第七章.吸声和市内声扬.docVIP

第七章 吸声和室内声场 教学目的C：理解C：理解C：理解：教学重点教学难点1、2、教学用具 教学方法 讲授法、讨论法 课时安排 课时 教学过程 纤维类：超细玻璃纤维棉(上海平板玻璃,φd=4μ,容重20~25kg/m3为准)、矿渣棉、化纤棉(湘星集团,φd=8μ)、金属纤维棉； 泡沫类：聚氨脂泡沫塑料（山东蓬莱聚氨脂泡沫塑料厂,粘贴方便，可适合各种结构形状）;泡沫陶瓷（宜兴）;泡状金属（泡沫铝）； 颗粒类：烧结粉末金属（四院）; 膨胀珍珠岩; 88型耐高温吸声砖（四院）。 吸声系数α：表征吸声体吸声性能好坏通常用吸声系数α，定义为： ——声强反射系数 Zs——材料声阻抗率即材料表面上声压对该点质点速度之比。 Zs===ρ2c2（平面或球面声波时） ρ1c1——为空气介质特性阻抗。 故可由Zs求出α0，亦可由α0求出Zs。由此还可见，越接近于空气声阻抗率，则吸声系数越大。 关于α的几点讨论： ① ∵α=0 全反射，材料不吸声 α=1 无反射，材料全吸声 ∴0≤α≤1 （范围） ② α随频率而变化 通常用125、250、500、1K、2K、4K等六个倍频程中心频率上的吸声系数的算术平均值作为平均吸声系数α。 α≥0.2的材料方可称为吸声材料。硬质水泥面、光滑钢板，其α仅为0.01～0.03，不能算吸声材料。 ③ α与声波入射角有关： α0——垂直入射吸声系数，用驻波管法测定的吸声系数（与实际工况尚有较大出入，但可表征材料本身的性能）。 驻波管法简介： 在一根内壁光滑截面厚度均匀的长厚管的一端盖头内装待测吸声材料，另一端装扬声器，扬声器向前发声，形成驻波场，用一根细的内壁光滑的空心金属探管探测，探管一端接在传声器上，另一端穿过扬声器可来回滑动，探测相对位置与声场变化关系，由驻波振幅的最大值与最小值及其与入射声波、反射声波的振幅关系，求得声强反射系数，从而求得吸声系数α0，并可根据驻波振幅的极小值位置求出相位差θ，从而求得材料的声阻抗率。具体详见p68。 αT——无规入射吸声系数，用混响室法测定的吸声系数（与实际工况较接近，但测试较复杂，对仪器设备要求较高）。 混响室法简介： 将被测吸声材料放置在混响室地面当中或是挂起来，用白噪声发声器经功率放大器策动混响室内扬声器发出噪声，数秒钟后室内声场稳定，使声源突然停止发声，用传声器连同前置放大器通过长电缆连放大器，经滤波器至电平记录仪，记录下各频带声压级随时间的衰变曲线得T60即衰减60dB所需时间（混响时间），由放与不放置吸声材料的不同T60值计算出αT（被测吸声材料的）。具体详见P155。 通常αTα0，且αT省略写为α，一般无特别指明均为αT值。 αT与α0的粗略换算关系为： 低频（500Hz）：αT=2α0 ； 中频（500～1000Ｈz）：αT=1.35～1.25α0 ； 高频（1000～8000Ｈz）：αT=α0 。 ④各表面材料不同的室内吸声系数的表征 由于室内各表面材料不同，则各部分的吸声系数不同，设各表面面积为S1，S2，…，Sn，相应的吸声系数为α1，α2，…，αn 则 显然，αs视αi取法不同而不同，αi为某频带的值则αs也为某频带的值。 ⑤αT与T60的关系 S——室内表面积/m2, V——室内体积/m3 m——空气衰减常数，与温湿度有关且随f升高而增大。 （f2000Hz时m可忽略），其值是P140。 ⑥与的关系 前已述及（条件：两无限大的均匀连续媒质界右） ⑦斜向入射吸声系数 入射角θ时： (α0仅作理论分析用) 在扩散声场中，各种入射角的声波是等概率的，故 二、多孔吸声材料的吸声机理及影响因素 1、吸声机理 吸声材料表面声阻抗率越接近空气介质特性阻抗ρc则界面反射越小，声波能量直接进入吸声材料内越多，再给： a.在材料孔隙内多次反射，引起小孔或间隙中的空气运动，同形成孔壁的固体筋络发生摩擦。 b.粘滞性摩擦，声能被转换为热能，使微观局部温升。 c.热传导效应则及时把上升的热量传走，为粘滞性进一步变声能为热能创造条件。 显然，要使声波引起的空气振动直接传到材料内部的空气里，则应有足量的微小孔隙且是连通的，筋络多且刚性好，非连通的多孔材料为柔性材料，吸声性能较差。 2、影响多孔材料吸声性能的主要因素指标 （1）内部因素 ①流阻Rf 是表征多孔材料对空气粘滞性能影响大小的重要参数。 定义为：在稳定的气流条件下： 为便于比较，常采用单位厚度流阻R1，，亦称此流阻通常1cm厚材料的比流阻在10～105Pa﹒s/m范围内。 理论与实践表明，当多孔材料厚度足够大时，此流阻越小，吸声系数越大。 对每一种厚度的多孔材料，均有一定的合适的流阻，过大过小均不能很好吸声，一个合适的