录1课程设计任务书.........................................................................................................21.1设计任务1.2工程名称1.2.1房间尺寸1.2.2噪声源位置1.2.3设计要求2设计依据.....................................................................................................................33设计原则.....................................................................................................................34设计说明.....................................................................................................................44.1控制方案的选择与确定5计算步骤.....................................................................................................................45.1房间面积计算........................................................................................................45.2计算临界半径rc....................................................................................................45.3吸声设计数据计算................................................................................................55.4吸声材料的选择及计算........................................................................................55.5结论........................................................................................................................75.6个人感悟6参考文献.....................................................................................................................8-2-1课程设计任务书1.1设计任务：吸声降噪设计某工厂空压机房（房间尺寸8m(长)6m（宽）4m(高）内表面为混凝土)地面中央设有3台空压机，距噪声源（位置在地面中央，声源指向性因数Q2）2m，测得的各频带声压级如表1所示。现欲采用吸声处理使机房噪声降到90dB（A），因此选用NR80评价曲线，请选择吸声材料的品种和规格，以及材料的使用面积和安装方法。表1各频带声压级倍频带中心频率（Hz）125250500100020004000声压级（dB）999594858280允许值908582807876设计降噪量910125441.2工程名称：空压机房降噪设计1.2.1房间尺寸：8m（长）×6m（宽）×4m（高），容积V=192m3，内表面积S=208m2，内表面为混凝土面。1.2.2噪声源位置：地面中央，Q=21.2.3要求：按NR80设计。完成设计计算说明书一份加安装图纸（安装图纸需CAD画）。-3-2设计依据一般来讲，吸声只能降低室内反射声，而对于从声源出发的直达声则没有任何作用。所以，在降噪过程中应先考虑对声源进行隔离、对空气洞里性噪声进行消声处理，再辅助以吸声处理。只有当噪声源不宜采用隔声、消声措施，而房间内混响严重时，才能把吸声作为唯一的降噪手段，才能取得好的降噪效果。一般情况下，在面积较小的风机放、泵房、控制室内，可以对天花板、墙面进行吸声处理；面积较大的车间，可以采用空间吸声体、平顶吸声等吸声处理方法；声源集中在局部区域时，可采用局部吸声处理，必要时还应设置隔声屏障。对于噪声源多而分散的大房间，由于室内各处直达声的影响都很大，即使进行吸声处理，降噪效果也不会明显，这种情况下不宜单独进行吸声处理。吸声降噪的效果一般为3~6db（A）,较好的为7~10db（A），一般不会超过15db（A），而且也不随吸声处理的面积成正比增加。吸声降噪只能对混响声起到显著效果，室内的声源情况对吸声降噪效果影响较大，故应了解房间的几何特性及吸声处理前的声学特性。吸声技术包括:利用多孔吸声材料进行吸声和利用共振吸声结构两大类。由于吸声材料的孔隙尺寸与高频声波的波长相近，所以多孔吸声材料一般对高频声吸声效果好，对低频声吸声效果差。共振吸声结构是由多孔吸声材料与穿孔板组成的吸声结构，利用共振吸声原理研制的各种吸声结构可改善低频吸声性能，常用的有薄板共振吸声结构、薄膜共振吸声结构、穿孔板工振吸声结构等。通过空压机房内距离噪声源2m所测得的声压级可知中低频噪声所占比重较大。3设计原则（1）先对声源进行隔声、消声等处理，如改进设备、加隔声罩、消声器或建隔声墙、隔声间等。（2）当房间内平均吸声系数很小时，采取吸声处理才能达到预期效果。单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小，所需降噪量较高，宜对天花板、墙面同时作吸声处理：车间面积较大，宜采用空间吸声体、平顶吸声处理：-4-声源集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，同时设置隔声屏障；噪声源较多且较分散的生产车间宜做吸声处理。（3）在靠近声源直达声占支配地位的产所，采取吸声处理，不能达到理想的降噪效果。（4）通常吸声处理只能取得3~10dB的降噪效果。（5）若噪声高频成分很强，可选用多孔吸声材料；若中、低频成分很强，可选用薄板共振吸声结构或穿孔板吸声结构：若噪声中各个频率成分都很强，可选用复合穿孔板或微孔板吸声结构。通常要把几种方法结合，才能达到最好的吸声效果。（6）选择吸声材料或结构，必须考虑防火、防潮、防腐蚀、防尘等工艺要求。（7）选择吸声处理方式，必须兼顾通风、采光、照明及装修、施工、安装的方便因素，还要考虑省工、省料等经济因素。4设计说明4．1控制方案的选择与确定：当房间内平均吸声系数很小时，采取吸声处理才能达到预期效果。单独的风机房、泵房、控制室等房间面积较小，所需降噪量较高，宜对天花板、墙面同时作吸声处理；车间面积较大，宜采用空间吸声体、平顶吸声处理；声源集中在局部区域时，宜采用局部吸声处理，同时设置隔声屏障；噪声源较多且较分散的生产车间宜作吸声处理。所以次任务我们选择吸声降噪的方法解决。通过空压机房内距离噪声源2m所测得的声压级可知中低频噪声所占比重较大，且空压机台数只有3台，不宜建立隔声间。因此，此次空压机房降噪设计选用共振吸声结构，依据NR80评价曲线将噪声降至90dB。5计算步骤5.1房间面积计算S天=S地=m2S墙1=S墙3=m2-5-S墙2=S墙4=m25.2计算临界半径rc查课本《环境物理性污染控制工程》P94可得混凝土（涂油漆）各频率下的吸声系数如下表（表2），即为处理前的吸声系数：表2混凝土材料无规入射吸声系数（）混凝土地面（涂油漆）125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000Hz0.010.010.010.020.020.02室内平均吸声系数为̅（）房间常数R̅（̅）（）指向性因数Q=2临界半径rc√√所以该房间声场为混响声，采用吸声降噪效果较佳。5.3吸声设计数据计算表3吸声设计数据记录表序号项目各倍频带中心频率下的参数说明125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000Hz1距空压机2m处噪声声压级/dB999594858280实测值2噪声容许标准/dB908582807876NR8θ噪声评价曲线3所需降噪量/dB910125444处理前平均吸声系数0.010.010.010.020.020.02P94表1-355处理后应有的平均吸声系数0.0790.10.1580.0630.050.05-6-5.4吸声材料的选择及计算由已知的表1可知该房间的中、低频成分很强，所以可选用穿孔板加玻璃棉加空气层作为吸声材料。选择穿孔板加棉再加空气玻璃层作为吸声材料，由《环境物理性污染控制工程》P89查得各频率下材料的吸声系数。如下表（表4）：表4组合共振吸声结构的吸声系数()假设需要安装的材料面积是S材，则有：材（材①当f=125Hz时，〔0.5S材＋(208-S材)×0.01〕/2080.079S材29.29m2②当f=250Hz时，〔0.85S材＋(208-S材)×0.01〕/2080.1S材22.29m2③当f=500Hz时，〔0.90S材＋(208-S材)×0.01〕/2080.158S材34.59m2④当f=1000Hz时，〔0.60S材＋(208-S材)×0.02〕/2080.063S材15.42m2⑤当f=2000Hz时，〔0.35S材＋(208-S材)×0.02〕/2080.05种类吸声结构吸声层厚/cm各频率下的吸声系数护面结构125Hz250Hz500Hz1000Hz2000Hz4000Hz穿孔板加玻璃棉加空气层前置Ф6mm板厚t=7mm2.50.500.850.900.600.350.20穿孔率p=6%空气层厚150mm-7-S材18.91m2⑥当f=4000Hz时，〔0.20S材＋(208-S材)×0.02〕/2080.05S材34.67m2综上需要安装的材料面积为S材34.67m2，取S材=36m2装上材料后，假设墙面的平均吸声系数为，则：̅̅̅①当f=125HZ时，4=〔0.5×36＋(208)×0.01〕/208=0.095验算：4=ΔLp=9.77dB9dB②当f=250HZ时，4=〔0.85×36