噪聲防治與控制
評(píng)論: 更新日期:2008年05月21日
式中,N為軸轉(zhuǎn)速,B為缸徑,K為燃燒指數(shù)。
燃燒噪聲可通過(guò)下列措施予以控制:
1. 縮短發(fā)火延遲期。例如可以重新決定噴油提前角,采用高的壓縮比,氣體預(yù)熱后流入氣缸,或者采用廢氣渦輪增壓器等措施;
2. 改進(jìn)燃燒特性。使燃燒初期壓力比較光滑,這一措施對(duì)氣閥燃燒室的設(shè)計(jì)關(guān)系十分密切;
3. 在發(fā)火延遲期內(nèi)控制空氣燃油混合比。例如預(yù)熱室的設(shè)置,噴油初始速率的控制,廢氣再循環(huán)等措施。
(29)電磁噪聲(electromagnetic noise)
電機(jī)和變壓器在通電工作時(shí),由于鐵芯在磁通作用下產(chǎn)生磁致伸縮性振動(dòng)或電機(jī)不平衡的電磁力使定子磁極產(chǎn)生切向和徑向振動(dòng)而輻射出的噪聲。
電磁噪聲主要包括供電電網(wǎng)頻率或其2倍頻率的低頻噪聲,與轉(zhuǎn)速和定轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)成正比例關(guān)系和各階諧波頻率的噪聲,有時(shí)由于電機(jī)轉(zhuǎn)子的缺陷還會(huì)出現(xiàn)頻率與轉(zhuǎn)速率(電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速的差率)成正比例關(guān)系的“哼哼”聲。
降低電磁噪聲的主要措施是改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高加工精度,選用磁致伸縮性較小的鐵磁材料作鐵芯,增厚機(jī)殼,改變殼體和端蓋的形狀,或選用內(nèi)阻較大的鑄件作殼體和端蓋來(lái)降低噪聲輻射。也可配用隔聲罩和減振器,降噪效果好,至少可降20dB。
(30)轟聲(Sonic boom)
亦稱激波轟聲,超聲速飛機(jī)低空飛行時(shí)產(chǎn)生的N形沖擊波傳到地面形成的爆炸聲。飛機(jī)以超聲飛行時(shí),在機(jī)頭和機(jī)尾形成的沖擊波的形狀如拉丁文N字,所以也稱N形波。
轟聲的壓力擾動(dòng)是一個(gè)快速壓縮,緩慢膨脹,然后緊接著另一個(gè)快速壓縮。兩個(gè)快速壓縮之間的膨脹時(shí)間約為0.05~0.3秒。轟聲的基頻決定于飛機(jī)的尺寸,大約為1~10Hz,并有豐富的諧頻,這些諧波的包絡(luò)以每倍頻程6dB的斜率下降,其能量集中于次聲頻。
當(dāng)N形波的波長(zhǎng)大于60m時(shí),人們的聽(tīng)覺(jué)可分辨出兩次快速壓縮時(shí)的聲響,反之只能聽(tīng)到一個(gè)響聲,由于轟聲的突然性,人們會(huì)受到震驚,對(duì)人們正常生活是一種干擾。
當(dāng)飛行速度達(dá)到超聲速,轟聲隨馬赫數(shù)緩慢增加。但隨高度迅速增加。在航線下形成一個(gè)范圍很廣的地面轟聲污染區(qū)。轟聲的實(shí)際強(qiáng)度和污染區(qū)的寬度決定于飛機(jī)飛行高度,飛機(jī)的大小,馬赫數(shù)和空氣動(dòng)力性設(shè)計(jì)。
(31)暴震性耳聾(Burst impairment of hearing)
亦稱聲創(chuàng)傷,又稱惡性耳聾。人們突然暴露在極其強(qiáng)烈的噪聲環(huán)境中,或者在一次或數(shù)次極強(qiáng)噪聲的暴露中造成人耳器官組織的損害。例如猛烈的爆炸聲會(huì)震破鼓膜,使聽(tīng)骨位移或折斷,超強(qiáng)度的噪聲到達(dá)內(nèi)耳會(huì)損壞柯氏螺旋器官。聲創(chuàng)傷總是要造成一定程度的永久性聽(tīng)力損失,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致全聾。
(32)火車噪聲(Train noise)
火車信號(hào)噪聲、機(jī)車噪聲和輪軌噪聲的總稱。其中信號(hào)噪聲隨汽笛所用的蒸氣壓力或風(fēng)笛所用壓縮空氣壓力的不同有很大差別。例如,距機(jī)車10m處,“建設(shè)型”和“解放型”蒸氣機(jī)車的汽笛噪聲分別高達(dá)132dB(A)和128dB(A),而它們的風(fēng)笛噪聲較之汽笛噪聲約低30~40dB(A)。
機(jī)車噪聲的高低與所用的動(dòng)力有密切關(guān)系,分電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車和蒸氣機(jī)車三種,其中以電力機(jī)車噪聲最低,司機(jī)室內(nèi)的噪聲級(jí)約為82~87dB(A),內(nèi)燃機(jī)車的噪聲相當(dāng)強(qiáng)烈,其司機(jī)室內(nèi)的噪聲級(jí)約為99~108dB(A),蒸氣機(jī)車司機(jī)室內(nèi)的噪聲通常約為100dB(A)。
輪軌噪聲的高低與行車速度、車廂數(shù)、車廂的輪軸數(shù)以及軌道的技術(shù)狀態(tài)有關(guān)。實(shí)測(cè)表明,當(dāng)運(yùn)行速度為60km/h時(shí),在距離軌道中線5m處的輪軌噪聲約為102dB(A),若速度加倍,噪聲級(jí)將增加6~10dB(A)。
高速客運(yùn)列車的噪聲甚為嚴(yán)重,在車速為210km/h時(shí),距軌道25米的噪聲級(jí)可高達(dá)100dB(A)。
(33)飛機(jī)噪聲(Aircraft noise)
飛機(jī)運(yùn)行時(shí)存在的各種噪聲的聲輻射的總稱。主要是推進(jìn)器系統(tǒng)噪聲和空氣動(dòng)力噪聲兩大類。推進(jìn)器系統(tǒng)噪聲包括推進(jìn)器噪聲、排氣噪聲、噴氣噪聲、風(fēng)扇噪聲和壓縮機(jī)噪聲??諝鈩?dòng)力噪聲除氣流流過(guò)機(jī)身引起的擾動(dòng)外,在高速飛行時(shí)的附面層壓力起伏也在機(jī)內(nèi)產(chǎn)生噪聲,超聲速飛行時(shí)發(fā)生的沖擊波還會(huì)在地面形成轟鳴聲等。
各種噪聲源的特性不同,推進(jìn)器噪聲是由于葉片在空氣中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的起伏壓力場(chǎng)和漩渦引起的,本質(zhì)上是一種無(wú)規(guī)則噪聲,但具有周期性成分。排氣噪聲通常比推進(jìn)器噪聲低得多,而噴氣噪聲則是目前人工產(chǎn)生連續(xù)噪聲最強(qiáng)的噪聲源??諝鈩?dòng)力噪聲是飛行狀態(tài)下頻率600Hz以上噪聲的主要聲源,但在起飛和著陸時(shí),當(dāng)飛機(jī)的速度低于巡航速度時(shí),空氣動(dòng)力噪聲比推進(jìn)器系統(tǒng)大約低10dB。
(34)船舶噪聲(Ship noise)
船舶本身及其周圍水中振動(dòng)源作用所產(chǎn)生的噪聲。船舶噪聲主要來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、螺旋槳、鍋爐、空調(diào)設(shè)備、貨物裝卸設(shè)備的振動(dòng)以及乘客和船員的活動(dòng)。船舶的振動(dòng)和噪聲不僅使乘客不舒服,使船員感到煩惱和疲勞,還會(huì)影響船上設(shè)備和儀表的正常工作,降低使用精度,縮短使用壽命。對(duì)于軍用船只,振動(dòng)和噪聲的危害就更加嚴(yán)重。軍艦、潛艇的振動(dòng)和噪聲能大大限制聲吶、雷達(dá)并導(dǎo)致它們向水中輻射的噪聲級(jí)增加,從而暴露目標(biāo)招致敵方的攻擊。
(35)社會(huì)等效噪聲級(jí)(CNEL)
是機(jī)場(chǎng)環(huán)境噪聲的一種評(píng)價(jià)參數(shù)。它定義為
LCNE=LA-35+10IgN
式中LCNE——社會(huì)等效噪聲級(jí);
LA——飛機(jī)飛過(guò)的平均峰值A(chǔ)聲級(jí);
H——天內(nèi)飛行的總次數(shù)。
上式假設(shè)航空運(yùn)輸量70%在白天飛行(12小時(shí)內(nèi)),23%在傍晚飛行(在3小時(shí)內(nèi)),7%在夜間飛行(在9小時(shí)內(nèi)),因此更一般表達(dá)式為
LCNE=LA+10Ig(Nd+3Ne+10Nn)-38.4
式中Nd、Ne、Nn分別為白天、傍晚和夜間飛機(jī)飛過(guò)的次數(shù)。
(36)交通噪聲指數(shù)(TNI)
是交通噪聲評(píng)價(jià)的參數(shù)之一。最初由英國(guó)建筑研究局(BRS)提出。它的定義為
TNI=4(L 10-L90)+L90-30dB(A)
這實(shí)際是是以噪聲的起伏變化(L 10-L90)為基礎(chǔ)并考慮到背景噪聲L90的評(píng)價(jià)方法。它反映了噪聲起伏幅度對(duì)人的干擾。噪聲起伏幅度越大,即(L 10-L90)越大,對(duì)人們的干擾也越大。同時(shí),也反映了交通噪聲對(duì)人的干擾同背景噪聲級(jí)L90有關(guān)。
(37)地下鐵道噪聲(Underground railway noise)
是地下列車運(yùn)行時(shí)發(fā)出的噪聲。其噪聲級(jí)的高低與行車速度、列車長(zhǎng)度、路基坡度等因素有密切的關(guān)系,其噪聲的峰值主要出現(xiàn)在250~2000Hz的頻率范圍內(nèi)。地下鐵道噪聲的降低可分別對(duì)輪軌、車廂采取降噪措施,并對(duì)信號(hào)噪聲加以限制,還應(yīng)對(duì)地鐵隧道內(nèi)的側(cè)墻和頂部進(jìn)行吸聲處理。采用25mm厚的穿孔石棉氈板作吸聲飾面,可使車廂(開(kāi)窗)內(nèi)的噪聲降低5dB。適當(dāng)加厚路床上的道碴層(如70mm以上),能減輕列車振動(dòng),降低列車噪聲。道碴材料應(yīng)選用碎石,而不宜選用彈性和吸聲能力遠(yuǎn)不如碎石的礫石或黃砂。
(38)聲吶Sound(Sound navigation and ranging)
利用聲波在水下的傳播性,通過(guò)電聲轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理,完成水下目標(biāo)探測(cè)和通信任務(wù)的設(shè)備。聲吶的工作頻率從幾百赫到幾百千赫,作用距離從幾鏈(1鏈185.2米)到幾百鏈及至數(shù)千公里。聲吶按工作方式分為主動(dòng)聲吶(回聲定位聲吶)和被動(dòng)聲吶(噪聲測(cè)向定測(cè)距聲吶);按用途分為測(cè)距聲吶、測(cè)向聲吶、識(shí)別聲吶、警戒聲吶、導(dǎo)航聲吶、探雷聲吶、偵察聲吶、水下通訊機(jī)、聲吶浮標(biāo)、魚(yú)雷制導(dǎo)裝置和魚(yú)探儀等;按裝備對(duì)象分為水面艦艇聲吶、潛艇聲吶、海岸固定聲吶、攜帶聲吶、機(jī)載聲吶等;按搜索方式分為多波束聲吶、三維聲吶、掃描聲吶、旁視聲吶等。
聲吶在軍事上視為艦艇的水下耳目,起著搜索、探測(cè)敵方艦艇和保證本艇航行的安全,用聲吶進(jìn)行探雷、測(cè)深、測(cè)冰、測(cè)速等以完成導(dǎo)航任務(wù)。對(duì)于潛艇聲吶更是不可缺少。聲吶在民用方面已廣泛應(yīng)用于船舶導(dǎo)航、海底底質(zhì)勘測(cè)、探魚(yú)、石油勘探和海洋學(xué)研究等。
(39)聲功率級(jí)(Acoustc power level)
聲源的聲功率W與基準(zhǔn)聲功率W 0的比值取常用對(duì)數(shù)后再乘以10。常用符號(hào)L W表示,單位是分貝,表達(dá)式為
L W=10Ig(W/W 0)(dB)
在聲學(xué)測(cè)量中目前采用W0=10-12W。
聲源聲功率W是指單位時(shí)間內(nèi)聲源輻射聲波能力的大小。例如,耳語(yǔ)的聲功率為10 -8(即0.000000001)W,其相應(yīng)的聲功率級(jí)為30dB;大型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的聲功率為10 8(即100000000)W,其相應(yīng)的聲功率級(jí)為200dB。使用聲功率級(jí)可以縮小聲功率的變化范圍,同時(shí)也符合人耳聽(tīng)覺(jué)對(duì)聲信號(hào)強(qiáng)烈弱刺激的反應(yīng)與刺激量(即聲功率)成對(duì)數(shù)比例的關(guān)系。
(40)聲反射(Acoustic reflection)
聲波波陣面由兩種介質(zhì)之間的分界表面返回的過(guò)程。當(dāng)聲波從一種介質(zhì)入射到聲學(xué)性質(zhì)不同的另一種介質(zhì)時(shí),在兩種介質(zhì)的分界表面上就會(huì)發(fā)生反射,使入射聲波的一部分能量返回第一種介質(zhì)。例如海水中的聲波在射到海面和海底時(shí)都會(huì)發(fā)生反射。在斜入射時(shí),反射角等于入射聲。在垂直入射時(shí),反射角和入射角均等于零。
(41)環(huán)境聲學(xué)(Environment acoustics)
是研究對(duì)人適宜的聲學(xué)環(huán)境的科學(xué)。主要包括噪聲的發(fā)生、測(cè)試、評(píng)價(jià)、危害和控制技術(shù)等問(wèn)題。目前城市環(huán)境噪聲的降低,采用行政管理措施是最重要的途徑,其中主要包括制定環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)噪聲標(biāo)準(zhǔn)和制定城市噪聲控制法規(guī),以及做好城市的合理規(guī)劃?,F(xiàn)在,環(huán)境聲學(xué)已不是單純研究噪聲的學(xué)術(shù)和技術(shù)問(wèn)題,而發(fā)展成為涉及許多領(lǐng)域的綜合性學(xué)科。
(42)生物聲學(xué)(Bioacoustics)
介于生物學(xué)與聲學(xué)之間的一門新興學(xué)科。主要研究的內(nèi)容是:(1)動(dòng)物在種群和群落生活中的聲交往、聲區(qū)別,動(dòng)物聲在種群間的隔離功能以及在種群和群落的形成、進(jìn)化過(guò)程中的作用;(2)生物介質(zhì)的聲學(xué)性質(zhì)和微觀生物聲學(xué),大量研究超聲在人體組織中的傳播速度、衰減、散