课程设计（论文）-某空压机房降噪设计.docx

2012 级课程设计说明书 某空压机房降噪设计摘 要 本次设计为空压机房降噪设计。某工厂空压机房（房间尺寸10m(长) 、7m（宽)、4m(高）内表面为混凝土)地面中央设有2台空压机，距噪声源（位置在地面中央，声源指向性因数q=2）2m。现欲采用共振吸声结构进行吸声处理使机房噪声得到一定的控制，使其降到90db（a），因此选用nr80评价曲线，经计算选择加玻璃棉及空气层的穿孔板，面积为49m2。关键词：降噪；共振吸声；穿孔板目 录1 前言 12 噪声的危害23 设计依据34 设计原则45 设计说明56 计算步骤66.1 设计资料66.2 房间面积计算66.3 计算临界半径rc66.4 吸声设计数据计算66.5 吸声材料的选择及计算76.6 结论9参考文献10致 谢111 前言 声音是物体的振动以波的形式在弹性介质中进行传播的一种物理现象。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。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,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，从生理学家认为，凡是对人体有害的和人们不需要的声音统统成为噪声。物理学家认为，噪声是杂乱无章、难听而不协调、人们不需要、令人厌烦的声音的组合。 噪声按照来源可分为工业噪声、建筑施工噪声、交通运输噪声和社会生活噪声。空气动力性噪声是工业噪声中的一种，当空压机排气放空时气体会受到扰动，气体与物体之间有相互作用就产生了噪声1。而这个课程设计就是在声的传播途径当中吸声降噪达到对空气动力性噪声的控制。2 噪声的危害 （1）噪声干扰人们的生活噪声对人们正常生活的影响主要表现在：人们在工作和学习时，精力难以集中；使人的情绪难以不安，禅师问你个不愉快感；影响睡眠质量；妨碍正常语言交流。研究表明，在a声级4050db的噪声刺激下，失眠人的脑电波会出现觉醒反应，即a声级40db的噪声就可以对正常人的睡眠产生影响，而且强度相同的噪声，性质不同，噪声影响的程度也不同。（2）噪声可诱发疾病噪声可导致听力损失噪声引起的听力损伤，主要是内耳的接收器官收到损伤而产生的。过量的噪声刺激可以造成感觉器官和接收器官整个破坏。噪声性耳聋与噪声的强度、噪声的频率和接触时间有关，噪声强度越大，接触时间越长，耳聋的发病率越高。在等效a声级为80db以下是，一般不会引起噪声性耳聋；85db时，对于具有10年工龄的工人，危险率为3%，听力损失者为6%；而具有15年工龄的人危险率为5%，听力损失者为10%。噪声引起人体生理变化噪声长期作用于人的中枢神经系统，可以使大脑皮层的兴奋和抑制失调，条件反射异常，出现各种症状，严重者可以产生血压升高或降低，改变心率，心脏病加剧。噪声会使人唾液、胃液分泌减少，胃酸降低，胃蠕动减弱，食欲不振，引起胃溃疡。噪声对人的内分泌机能产生影响，噪声对儿童发育力也有不利影响。噪声损害设备和建筑物高强度和特高强度噪声能损害建筑物和发声体本身。在特高强度的噪声影响下，不仅建筑物受损，发声体本身也可能因声疲劳而损坏，并使一些自动控制和遥控仪表设备失效。此外，由于噪声的掩蔽效应，往往使人不易察觉一些危险信号，从而容易造成工伤事故2。 3 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36db（a）,较好的为710db（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3。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4。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。4 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：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5。(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310db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。5 设计说明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6。 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2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。6 计算步骤6.1 设计资料某工厂空压机房（房间尺寸10m(长)7m（宽）4m(高）内表面为混凝土)地面中央设有2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，选择吸声材料的品种和规格，以及材料的使用面积。表1 各频带声压级信频程 (hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000信频带声压级（db） 102 97 95 90 84 80 796.2 房间面积计算s天=s地=10m7m=70m2 s墙1=s墙3=10m4m=40m2 s墙2=s墙4=7m4m=28m2 v体=280m3 s表=276m26.3 计算临界半径rc查课本环境物理性污染控制工程4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）125hz250hz500hz1000hz2000hz4000hzt0.010.010.010.020.020.03室内平均吸声系数为 (1) 房间常数 (2)指向性因数q=2临界半径 (3)所以该房间声场为混响声，采用吸声降噪效果较佳。6.4 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/db979590848079实测值2噪声容许标准/db908582807876nr80噪声评价曲线3所需降噪量/db7108423 4处理前平均吸声系数10.010.010.010.020.020.03 2=1 100.1lp5处理后应有的平均吸声系数20.050 0.100 0.063 0.050 0.031 0.060 6.5 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。这种材料的达到防火、防潮、防腐蚀、防尘等工艺要求，而且兼顾通风、采光、照明及装修、施工、安装省工、省料等经济因素。 选择穿孔板加棉再加空气玻璃层作为吸声材料，查课本环境物理性污染控制工程4可得各频率下的吸声系数如下表（表4）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6mm板厚t=7mm2.50.50 0.85 0.90 0.60 0.35 0.20 穿孔率p=6%空气层厚150mm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： 当f=125hz时，0.5s材(276-s材) 0.01/276 /0.05 (4)s材/22.53m2 当f=250hz时，0.85s材(276-s材) 0.01/276 /0.1 (5)s材/29.57m2 当f=500hz时，0.90s材(276-s材) 0.01/276/ 0.063 (6)s材/16.44m2 当f=1000hz时，0.60s材(276-s材) 0.02/276 /0.05 (7)s材/14.27m2 当f=2000hz时，0.35s材(276-s材) 0.02/276 /0.031 (8)s材/9.2m2 当f=4000hz时，0.20s材(276-s材) 0.03/276 /0.06 (9)s材/48.71 m2综上需要安装的材料面积为s材/48.71m2 ，取s材=49m2 装上材料后，假设墙面的平均吸声系数为 当f=125hz时，=0.549(276-49)0.01/276=0.097 (10) 验算：= lp=9.87db7db 当f=250hz时，=0.8549(276-49)0.01/276=0.159 (11) 验算：=lp=12.01db10db 当f=500hz时，=0.9049(276-49)0.01/276=0.168 (12) 验算：=lp=12.25db8db 当f=1000hz时，=0.5049(276-49)0.02/276=0.105 (13)验算：=lp=7.20db4db 当f=2000hz时，=0.3549(276-49)0.02/276=0.079 (14)验算：=lp=5.97db2db 当f=4000hz时，=0.249(276-49)0.03/276=0.060 (15)验算：= lp=3.01db3db表5吸声结构设计成果表项目各倍频带中心频率125hz250hz500hz1000hz2000hz4000hz穿孔板加玻璃棉加空气层吸声系数0.50 0.85 0.90 0.50 0.35 0.20 穿孔板加玻璃棉加空气层至少达到面积/m222.5329.57 16.44 14.279.248.71 穿孔板加玻璃棉加空气层实际所用面积/m249.00 处理后平均吸声系数0.097 0.159 0.1680.105 0.079 0.060 减噪量/db987 12.01 12.25 7.205.97 3.01 因此，所选材料符合设计任务要求。6.6 结论经过设计计算可知，在给10m7m的天花板上装49m2加玻璃棉及空气层的穿孔板作为吸声材料。后能够有效使该工厂机房噪声降到90db(a),从而符合课程设计的任务要求。加玻璃棉及空气层的穿孔板的长为10m、宽为4.9m。为达到最好的吸声效果，将加玻璃棉及空气层的穿孔板安装在天花板的正中央，正对噪声源。 参考文献1 林静雯.环境保护概述m.沈阳.东北大学出版社，2014.1441522 刘慧玲，辛言俊.物理性污染控制工程m.北京.电子工业出版社，2015.53023 孙兴滨，闫立龙，张宝杰.环境物理性污染控制m.第二版.北京,化学工业工业出版社，2010.41494 李连山，杨建设.环境物理性污染控制工程m.武汉：华中科技出版社,2013.89945 陈杰瑢.物理性污染控制m.北京：高等教育出版社,2007.76796 刘惠玲主编.环境噪声控制m.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002.687 洪宗辉主编.环境噪声控制工程m.第二版.北京：高等教育出版社,2010.112117致 谢 通过本次课程设计，我认识到了实践的重要性，使我对该门课程有了从理论到实践的深刻认识。从中掌握了很多课堂中学习不到的知识