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噪聲治理:聲音傳播、室內混響及室內降噪

2019-06-17

螺桿式風冷熱泵機組聲源分析


一般的螺桿式風冷熱泵機組噪聲源是壓縮機和排風扇及輸送冷熱水的循環泵噪聲。壓縮機和排風扇運行產生噪聲,而且由于設備運轉導致熱泵的鋼結構產生微振動和結構振動噪聲,但前者是主要噪聲。熱泵的噪聲頻率特性一般呈中性低頻特性,其中主要的噪聲頻率是63~500Hz,低頻噪聲的距離衰減慢,影響范圍廣,不容易消除。


由于一般熱泵的底部往往沒有全封閉底盤,只有鋼結構框架,壓縮機都支撐在框架上,因此噪聲也從底部向下傳播。


水泵電機聲源分析


主要有空氣動力性噪聲、機械性噪聲和電磁噪聲三部分。當電機工作時,冷卻空氣的氣流噪聲加上風扇高速旋轉的葉片噪聲組成空氣動力性噪聲。機械噪聲包括軸承噪聲及電機轉子不平衡轉子受“溝槽諧波力”作用等引起的結構振動而產生的噪聲。電磁噪聲是由定子與轉子之間交變電磁引力、磁滯伸縮引起的泵房噪聲向外傳遞的主要途徑是空氣傳遞和固體傳聲。


冷卻塔聲源分析


冷卻塔的聲源主要由冷卻塔的風機、落水及振動產生,冷卻塔運行時所產生


的噪聲。其風扇葉壓縮空氣時產生的氣流再生噪聲約為73dB,風機的機械噪聲約為74dB,循環水落水聲約為73dB。


通過以上幾點分析,多個噪聲點源共同發了出的噪聲,形成了一個相對的噪聲面源。 冷卻塔內落水噪聲的聲源為內置的一片圓形水面,腔體內聲波通過進風口向外傳播,其龐大特殊的弧面出聲口使“附近區域”內的聲波并不立即按“點聲源”的距離衰減規律衰減。


聲源發出的直接到達的聲音是直達聲,直達聲總是最先到達人耳,這是因為直達聲比反射聲的聲程短。


除了直達聲以外,反射的聲音形成了混響聲,使室內聲壓級增加。直達聲只與聲源強度有關,聲源功率越大,直達聲聲壓級越大,如果需要降低直達聲,唯一的方法是使聲源安靜下來。


房間地面上立有阻擋直達聲的屏障時,反射聲會從天花板反射過來,使屏障的隔聲能力下降,如果天花板吸聲,減弱了反射聲能量,屏障的降噪效果能夠提高。


在房間天花板和墻壁上安裝吸聲材料可以吸收反射產生的混響聲,吸聲量每增加一倍,混響聲可以降低3dB。一般來講,混響聲對房間噪聲的貢獻為15dB,因此,采用吸聲最多可以獲得15dB減噪效果。


混響時間


描述房間混響效果的指標是混響時間,它是室內聲源停止發聲后,聲壓級衰減60dB所經歷的時間,單位是秒。室內吸聲與頻率有關,因此,不同頻率的混響時間不同。在減噪設計中需要正確地應用吸聲材料,降低混響時間,降低噪聲。


混響時間與室內吸聲存在數學關系,即塞賓公式:


其中:T是混響時間,V是房間體積,S是房間墻面的總表面積,是房間表面的平均吸聲系數(即房間各種吸聲材料吸聲系數與面積乘積的和再除以總表面積)。

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