3.吸声技术.ppt

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1、School of Chemical and Environmental EngineeringSchool of Chemical and Environmental EngineeringSchool of Chemical and Environmental EngineeringSchool of Chemical and Environmental Engineering第三章第三章 噪声控制技术吸声噪声控制技术吸声Chapter 3.Technology of noise reductionnoise absorption王志权王志权By Wang ZhiquanCollege o

2、f Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering第一节第一节 概述概述第二节第二节 吸声材料吸声材料第三节第三节 吸声结构体吸声结构体第四节第四节 吸声设计吸声设计第三章第三章 噪声控制技术吸声噪声控制技术吸声College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering第一节第一节 概述概述n1.声音传播途径声音传播途径声源声源传播

3、途径传播途径接受点接受点n在声源处抑制噪声在声源处抑制噪声n在声传播途径中控制：吸声、消声、隔在声传播途径中控制：吸声、消声、隔声、阻尼减振等声、阻尼减振等n接受点的保护接受点的保护College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn2.主要考量因素：主要考量因素：n噪声源特性以及降噪量大小噪声源特性以及降噪量大小n降噪遵循预防为主、全过程防治的基本降噪遵循预防为主、全过程防治的基本操作原则操作原则技术、经济因素技术、经济因素n降噪方法：通常是采取降

4、噪方法：通常是采取综合防治综合防治措措施，即吸声、消声、隔声、隔振和阻尼施，即吸声、消声、隔声、隔振和阻尼装置等措施同时使用。装置等措施同时使用。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn吸声吸声是噪声污染控制的一种重要手段，是噪声污染控制的一种重要手段，是一种在噪声传播途径上控制噪声污染是一种在噪声传播途径上控制噪声污染的方法，常用于的方法，常用于室内减噪室内减噪。College of Chemical and College of Ch

5、emical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn3.室内噪声的来源：室内噪声的来源：n直达声：声音直接通过空气传播直达声：声音直接通过空气传播n混响声：室内各墙壁面反射回来混响声：室内各墙壁面反射回来 混响声易造成声污染，使室内噪声级增加；混响声易造成声污染，使室内噪声级增加；如：一列火车进入隧道以后的噪声级比行如：一列火车进入隧道以后的噪声级比行驶在空旷的野外可高出驶在空旷的野外可高出5-10dB；也会对听；也会对听觉造成干扰。觉造成干扰。College of Chemical and College of Chem

6、ical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn混响声的声音强弱，取决于室内各混响声的声音强弱，取决于室内各种物体表面的吸声能力。有的能增种物体表面的吸声能力。有的能增强，有的通过声能量的吸收而降低强，有的通过声能量的吸收而降低噪声水平。噪声水平。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn1.吸声概念吸声概念n当声波入射到物体表面时，部分入射声能被当声波入射到物体表面时

7、，部分入射声能被物体表面吸收转化为其他形式的能量，这种物体表面吸收转化为其他形式的能量，这种现象叫现象叫“吸声吸声”。n在噪声污染控制工程设计中，常利用吸声材在噪声污染控制工程设计中，常利用吸声材料吸收声能量来降低室内噪声。料吸收声能量来降低室内噪声。n合理布置吸声材料，可降低混响声合理布置吸声材料，可降低混响声5-10dB。第二节第二节 吸声材料吸声材料College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn2.吸声机理吸声机理n吸声材料是一种吸声材料

8、是一种松软多孔松软多孔的物质，声波以声的物质，声波以声能的形式投射到多孔材料表面时，一部分声能的形式投射到多孔材料表面时，一部分声波从多孔材料表面反射，另一部分声波进入波从多孔材料表面反射，另一部分声波进入材料的孔隙，引起孔隙内的空气和材料本身材料的孔隙，引起孔隙内的空气和材料本身振动，由于多孔材料表面与空气的振动，由于多孔材料表面与空气的内摩擦内摩擦（摩擦力来自空气的压缩、膨胀）作用，将（摩擦力来自空气的压缩、膨胀）作用，将一部分声能转变成热能，此外，声音在多孔一部分声能转变成热能，此外，声音在多孔材料内经过材料内经过多次反射多次反射也进一步衰减。也进一步衰减。College of Chem

9、ical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn所以，当进入多孔吸声材料内的声波再返回所以，当进入多孔吸声材料内的声波再返回时，声波能量已衰减很多，大部分被多孔吸时，声波能量已衰减很多，大部分被多孔吸声材料消耗掉了，从而使声音的能量减小，声材料消耗掉了，从而使声音的能量减小，达到降噪的目的。达到降噪的目的。n吸声机理：吸声机理：压缩、膨胀、摩擦、产热压缩、膨胀、摩擦、产热 降低声音能量。降低声音能量。College of Chemical and College of Che

10、mical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn材料特征：内部有许多小孔，并与材料表面材料特征：内部有许多小孔，并与材料表面相通，具有通气性。相通，具有通气性。n良好的吸声材料需具备三点要求：良好的吸声材料需具备三点要求：多孔多孔 孔间贯通孔间贯通 与外界联通与外界联通College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn 3.吸声材料吸声效果的吸声材料吸声效果的影响因素影响因素

11、 材料的材料的结构结构使用条件使用条件声波频率声波频率吸声系数吸声系数影响因素影响因素2 25 53 34 41 1材料的性质材料的性质声波入声波入射角度射角度College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn材料孔隙率（材料孔隙率（q）孔隙率：孔隙率：多孔材料中通气的孔隙体积与材料多孔材料中通气的孔隙体积与材料总体积之比。总体积之比。一般多孔材料的孔隙率在一般多孔材料的孔隙率在70以上，有的高以上，有的高达达90。同时要求这些孔隙尽可能。同时要求

12、这些孔隙尽可能细小且分细小且分布均匀布均匀，这样，材料内孔隙的总表面积较大，这样，材料内孔隙的总表面积较大，利于声能的吸收。利于声能的吸收。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn吸声材料的结构特性吸声材料的结构特性n材料材料密度密度：随着材料密度的增大，最大吸声：随着材料密度的增大，最大吸声系数系数maxmax向低频方向移动。向低频方向移动。n材料材料厚度厚度：n多孔材料对高频率声音吸声效果明显，即在多孔材料对高频率声音吸声效果明显，即

13、在高频区吸声系数较大；高频区吸声系数较大；n多孔材料对低频率声音吸声效果差，即在低多孔材料对低频率声音吸声效果差，即在低频区吸声系数较小；频区吸声系数较小；College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn随着材料厚度的增加，吸声随着材料厚度的增加，吸声最佳频率最佳频率向低频方向移动，即向低频方向移动，即低频范围的吸声低频范围的吸声性能随材料厚度的增加而提高性能随材料厚度的增加而提高，但厚，但厚度增加对高频声的吸收影响不明显，度增加对高频声的吸收影

14、响不明显，因高频声在吸声材料表面即被吸收。因高频声在吸声材料表面即被吸收。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn厚度每增加厚度每增加1 1倍倍，最大吸收频率（或频，最大吸收频率（或频谱曲线）向谱曲线）向低频方向低频方向移动一个移动一个倍频程倍频程；实际应用中，多孔吸声材料的厚度一实际应用中，多孔吸声材料的厚度一般取般取30-50mm30-50mm就可以，如果需要提高低就可以，如果需要提高低频吸声效果，厚度可取频吸声效果，厚度可取50-1

15、00mm50-100mm，必，必要时也可大于要时也可大于100mm100mm，再大就不经济了，再大就不经济了，特别是当材料厚度相当大时，此时由特别是当材料厚度相当大时，此时由于厚度引起的吸声变化就不明显了。于厚度引起的吸声变化就不明显了。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering 125 250 500 1000 2000 4000（Hz）1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 （）10cm5cm2.5cm密度为密度为15kg/m3超细玻璃棉

16、的吸声特性（超细玻璃棉的吸声特性（吸声系数吸声系数随材料厚度增加的变化规律）随材料厚度增加的变化规律）College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn4.材料吸声特性的物理量材料吸声特性的物理量n吸声系数（吸声系数（）：）：材料吸收的声能与入射到材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比，常用来描述吸声材料材料上的总声能之比，常用来描述吸声材料或吸声结构的吸声能力。或吸声结构的吸声能力。n吸声系数越大，吸声性能越好吸声系数越大，吸声性能越好。当当0

17、时，无吸声时，无吸声 当当1时，完全吸收，无声能反射时，完全吸收，无声能反射College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringE0EE1E2College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering（1）影响因素）影响因素n材料的物理性质：材料的物理性质：不同材料具有不同的吸声不同材料具有不同的吸声能力，一般能力，

18、一般0.21。n声波频率：声波频率：是是f的函数，同一种材料对声音的函数，同一种材料对声音的不同频率有相对应的的不同频率有相对应的值，所以表征材料的值，所以表征材料的时，必须指明哪个频带。时，必须指明哪个频带。如如150mm厚，密度为厚，密度为20kg/m3的玻璃棉，入的玻璃棉，入射声波为射声波为500Hz，0.85；入射声波为；入射声波为125Hz，0.50。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn声波的入射角（方向）声波的入射角（方向

19、）n通过调控吸声材料和结构体的安装条件通过调控吸声材料和结构体的安装条件来改变入射角的大小。由于声波的入射来改变入射角的大小。由于声波的入射角不同，所测量的吸声系数有三种不同角不同，所测量的吸声系数有三种不同的相应表达方法（稍后介绍）。的相应表达方法（稍后介绍）。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering（2）不同吸声材料的吸声系数：）不同吸声材料的吸声系数：n密度小，孔隙多的材料（如玻璃棉，泡密度小，孔隙多的材料（如玻璃棉，泡沫的塑料）等吸

20、声性能好，吸声系数大。沫的塑料）等吸声性能好，吸声系数大。n坚硬光滑，结构密实的材料（如混凝土坚硬光滑，结构密实的材料（如混凝土水泥粉刷墙，水磨石墙体等），吸声系水泥粉刷墙，水磨石墙体等），吸声系数小。数小。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn鉴于声波频率对吸声系数的影响，工程中，鉴于声波频率对吸声系数的影响，工程中，通常用通常用125Hz，500Hz，1KHz，2KHz，4KHz六个倍频程的中心频率的吸声系数的算六个倍频程的中心频率

21、的吸声系数的算术平均值来表示材料的吸声频率特性。这个术平均值来表示材料的吸声频率特性。这个表示量，也称表示量，也称“平均吸声系数平均吸声系数”n一般的，一般的，大于大于0.2才是吸声材料，才是吸声材料，大于大于0.5就是理想的吸声材料。就是理想的吸声材料。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringE

22、nvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering（3）三种不同的吸声系数表达方法（依据测量）三种不同的吸声系数表达方法（依据测量时入射角度不同划分）时入射角度不同划分）n由于入射角度对吸声系数影响较大，测量时

23、由于入射角度对吸声系数影响较大，测量时入射角不同，有不同的测试结果，表示方法入射角不同，有不同的测试结果，表示方法也不同，因此规定了三种不同的也不同，因此规定了三种不同的。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn垂直入射吸声系数垂直入射吸声系数（0）驻波管法吸声系数，多用于材料性质的鉴定驻波管法吸声系数，多用于材料性质的鉴定与研究。与研究。优点：简便易测优点：简便易测 缺点：所得数据与实际常有一定误差。缺点：所得数据与实际常有一定误差。n

24、斜入射吸声系数斜入射吸声系数 实际中一般情况下应用不多，特定的场合有实际中一般情况下应用不多，特定的场合有时推荐使用这种方法。时推荐使用这种方法。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn无规则入射吸声系数无规则入射吸声系数（T）又称，又称，“混响室法吸声系数混响室法吸声系数”，实际应用多，实际应用多，具普遍意义，包括了各种入射角，测定的是具普遍意义，包括了各种入射角，测定的是声波从各个角度以相等的几率入射到材料表声波从各个角度以相等的几率

25、入射到材料表面所得到的吸声系数。是在专门的声学实验面所得到的吸声系数。是在专门的声学实验室混响室中测定的，花费较大。室混响室中测定的，花费较大。常作为工程设计依据。常作为工程设计依据。在工程中可以用在工程中可以用 0来来得到得到 T。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmenta

26、l Engineeringn吸声量：吸声量：工程上评价一种吸声材料的实际吸工程上评价一种吸声材料的实际吸声效果时，通常用该量进行评价，用声效果时，通常用该量进行评价，用A表示，表示，单位单位m2。n定义：吸声系数与所使用的吸声材料的面积定义：吸声系数与所使用的吸声材料的面积之乘积。之乘积。A S，注：面积必须为向着自由，注：面积必须为向着自由空间完全敞开的面积。空间完全敞开的面积。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn当评价某空间的吸声

27、量时，需要对空间内各当评价某空间的吸声量时，需要对空间内各吸声面积与吸声系数的乘积进行求和，得到吸声面积与吸声系数的乘积进行求和，得到该空间的总吸声量。该空间的总吸声量。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn5.多孔性吸声材料分类多孔性吸声材料分类n一般分为三大类：一般分为三大类：n纤维类、泡沫类、颗粒类纤维类、泡沫类、颗粒类n其中，纤维类：无机纤维类、有机纤维类其中，纤维类：无机纤维类、有机纤维类College of Chemical

28、 and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering多孔吸声材料多孔吸声材料 KTV软包阻燃吸声材料软包阻燃吸声材料多孔槽型木质吸声材料多孔槽型木质吸声材料木丝板吸声材料木丝板吸声材料College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn无机纤维无机纤维（如玻璃棉、岩棉及其制品）（如玻璃棉、岩棉及其制品）n超细玻璃棉：最常用的吸声材料。超细玻璃棉：

29、最常用的吸声材料。n优点：质轻，柔软，耐高温，耐腐蚀，防蛀，优点：质轻，柔软，耐高温，耐腐蚀，防蛀，抗冻。抗冻。n缺点：吸水率高，弹性差，填充不均匀。缺点：吸水率高，弹性差，填充不均匀。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn矿渣棉：矿渣棉：n优点：质轻、防火、耐高温，耐腐蚀，防蛀。优点：质轻、防火、耐高温，耐腐蚀，防蛀。n缺点：杂质多，易脆，在风速大，要求洁净缺点：杂质多，易脆，在风速大，要求洁净的场合不宜使用。的场合不宜使用。n岩棉：

30、新型吸声材料。岩棉：新型吸声材料。n优点：隔热，耐高温。优点：隔热，耐高温。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn有机纤维类吸声材料有机纤维类吸声材料n主要是由各种植物纤维如棉麻、甘蔗、稻草、主要是由各种植物纤维如棉麻、甘蔗、稻草、棕丝等加工压制成的各种软质纤维板。棕丝等加工压制成的各种软质纤维板。n优点：原材料属于可再生生物质资源，吸声优点：原材料属于可再生生物质资源，吸声性能好且价格低。性能好且价格低。n缺点：易潮，易变质腐烂，从而

31、降低吸声性缺点：易潮，易变质腐烂，从而降低吸声性能。能。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn泡沫塑料材料泡沫塑料材料n聚氨酯，聚醚乙烯，聚氯乙烯等聚氨酯，聚醚乙烯，聚氯乙烯等n优点：具良好的弹性，容易填充均匀，密度优点：具良好的弹性，容易填充均匀，密度小。小。n缺点：不防火，易燃，易老化。缺点：不防火，易燃，易老化。n目前运用最多的是聚氨酯泡沫塑料。目前运用最多的是聚氨酯泡沫塑料。College of Chemical and Col

32、lege of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn颗粒类吸声材料（建筑吸声材料）颗粒类吸声材料（建筑吸声材料）n如：微孔吸声砖，加气混凝土，矿渣水泥，如：微孔吸声砖，加气混凝土，矿渣水泥，多孔陶土砖等。多孔陶土砖等。n保温，防潮，耐热，耐蚀，抗冻等。保温，防潮，耐热，耐蚀，抗冻等。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering第三节第三节 吸声结构体吸声

33、结构体n工程中常采用空间结构体吸声降噪。工程中常采用空间结构体吸声降噪。n实为将吸声材料加外包装（护面结构）实为将吸声材料加外包装（护面结构）和框架制成的。和框架制成的。n可以做成各种几何体形状，吸声材料的可以做成各种几何体形状，吸声材料的各个表面都能同声波接触，起到空间吸各个表面都能同声波接触，起到空间吸声的作用。声的作用。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn空间吸声体吸声性能好，便于安装。工程上，一般空间吸声体吸声性能好，便于安装

34、。工程上，一般要求用便于安装，质量轻等，因此空间吸声体常采要求用便于安装，质量轻等，因此空间吸声体常采用用超细玻璃棉超细玻璃棉作为填充材抖采用木架或金属框等作为填充材抖采用木架或金属框等作为为支撑结构，采用玻璃丝布作为外包装材料，作为为支撑结构，采用玻璃丝布作为外包装材料，有时也采用穿孔率大于有时也采用穿孔率大于20的穿孔板作为外包装，的穿孔板作为外包装，但采用此包装时相对重量和价格比采用玻璃丝布要但采用此包装时相对重量和价格比采用玻璃丝布要高。高。空间吸声体示意图空间吸声体示意图College of Chemical and College of Chemical and Environme

35、ntal EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental E

36、ngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering吸声尖劈具有很高的吸声系数，可以达到吸声尖劈具有很高的吸声系数，可以达到0.99，常用，常用于有特殊用途的声学结构的构造。吸声尖劈的吸声性

37、于有特殊用途的声学结构的构造。吸声尖劈的吸声性能与吸声尖劈的总长度能与吸声尖劈的总长度LL1+L2和和L1/L2以及空腔的以及空腔的深度深度H、填充的吸声材料的吸声特性等都有关系，、填充的吸声材料的吸声特性等都有关系，L越长，其低频吸声性能越好。此外，上述参数之间有越长，其低频吸声性能越好。此外，上述参数之间有一个最佳协调关系，需要在使用时根据吸声的要求进一个最佳协调关系，需要在使用时根据吸声的要求进行优化，必要时还需要通过实验加以修正。行优化，必要时还需要通过实验加以修正。College of Chemical and College of Chemical and Environmenta

38、l EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental Engi

39、neeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental EngineeringCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn多孔吸声材料对高频声有较好的吸声能多孔吸声材料对高频声有较好的吸声能力，但对低频声的吸声能力较差，若力，但对低频声的吸声能力较差，若（过度）加

40、厚吸声材料来提高低频噪声（过度）加厚吸声材料来提高低频噪声的吸收，又很不经济。为解决这一矛盾，的吸收，又很不经济。为解决这一矛盾，人们利用共振吸声的原理设计了各种人们利用共振吸声的原理设计了各种共共振吸声结构振吸声结构，取得了较好的效果。，取得了较好的效果。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn在实践中，一般利用共振吸声原理把各种薄在实践中，一般利用共振吸声原理把各种薄的板材（或在其上打上孔眼），并在其后设的板材（或在其上打上孔眼），并

41、在其后设置一定深度的密封空腔，组成共振吸声结构。置一定深度的密封空腔，组成共振吸声结构。n常用的共振吸声结构有共振吸声器，穿孔板，常用的共振吸声结构有共振吸声器，穿孔板，微穿孔板，膜状和板状等共振吸声结构及空微穿孔板，膜状和板状等共振吸声结构及空间吸声体。间吸声体。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering第四节第四节 吸声设计吸声设计一、共振吸声结构（针对一、共振吸声结构（针对低频噪声低频噪声控制）控制）材料特征：薄膜或薄板表面穿孔材料特征

42、：薄膜或薄板表面穿孔 吸声机理：应用共振原理吸声机理：应用共振原理 1.声音与薄板（薄膜）固有频率产生共振声音与薄板（薄膜）固有频率产生共振 2.声音与板后空腔气室空气产生共振声音与板后空腔气室空气产生共振College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering共振吸声结构分类共振吸声结构分类n薄板或薄膜共振吸声结构薄板或薄膜共振吸声结构n单空腔共振吸声体单空腔共振吸声体n穿孔薄板共振吸声体穿孔薄板共振吸声体College of Chemical and

43、College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering（1）单腔共振吸声体）单腔共振吸声体又称又称“亥姆霍兹共振器亥姆霍兹共振器”，是一，是一具有开口的体积为具有开口的体积为V的空腔。的空腔。吸声原理：吸声原理：空腔中空气相当于一个弹簧，当声波入空腔中空气相当于一个弹簧，当声波入射到颈中空气时，颈中的空气就像活塞一样往返振射到颈中空气时，颈中的空气就像活塞一样往返振动，它与颈壁的摩擦作用，使一部分声能转化为热动，它与颈壁的摩擦作用，使一部分声能转化为热能而消耗。当外来声波频率与其固有频率相同时，能而消

44、耗。当外来声波频率与其固有频率相同时，发生共振，振动速度达到最大值时，消耗的声能也发生共振，振动速度达到最大值时，消耗的声能也最大，此时的吸声效果最好。最大，此时的吸声效果最好。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering亥姆霍兹共振器共振吸声频率计算：亥姆霍兹共振器共振吸声频率计算：其中：其中：S：孔面积，：孔面积，m2 V：共振腔体积，：共振腔体积，m3 t：孔深度，：孔深度，m ：孔口修正量，：孔口修正量，m t+：为有效颈长，对于直径为

45、：为有效颈长，对于直径为d的圆孔，的圆孔，d/40.8dCollege of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn特点：特点：n单个共振器频率选择性很强，吸声频带很窄，单个共振器频率选择性很强，吸声频带很窄，f0一般在几十一般在几十几百几百Hz，往往用于低频吸声。，往往用于低频吸声。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental E

46、ngineeringn实际工作中，分别设计几种规格的共振器，实际工作中，分别设计几种规格的共振器，以便在较宽的低频范围获得较好的吸声效以便在较宽的低频范围获得较好的吸声效果。果。n改进连接管的尺寸和空腔体的体积，可获改进连接管的尺寸和空腔体的体积，可获得不同共振频率。得不同共振频率。n在管内铺设吸声材料，可增加共振器的阻在管内铺设吸声材料，可增加共振器的阻尼作用，能够使共振器的吸声频带的宽度尼作用，能够使共振器的吸声频带的宽度加大。加大。改进：改进：College of Chemical and College of Chemical and Environmental Engineering

47、Environmental Engineering（2）穿孔板共振吸声体（多腔共振吸声体）穿孔板共振吸声体（多腔共振吸声体）定义：定义：将钢板、铝板、胶合板、塑料板和草纸板将钢板、铝板、胶合板、塑料板和草纸板等板材，以一定的孔径和穿孔率打上孔，等板材，以一定的孔径和穿孔率打上孔，并在板后设置空气层（空腔）而构成。相并在板后设置空气层（空腔）而构成。相当于并联的当于并联的“亥姆霍兹亥姆霍兹”共振器。共振器。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeri

48、ngn穿孔板共振结构的排列方式：穿孔板共振结构的排列方式：n常见的三角形、正方形。常见的三角形、正方形。n缺点：频率的选择性很强，吸声频带较窄，缺点：频率的选择性很强，吸声频带较窄，在共振频率在共振频率f0附近具有很大的吸声性能，偏附近具有很大的吸声性能，偏离共振频率效果就差。离共振频率效果就差。College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineering S：每个孔面积：每个孔面积,m2 A：共振单元薄板面积：共振单元薄板面积,m2 D：穿孔板后空气层厚度，

49、：穿孔板后空气层厚度，m Lk：颈的有效长度，：颈的有效长度，m（与薄板上孔径的直径（与薄板上孔径的直径大小和板厚有关。）大小和板厚有关。）P：穿孔率：穿孔率S/A，每个共振腔体积，每个共振腔体积VAD College of Chemical and College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn工程上常用设计参数工程上常用设计参数n板厚板厚1-10mm；n孔径：孔径：2-15mmn穿孔率：穿孔率：0.5-15n空气层厚：空气层厚：50-250mm。College of Chemical a

50、nd College of Chemical and Environmental EngineeringEnvironmental Engineeringn在板后空腔内按一定要求填充适量多孔材在板后空腔内按一定要求填充适量多孔材料，以增加空气的摩擦；料，以增加空气的摩擦；n可以考虑：穿孔板采用不同穿孔率的多层可以考虑：穿孔板采用不同穿孔率的多层（常取两层）穿孔板结构，能使吸声频带（常取两层）穿孔板结构，能使吸声频带增宽，提高增宽，提高23个倍频程；个倍频程；n孔径取偏小值，以提高孔内阻尼。孔径取偏小值，以提高孔内阻尼。改善穿孔板共振吸声结构吸声系数的措施：改善穿孔板共振吸声结构吸声系数的措施：