物理污染控制习题.docx
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物理污染控制习题
物理污染控制—环境声学部分习题
第二章声波的基本性质及其传播规律
习题
4试问在夏天40℃时空气中的声速比冬天0℃时快多少在这两种温度情况下1000Hz声波的波长分别是多少
解：
依据公式：
c=+和公式λ=c/f
0℃时c=,λ=1000=0.33145m
40℃时c=+×40=,λ=0.35585m
故夏天40℃时空气中的声速比冬天0℃时快24.4m/s,波长分别是0.35585m和0.33145m
6在空气中离点声源2m距离处测得声压p=，求此处的声强I、质点振速U、声能密度D和声源的声功率W各是多少
解：
依据公式：
I=pe2/ρ0c=×10-4（W/m2）
D=pe2/ρ0c2=×10-6（J/m3）
W=I×S=I×4piR2=×10-2W
U=Pe/ρ0c=415（PaS/m）=×10-3m/s
10.噪声的声压分别为、、、×10-5Pa，问它们的声压级各为多少分贝
解：
依公式Lp=20lg（p/p0）
P0=2×10-5Pa,分贝值分别为,,,
11.三个声音各自在空间某点的声压级为70dB、75dB和65dB，求该点的总声压级。
解：
由分贝相加曲线有：
65分贝+70分贝=70+=
+75分贝=75+=分贝,故该点的总声压级为。
12.在车间内测量某机器的噪声,在机器运转时测得声压级为87dB，该机器停止运转时的背景噪声为79dB，求被测机器的噪声级。
解：
由分贝相减曲线有,87分贝-79分贝==分贝,被测机器噪声级为分贝
习题13
频率为500Hz的声波,在空气中、水中和钢中的波长分别为多少
（已知空气中的声速是340m/s;水中是1483m/s,钢中是6100m/s）
解：
由公式
则
在空气中，λ=340/500=
在水中，λ=1483/500=
在钢中，λ=6100/500=
第三章噪声的评价和标准习题
1.某噪声各倍频谱如下表所示,请根据计算响度的斯蒂文斯法,计算此噪声的响度级.
频率/Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
声压级/dB
60
57
62
65
67
62
48
36
解:
查表得对应的响度指数如下表:
频率/Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
声压级/dB
60
57
62
65
67
62
48
36
响度指数/sone
4
6
3
2
S≈14sone,
LN=40+10log2N≈80
2.某发电机房工人一个工作日暴露于A声级92dB噪声中4小时,98dB噪声中24分钟,其余时间均在噪声为75dB的环境中.试求该工人一个工作日所受噪声的等效连续A声级.
解:
方法1,依公式
各段中心声级和暴露时间,min
n（段号数）
1
2
3
4
5
6
7
8
中心声级Li/dB
80
85
90
95
100
105
110
115
暴露时间Tn/min
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
n为中心声级的段号数,Tn为第n段中心声级在一个工作日内所累积的暴露时间,min;
92dB噪声所对应的段号数为3,98dB噪声所对应段号为5,75dB的噪声可以不予考虑.故Leq=80+10×lg（（10（3-1）/2×240+10（5-1）/2×24）/480）=90dB
方法2,依公式
Leq=10lg{（4×60×+24×+216×/480}=75+10lg{（240×+24×+216×）/480}=75+=
3.为考核某车间内8小时的等效A声级.8小时中按等时间间隔测量车间内噪声的A计权声级,共测得96个数据.经统计,A声级在85dB段（包括83-87dB）的共12次,在90dB段（包括88-92dB）的共12次,在95dB段（包括93-97dB）的共48次,在100dB段（包括98-102dB）的共24次.试求该车间的等效连续A声级.
解:
依公式
Leq=10lg（12÷96×+12÷96×+48÷96×+24÷96×=85+=
4.某一工作人员环境于噪声93dB计3小时,90dB计4小时,85dB计1小时,试求其噪声暴露率,是否符合现有工厂企业噪声卫生标准
解:
依公式,暴露Li声级的时数为Ci,Li允许暴露时数为Ti.
《工业企业噪声控制设计规范》车间内部容许噪声级（A计权声级）
每个工作日噪声暴露时间/h
8
4
2
1
1/2
1/4
1/8
1/16
允许噪声级/dB
90
93
96
99
102
105
108
111
最高噪声级/dB
≦115
D=3/4+4/8=>1
答:
其噪声暴露率为,不符合现有工厂企业噪声卫生标准.
5.交通噪声引起人们的烦恼,决定于噪声的哪些因素
答:
噪声污染级公式可以看出交通噪声引起人们的烦恼是哪些因素所决定的
σ是规定时间内噪声瞬时声级的标准偏差;第一项反映的是干扰噪声的能量,第二项取决于噪声事件的持续时间,起伏大的噪声Kσ也大,也更引起人的烦恼。
6.某教室环境,如教师用正常声音讲课,要使离讲台6米距离能听清楚,则环境噪声不能高于多少分贝
答：
由图3-8清晰度受干扰程度，要达到正常发声满意对话（AI=95%）,距离为6米,背景噪声不能高于54dB。
7.甲地区白天的等效A声级为64dB,夜间为45dB;乙地区的白天等效A声级为60dB,夜间为50dB,请问哪一地区的环境对人们的影响更大
解：
由公式
可知甲地区昼夜等效声级为Ldn=10lg×+×=55+=
乙地区昼夜等效声级为Ldn=10lg×+×=60dB
故甲地区的环境对人们的影响更大.
8.某噪声的倍频程声压级如下表所示,试求该噪声的A计权声级及其NR数.
频率/Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
声压级/dB
60
70
80
82
80
83
78
76
解:
由表1-9（P20）计权响应与频率的关系（按1/3倍频程中心频率）
频率/Hz
A计权修正/dB
频率/Hz
A计权修正/dB
20
630
25
800
1000
0
40
1250
+
50
1600
+
63
2000
+
80
2500
+
100
3150
+
125
4000
+
160
5000
+
200
6300
250
8000
315
10000
400
12500
500
16000
再由表1-13（P25）噪声评价数（NR）曲线得
频率/Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
声压级/dB
60
70
80
82
80
83
78
76
A计权修正值
0
+
+
修正后频带声级/dB
80
79
各声级叠加
略
略
略
略
NRi
32
55
75
80
80
85
80
80
NRm+1
86
总的A计权声级/dB
习题课习题
1.在坚实的地面上,有一个功率为的声源,试回答下列两个问题:
（1）离声源10米处的声强大约是,
Am2
Bm2
Cm2
Dm2
（2）离声源10米处的声压级大约是,
A110dB
B100dB
C90dB
D80dB
解:
依公式
I=W/S=（2×pi×r2）=628≈m2
Lp=LI=10lg（I/I0）=10lg（10-3/10-12）=90dB
2.有一个L1=80dB,L2=70dB的声音,其dB的和,dB的平均值,dB的差大约是多少从下列A～E组答案中选取正确者.
dB的和
dB的平均
dB的差
A.
150
B.
150
C.
D.
E.
解:
依公式
L1+2=L1+α=80+=
L1-2=L1+β==
3.某操作工人,一个工作日内噪声暴露的情况如下:
8h内去机房检查3次,每次8分钟,声级为110dB（A）,其余时间均在控制室内,声级为70dB（A）.计算这样的噪声环境是否超过现有的车间噪声允许标准
解:
依公式,
n为段号数,110dB对应为7
故Leq=80+10lg{（103×8×3）/480）}=97>90dB
4.在图示位置上,测定某工厂的排气管发出的噪声为69dB,不考虑地面的反射条件
（1）声源在声功率级是多少设背景噪声为65dB.
（2）在同位置上,在夜间背景噪声降低到50dB时,声功率级是多少
第4题图示
解:
（1）排气口除去背景噪声后噪声应为:
69-65=4,查出β=-2,所以Lp=69+（-2）=67dB.
由全空间公式Lp=Lw-20lgr-11,由图可知,r=10m.故Lw=67+20+11=98dB.
（2）夜间背景噪声降为50分贝时,修正值为0,夜间在此测点仍为67分贝,而声功率级仍为98分贝.
5.某环保工程公司对离心风机管道作包扎处理,隔声前设倍频程声压级测定结果如下,试求
（1）A声级降低多少分贝
（2）响度级降低多少方（3）噪声响度降低百分数.
中心频率f0/Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
包扎前L1/dB
77
88
81
77
75
91
97
102
97
响度指数S1/sone
5
12
10
9
10
35
70
120
80
包扎后L2/dB
76
73
78
70
65
79
75
78
74
响度指数S2/sone
4
5
8
6
5
15
14
20
15
解:
由表查出A声级修正值.如下
中心频率f0/Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
包扎前L1/dB
77
88
81
77
75
91
97
102
97
响度指数S1/sone
5
12
10
9
10
35
70
120
80
A修正值
-39
-26
-16
-9
-3
0
+1
+1
-1
修正后dB
38
62
65
68
72
91
98
103
96
叠加后A声级LA1
105dB
包扎后L2/dB
76
73
78
70
65
79
75
78
74
响度指数S2/sone
4
5
8
6
5
15
14
20
15
修正后dB
37
47
62
61
62
79
76
79
73
叠加后A声级LA2
包扎前总响度:
S1=120+×161=sone,
包扎后总响:
S2=20+×72=
响度降低:
（S1-S2）/S1==75%,78%
P1=40+=114phon,116phon
P2=40+=94phon
响度级降低P=P1-P2=114-94=20phon,22phon
A声级降低:
⊿L=LA1-LA2=105-=
第七章吸声和室内声场
2.在3mm厚的金属板上钻直径为5mm的孔,板后空腔深20cm,今欲吸收频率为200Hz的噪声,试求三角形排列的孔间距.
3.穿孔板厚4mm,孔径8mm,穿也按正方形排列,孔距20mm,穿孔后留有10cm厚的空气层,试求穿孔率和共振频率.
6.某观众厅体积为2×104立方米,室内总表面积为×103平方米,已知500Hz平均吸声系数为,演员声功率为340μW,在舞台处发声,求距声源39m处（观众席最后一排座位）的声压级.
7.某房间大小为6×7×3m3墙壁、天花板和地板在1KHz的吸声系数分别为、、,若在天花板上安装一种1KHz吸声系数为的吸声贴面天花板,求该频带在吸声处理前后的混响时间及处理后的吸声降噪量.
2解:
由公式
圆孔等边三角形排列时,，
P=
代入上式有：
因为d=.故求得B=
3解：
由1公式和圆孔正方形排列时，公式有：
P=×82/（4×202）=%
f0=340/（2××sqrt（+×）））
=595Hz
6解：
由公式
Q=2
Lw=10lg（340×10-6/10-12）=
求得R=6270×=
Lp=解：
由公式
or
4mV在房间小时可忽略
吸声处理前
=（2×（6+7）×3×+6×7×+6×7×/（2×（6+7）×3+2×6×7）=
T60=×7×6×3）/-162×ln=秒
吸声处理后
=（2×（6+7）×3×+6×7×+6×7×/（2×（6+7）×3+2×6×7）
=
T60=×7×6×3）/-162×ln=秒
吸声降噪量为:
由公式
故代入得:
吸声降噪量为
8.某车间几何尺寸为25×10×4m3,室内中央有一无指向性声源,测得1000Hz时室内混响时间为2S,距声源10m的接收点处该频率的声压级为87dB,现拟采用吸声处理,使该噪声降为81dB,试问该车间1000Hz的混响时间应降为多少并计算室内应达到的平均吸声系数.
9.有一个房间大小为4×5×3m3,500Hz时地面吸声系数为,墙面吸声系数为,平顶吸声系数为,求总吸声量和平均吸声系数.
10.某车间地面中心处有一声源,已知500Hz的声功率为90dB,该频率房间常数为50m2,求距声源10m处之声压级.
8解:
由公式
得方程
87-81=10lg（2/T2）=>T2=
又由公式
得方程
=[×（25×10×4）]/[25×10×2+（25+10）×2×4]×
=>
=
9解:
总吸声量为
A=×4×5+×4×5+×（4+5）×2×3=
平均吸声系数
=A/S总=（4×5×2+（4+5）×2×3）=
10解:
由公式
Lp=90+10×lg[2/（4××102）+4/50]
==
11.某车间内,设备噪声的特性在500Hz附近出现一峰值,现使用4mm厚的三夹板做穿孔板共振吸声结构,空腔厚度允许有10cm,试设计结构的其它参数（穿孔按三角形排列）。
12某混响室容积为,各壁面均为混凝士，总面积为,试计算对于250Hz声音的混响时间。
（设空气温度为20℃，相对湿度为50%）
11解：
由公式
讨论1）设计三夹板面穿孔孔径为5mm，空腔厚度为10cm时,穿孔率P
为%
与按三角形排列时公式
得B=
2）设计三夹板面穿孔孔径为10mm，空腔厚度为10cm时,穿孔率P
为%
与按三角形排列时公式得B=
12解:
由公式
或公式
混凝士在250Hz的吸声系数为
T=秒
或T=秒
P145习题
第8章隔声技术
1．试计算以下构件的平均隔声量与临界吻合频率：
（1）20cm厚的混凝土墙；
（2）1mm厚的钢板。
（已知：
20cm厚的混凝土墙m=160Kg/m2;1mm厚的钢板m=m2）
（吻合频率：
玻璃fc=12240/t
钢板fc=12650/t
铝板fc=12810/t
钢筋砖fc=20190/t
胶合板fc=21950/t
砖fc=22480/t
加气砖fc=41260/t
t为厚度，单位：
mm）
解：
由公式
（1）20cm厚的混凝土墙的平均隔声量为
×lg160+14=
临界吻合频率为
20190/200=100Hz
（2）1mm厚的钢板的平均隔声量为
×+14=
临界吻合频率为
12560/1=12560Hz
2.某一隔声墙面积12m2,其中门、窗所占的面积分别为2m2，3m2。
设墙、门、窗的隔声量分别为50、20和15dB，求该隔声墙的平均隔声量。
解：
由公式
故
平均隔声量为10lg[12/（7××50+2××20+3××15）]=
3.某隔声间有一面积为20m2的墙与噪声源相隔，该墙透射系数为10-5，在该墙上开一个面积为2m2的门，其透射系数为10-3，并开一面积为3m2的窗，透射系数也为10-3，求该组合墙的平均隔声量。
解：
由公式
墙的隔声量为50dB,门的隔声量为30dB,窗的隔声量为30dB.再由上题公式计算，则
组合墙的平均隔声量为
10lg[20/（15××50+2××30+3××30）]=
4．为隔离强噪声源，某车间用一道隔墙将车间分成两部分，墙上装一3mm厚的普通玻璃窗，面积占墙体的1/4，设墙体的隔声量为45dB，玻璃窗的隔声量为22dB，求该组合墙的隔声量。
解：
由公式
设组合墙的总面积为S
则组合墙的隔声量为
10lg[S/（3/4×S××45+1/4×S××22）]=28dB
第6题
某尺寸为××的隔声罩,在2KHz倍频程的插入损失为30dB,罩顶\底部和壁面的吸声系数分别为,和,试求罩壳的平均隔声量.
解:
依据公式
已知:
TL0=dB;TL理=30
=[××+××++×2××]/[××2++×2×]
=
代入公式有
TL理=TL0+=>TL0=33dB
第九章消声器
1.一单管式消声器,有效通道为Φ200mm，用超细玻璃棉制成吸声衬里，其吸声系数如下表所列，消声器长度为1m,求其消声量。
fc/Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
αN
φ（α）
消声系数
LAi
6
8
20
20
22
22
24
24
16
解:
依据吸声系数查得消声系数，再由公式
可算得各倍频程消声系数（第4列）。
又依据高频失效频率公式:
算得f上=3145Hz
当频率高于失效频率时，又由公式：
8KHz时，R’=2/3R=16dB
2.一长为1米外形直径为380毫米的直管式阻性消声器，内壁吸声层采用厚为100毫米，容重为20Kg/m3的超细玻璃棉。
试确定频率大于250Hz的消声量。
解：
由课本表7-2查得厚为100毫米，容重为20Kg/m3的超细玻璃棉250-4000Hz倍频程上的消声系数如下表,又查表9-2得第3行:
fc/Hz
125
250
500
1000
2000
4000
αN
φ（α）
消声系数
1
LAi
或
fc/Hz
125
250
500
1000
2000
4000
αN
φ（α）
消声系数
LAi
20
消声器有效通道直径D为:
380-2×100=180mm=
由公式
可算得第4行.又由公式
f上=3494Hz
3.设计同一种吸声材料衬贴的消声管道，管道截面积2000cm2，当截面形状分别为圆形、正方形和1：
5及2：
3两种矩形时，试问哪种截面形状的声音衰减最大哪种最小两者相差多少
①
1．圆形：
D=
P=πD=,S=
2.正方形:
设边长为a,则a2=,a=周长P=4a,P=,
代入公式①，
:
5矩形:
设矩形宽为a,则长为5a,5a2=,a=,周长P=2×（a+5a）=12a=
代入公式①，
4.2:
3矩形:
设矩形宽为2a,则长为3a,6a2=,a=,周长P=2×（2a+3a）=10a=
代入公式①，
:
5矩形声音衰弱量最大,园形最小,两者相差:
3.某风机的风量为2100m3/h，进气口直径为200mm。
风机开动时测得其噪声频谱，从63～8000Hz中心频率声压级依次为105，102，101，93，94，85，84dB。
试设计阻性消声器消除进气噪声，使之满足NR85标准的的要求。
解:
序号
项目
1
fc/Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
2
进气口噪声dB
105
102
101
93
94
85
84
3
降噪要求（NR85）
103
96
91
88
85
83
81
4
消声器应有消声量dB
2
6
10
5
9
2
3
5
消声器周长与截面比
20
20
20
20
20
20
20
6
材料吸声系数α0
7
φ（α0）
消声系数
8
消声器所需长度/m
或
序号
项目
1
fc/Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
2
进气口噪声dB
105
102
101
93
94
85
84
3
降噪要求（NR85）
102
96
90
87
85
83
81
4
消声器应有消声量dB
3
6
11
6
9
2
3
5
消声器周长与截面比
20
20
20
20
20
20
20
6
材料吸声系数α0
7
φ（α0）
消声系数
8
消声器所需长度/m
（1）据在进气口测得的噪声频谱（第2行）和NR85的降噪要求（第3行）,可确定所需的是消声量（第4行）;
（2）根据风机的风量和管径,可选定直管阻性消声器形式,消声器气流通道的截面周长与截面积之比,表中第5行;
（3）根据使用环境和噪声频谱,吸声材料选用密度为25Kg/m3的超细玻璃丝棉,厚度取150毫米。
根据气流速度，吸声层护面采用一层玻璃布加一层穿孔板，板厚2mm，孔径6mm，孔间距11mm，这种吸声结构的吸声
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