3、聲波的衰減
聲源發(fā)出的噪聲在媒質中傳播時發(fā)生反射、折射和衍射等現(xiàn)象,其聲壓或聲強將隨著傳播距離的增加而逐漸衰減。這些衰減通常包括聲能隨距離的發(fā)散傳播引起的衰減 、空氣吸收引起的衰減 、地面吸收引起的衰減 、屏障引起的衰減 和氣象條件引起的衰減 等,總衰減量 可表示為:
(1)擴散引起的衰減
聲源輻射噪聲時,聲波向四面八方傳播,波陣面隨距離增加而增大,這種由于擴散、聲強隨傳播距離增加而衰減的現(xiàn)象稱擴散衰減。
①點聲源:點聲源在各向同性的均勻介質中傳播時,聲波的形式是以聲源為中心的球面波,在同一半徑的球面上各點聲波的相位相同。這種無指向性的聲波,聲強和聲功率之間存在如下關系: 位于剛性地面上的聲源產(chǎn)生的聲波,因只能向一半的空間輻射,其接收點的聲強可如下式計算:
常溫時球面聲波擴散衰減的表達式為: 為接收點的聲壓級; 為聲源的聲功率級; 為接收點到中心的距離; 為修正系數(shù),自由空間 ,半自由空間 。
距聲源中心半徑分別為 和 的兩點間的擴散衰減用聲壓級差表示為: 如果聲源具有指向性,則聲波的擴散衰減可表示為: ②線聲源:若每單位長線狀聲源的聲功率為 ,在距離聲源為 點上的聲壓 與聲功率的關系為: ,用聲壓級表示為: ,若聲源無指向性,則 ,距離聲源分別為 和 的兩點間的聲壓級差,或者說擴散衰減量為: ③面聲源:矩形面聲源的情況較為常見,但其計算較復雜。
(2)空氣吸收引起的衰減
聲波傳播時空氣吸收衰減產(chǎn)生的原因是,聲波在空氣中傳播時,空氣中相鄰質點的運動速度不同會產(chǎn)生黏滯力,將使聲能轉變?yōu)闊崮芟牡?。聲波傳播時,空氣介質發(fā)生壓縮和膨脹的周期變化,相應的發(fā)生溫度的升高和降低,溫度梯度的出現(xiàn),將導致熱傳導方式的熱交換,從而使聲能轉化為熱能??諝庵兄饕姆肿邮请p原子的氧分子和氮分子,一定狀態(tài)下空氣分子轉動或振動時存在固有頻率。無聲時介質分子微觀運動處于一種動態(tài)平衡狀態(tài),當有聲擾動且聲波頻率接近分子微觀運動的頻率時,使能量轉化平衡被打破,建立新的平衡需要一定的時間,此種由原來平衡到建立新的平衡的過程為“熱馳豫過程”,將使聲能耗散而使聲強衰減。上述原因使得聲波在空氣中傳播時出現(xiàn)衰減,即空氣吸收衰減,衰減與空氣溫度、濕度和聲波頻率有關。
因空氣吸收而引起的聲強隨距離的指數(shù)衰減關系為: (3)其他原因引起的衰減
①雪、雨、霧的影響
②溫度梯度的影響
③風場的影響
④地面效應的影響
編輯推薦:
環(huán)保工程師基礎考試教材輔導丨 歷年真題及答案解析
(責任編輯:)
近期直播
免費章節(jié)課
課程推薦
勘察設計工程師
[智學班]
3大模塊 準題庫自主資料 校方服務
勘察設計工程師
[輕學班]
2大模塊 準題庫自主資料 校方服務