物理性污染控制习题答案解析第二章噪声部分

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物理性污染控制习题答案 第二章噪声污染及其控制

1. 什么是噪声？噪声对人的健康有什么危害？

答：从心理学出发，凡是人们不需要的声音，称为噪声。

噪声是声的一种；具有声波的一切特性；主要来源于固体、液体、气体的振动；产生噪声的物体或机械设备称为噪声源。

噪声的特点：局部性污染，不会造成区域或全球污染；噪声污染无残余污染物，不会积累。 噪声源停止运行后，污染即消失。声能再利用价值不大，回收尚未被重视 噪声对人的健康危害有：引起耳聋、诱发疾病、影响生活、影响工作。 2. 真空中能否传播声波？为什么？

答：声音不能在真空中传播，因为真空中不存在能够产生振动的弹性介质。

3.可听声的频率范围为20～20000Hz,试求出500 Hz、5000 Hz、10000 Hz的声波波长。 解：

??c, c=340m/s, f??340?0.68m1500 ??340?0.068m25000??340?0.0034m3100004. 声压增大为原来的两倍时，声压级提高多少分贝？ 解：

p2p'eL?20lg, L?20lge?20lgpppp00?L?L'?L?20lg2?6(dB)ppppe?20lg2p0

5.一声源放在刚性面上，若该声源向空间均匀辐射半球面波，计算该声源的指向性指数

和指向性因数。 解：

W2SSIQ???半=全=4?r2?2， DI=10lgQ?10lg2?3.01

WSI半2?rS全6.在一台机器半球辐射面上的5个测点，测得声压级如下表所示。计算第5测点的指向性指数和指向性因数。 1 2 3 4 5 测点 85 87 86 84 89 声压级/dB 专业知识 整理分享

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解：

0.1Lnpi1L?10lg(?10)?10lg1(108.5?108.7?108.6?108.4?108.9)?86.6(dB)pn5i?10.1Lp100.1L?0.1LIp2p2pp0.1(89?86.6)??0. ?????10?10?1.742I0.1Lpp10p20DI?10lgQ?10lg1.74?2.47.已知某声源均匀辐射球面波，在距声源4m处测得有效声压为2Pa，空气密度1.2kg/m3。。使计算测点处的声强、质点振动速度有效值和声功率。

22ppDVI??Dc,D?e2,W?IS,W?eS?puS?pcu2See0e?c?cS?t00解：

pueu?,u?Ae?ce20p22e2I???9.8?10?3(W/m2)?c1.2?34002pppeAA2u???????e????4.9?10?3m/s

e?c1.2?34022?c2?c000W?IS?9.8?10?3?4??42?1.97(W)u8.在半自由声场空间中离点声源2 m处测得声压的平均值为88 dB，（1）求其声功率级和声功率；（2）求距声源5m处的声压级。 解：

（1） 按球面波考虑

Lp?LI?LW?20lgr?11LW?Lp?20lgr?11?88?20lg2?11?105(dB)W?W0?100.1LW?10?12?100.1?105?10?1.5?0.032(W)

（2） Lp?LW?20lgr?11?105?20lg5?11?80(dB)

9.已知空气密度?=1.21kg/m3、空气声速c=340m/s。若两不相干波在声场某点的声压幅

0值分别为5Pa 和4Pa ，问在该点的总声压（有效声压）和平均声能密度是多少？ 解：

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p2?p2?p2?52?42?41(Pa)A12pp?A41?4.5(Pa) e22p22D?e?4.5?1.46?10?4(W/m3)?c21.2?3402010.在半自由声场中，一点声源辐射球面波。气温20℃、相对湿度20%。在距声源10m处，测得10000 Hz的声压级为100 dB，问100m处该频率的声压级为多少分贝？ 解：

rL?L?20lg2??r?r?100?20lg100?0.0062?100?10?p2p121r10 1 =100-20lg10-0.0062?90=79.4(dB)??11.某测点的背景噪声为65 dB，周围有三台机器，单独工作时，在测点处测得的声压分别为70 dB、76 dB、78 dB，试求这三台机器同时工作时，在测点的总声压级。 解:

LPa1?10lg(100.1Lp?100.1LpB)?10lg(100.1?70?100.1?65)?68.35(dB)LPa2?10lg(100.1Lp?100.1LpB)?10lg(100.1?76?100.1?65)?75.64(dB)LPa3?10lg(100.1Lp?100.1LpB)?10lg(100.1?78?100.1?65)?77.78(dB)LP?10lg(100.1?77.78?100.1?75.64?100.1?68.35)?80.16(dB)12.某点附近有2台机器，当机器都未工作时，该点的声压级为50 dB，若同时工作时，该点的声压级为60 dB，若其中1台工作时，则该点的声压级为55 dB，试求另1台机器单独工作时，该点的声压级为多少？ 解

LPa1?10lg(100.1Lp?100.1LpB)?10lg(100.1?55?100.1?50)?53.35(dB)LPa2?10lg(100.1Lp?100.1LpB)?10lg(100.1?60?100.1?53.35)?58.94(dB)

13.在某测点处噪声的倍频带声压级列于下表，计算该噪声的总声压级。 63 125 250 500 1000 2000 4000 中心频率/Hz 98 101 103 102 99 92 80 声压级dB 解 Lp?10lg?10i?1n0.1Lpi8000 60 ?10lg(109.8?1010.1?1010.3?1010.2?109.9?109.2?108.0?106.0)?108.1(dB)

14.某声压在指定测点处，测得治理前，后的声压级如表中所示。计算治理前后的总响度和响度下降的百分率。 500 1000 2000 4000 8000 中心频率/Hz 85 95 93 90 80 治理前声压级dB 75 85 85 80 75 治理后声压级dB 查图2-11响度指数 解

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倍频程F=0.3

治理前响度指数分别为 N1=18（sone），N2=50（sone），N3=55（sone），N4=50（sone），N5=30（sone） 治理后

N1=10（sone），N2=23（sone），N3=29（sone），N4=23（sone），N5=22（sone） 治理前总响度N前=Nmax?F(?Ni?Nmax)=55+0.3?(18+50+55+50+30-55)=99.4(sone) 治理后总响度N后=Nmax?F(?Ni?Nmax)=29+0.3?(10+23+29+23+22-29)=52.4(sone)

N-N响度下降百分率为 ?=前后?100%=99.4-52.4?100%?47%

N99.4前15.在空间某处测得环境噪声的倍频程声压级如下表，求其线性声压级和A计权声压级。 fe/Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 LP/dB 90 97 99 83 76 65 84 72 解

（1） Lp?10lg?10i?1n0.1Lpi?10lg(109?109.7?109.9?108.3?107.6?106.5?108.4?107.2)?101.6(dB)查图2-12

（2） A计权后各中心频率声压值dB(A)分别为:

90-26.2=63.8 97-16.1=80.9 99-8.6=90.4 83-3.2=79.8 76-0=76 65+1.2=66.2 84+1.0=85 72-1.1=70.9

Lp?10lg?10i?1n0.1Lpi?10lg(106.38?108.09?109.04?107.98?107.6?106.62?108.5?107.09)?92.3 dB(A)

16.在铁路旁某处测得：当货车经过时，在2.5min内的平均声压级为72dB；客车通过1.5min内的平均声压级为68dB；无车通过时环境噪声约为60 dB；该处白天12h内共有65列火车通过，其中货车45列、客车20列，计算该地点白天的等效连续声级。 解

货车72dB对应时间为2.5*45/60=1.875h 客车68dB对应时间为1.5*20/60=0.5h 其余时间为12-1.875-0.5=9.625h

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0.1L?1n?AiL?10lg??10?ti??10lg?11.875?100.1?72?0.5?100.1?68?9.625?100.1?60???eq?12??Ti?1????10lg?11.875?107.2?0.5?106.8?9.625?106.0??65.5(dB)???12?????

18.某噪声各倍频程频谱如下表所示，计算此噪声的响度级。 125 250 500 1000 2000 4000 频率/Hz 57 62 65 67 62 48 声压级dB 解 f/Hz 125 250 500 1000 2000 Lp/dB 57 62 65 67 62 3.8 5.5 7.4 6.6 响度指数1.96 （sone）

? 7.4+0.3??1.96+3.8+5.5+7.4+6.6+3.4+1.99-7.4?=14.38（sone）Nt=Nmax?F(?Ni?Nmax)8000 36 4000 48 3.4 8000 36 1.99 LN?40?10lg2N?40?33.22lgN?40?33.22lg14.38?78.47(phon)

19.甲在82 dB（A）的噪声下工作8h；乙在81 dB（A）的噪声下工作2h；在84 dB（A）的噪声下工作4h，在86dB（A）的噪声下工作2h，问谁受到的危害大？ 解

乙接受的等效声级为

L?10lg?12?108.1?4?108.4?2?108.6??84.1dB(A)

??eqA?8???甲为82db(A)，所以乙的危害大。

20.某工人在91 dB（A）下工作1h；在90dB（A）下工作3h；在86 dB（A）下工作2h，其余时间在78 dB（A）以下工作。计算等效连续A声级。

解

L?10lg?11?109.1?3?109?2?108.6?2?107.8??88.1dB(A)

??eqA?8???21.对某区域进行24h监测，测得A 声级如下表所示，计算该区域的昼夜等效声级。 昼夜 白天（06:00——22:00） 夜间（22:00——06:00） 3 6 2 5 2 2 4 时间/h 54 51 49 49 46 44 A 声级/ dB (A) 50 解 Ld?10lg?13?105.0?6?105.4?2?105.1?5?104.9??51.9dB(A)

???16??? 专业知识 整理分享

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Ln?10lg?12?104.9?2?104.6?4?104.4??46.3dB(A)

???8?????0.1L?10??0.1Ln??d?8?10L?10lg?1?16?10?24???dn?? ?????? =10lg?116?105.19?8?105.63??53.9?54dB(A)???24?????22.穿孔板厚4mm，孔径8mm，穿孔按正方形排列，孔距20mm，穿孔板后留有100mm

厚的空气层，试求穿孔率和共振频率。 解

2?82?d??0.126 (1). p?4B??420??(2). f?c02?p?chl2?Rp0.126?340?596(Hz) h?l?0.8d?2?0.1??4?0.8?8?/100023.有一个房间大小为25m×10m×5m,500 Hz时地面吸声系数为0.02，墙面吸声系数为0.04，平顶吸声系数为0. 25，求平均吸声系数和总的吸声量。 解

n?S?ii25?10?0.02?25?10?0.25?2??25?5?10?5??0.04i?1(1). ????81.5?0.096 n850?25?10?25?5?10?5??2?Sii?1(2). A??Ai???iSi?25?10?0.02?25?10?0.25?2??25?5?10?5??0.04?81.5(m2)

i?1i?1nn24.某混响室容积为95m3，各壁面均为混凝土，总面积为128m2，计算对于250 Hz声音的混响时间。设空气温度为20℃，相对湿度为30%。 解：见表2-5?=0.0014，每一m的衰减系数

12895?42.67，平均高度?2.23，传播衰减距离2.23?4?8.92 平均面积342.670.161?95T?0.161V??9.56(s)

60128?0.0014?8.92S?25.某房间尺寸为6m×7m×3m,墙壁、天花板和地板在1 kHz时的吸声系数分别为0.06、0.07和0.07。若安装一个在1 kHz倍频带内，吸声系数为0.8的吸声贴面花板，求该频带在吸声处理前后的混响时间及处理后的吸声减速噪量。 解：

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n?S?ii?6?3+7?3??2?0.06+6?7?0.07+6?7?0.07i?1?前???10.56?0.065 n1622??6?7+6?3+7?3??Sii?1n?S?ii?6?3+7?3??2?0.06+6?7?0.07+6?7?0.8i?1?前???41.22?0.254 n1622??6?7+6?3+7?3??Sii?10.161?6?7?3T?0.161V??20.286=1.93(s)

60前2??6?7+6?3+7?3??0.065162?0.065S?前0.161?6?7?3T?0.161V??20.286=0.493(s) 60后2??6?7+6?3+7?3??0.254162?0.254S?后?L?10lg后=10lg0.254?5.9(dB) p0.065?前?26.计算下列单层均质构件的平均隔声量与临界吻合频率：（1）240mm厚的砖；（2）6mm厚的玻璃。 解：查表2-4

(1). 砖

m??h?1.8?103?240?10?3?432(kg/m2)R?16lgm?8?16?lg432?8?50.2(dB)2f?0.551ccl(2). 玻璃

23?0.551?340?1.8?10?71.9(Hz)E0.242.45?1010?m??h?2.4?103?6?10?3?14.4(kg/m2)R?13.5lgm?14?13.5?lg14.4?14?29.6(dB)2f?0.551ccl23?0.551?340?3?2.4?10?1784(Hz)E6?108.5?1010

?27.隔声间有一面积为25m2的墙与噪声源相隔，该墙投射系数为10-5，在该墙上开一面积为2.5m2的门，其投射系数为10-3，另还开一面积为4m2的门，其投射系数为10-3，求该组合墙的平均隔声量。

解

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223S?S?S25123

1R?10lg1?10lg?35.73(dB)?4?2.674?10 1. 解

方法一：墙和窗的隔声量分别为45dB和22dB，则它们的透射系数分别为10-4.5和10-2.2

??11?S??S??S?5?10?3?2.5?425?2.5?4?10?????2.674?10?43?10?4.5?3?10?2.2?144?1.6?10?3??1122?S?S1 121R?10lg1?10lg?28(dB)?3?1.6?10?S??S方法二：查图法

SR-R?45?22?23dB, 窗=1/3 墙窗S墙查表得：?R?17 则 R?45?17?282. 解

2=100?0.02=2.04(m2)R?r21-?1-0.022

S??1NR?R?10lg??W??40?10lg1?20?30(dB)?4R?42.04r2??吸声处理后房间常数为

S???2=100?0.4=66.7(m2)1-0.41-?2

S??'1NR?R?10lg??W??40?10lg1?20?42.6(dB)'?4Rr2?466.7??3. 解

圆形：?r2?2000,r?25.24cm,P?2?r?158.5cm,P?158.5?0.08

S2000正方形：a2?2000,a?44.72cm,P?4a,?178.9cm,P?178.9?0.089

S20001：5矩形：5b2?2000,b?20cm,P?2?6a?240cm,P?240?0.12

S2000R?'r2S??? 专业知识 整理分享

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2：3矩形：6b2?2000,b?18.3cm,P?(2a?3a)?183cm,P?183?0.092

S2000因此消声量以1：5矩形最大，以圆形最小，相差为 L??PL矩=0S?0.12?1.5倍 L'0.08圆??PL0S'4. 解

SL?20lgm?6?15,m?11.2,2?11.2RS1

?r2r222?2?11.2,r2?11.2r2?11.2?150?63000212?r2r211??????则r2?251(mm),R2?251?2?502(mm),

??2n?1?C,125??2n?1?340,500l??2n?1??340,l?0.68?2n?1? max4l4lN取值可为0，L为0.68m。复合上下限频率如下：

c340上限截止频率：f上=1.22?1.22??555Hz

D0.502下限截止频率： fcf下=2?S1?r12340340??0.152???4Hz 22Vl11.414?3.14?r2?l?l11.414?3.14??0.251?0.68?35. 解

(1). 流通面积S??d2???0.12?0.00785?m?2

414LR?10lg?1?2K2??12,K?2.7

(2). V?CKS?340?2.7?0.00785?0.036?m?3

?f??63r?2?frG???c?2?22??63?0.036?0.049?m? ?V??340???(3). 设计同轴圆筒形共振腔，其内径为100mm，外径为400mm，共振腔长为

4V4?0.036l???0.306(m) 2222?d?d3.14?0.4?0.121????G?0,n?G?l?0.8d?,取L=2mm厚钢板，则开孔数为 l?0.8dS0nS 专业知识 整理分享

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0.049?2?10?3?0.8?0.5?10?2n???5?10?34(4). 验算

f?Cr2???2??15（孔）

G?3400.049?63.2Hz V2?0.036f?1.22c?1.22?340?1037Hz

上d0.4即所需消声范围内不会出现高频失效问题，共振频率波长为

??c?340?5.4m,?r/3?5.4/3?1.8m

rfr63所设计的共振腔消声器的最大几何尺寸小于共振波长的1/3，符合要求。

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