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隔音窗選用的鋁合金型材采用的優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度工業(yè)用鋁型材,不同于普通鋁合金型材,專門用于嵌入特制的隔音玻璃,一般隔音窗的鋁合金外框?qū)儆诙ㄖ菩?,而非市面上通用的,能做到更、更密?而塑鋼外框和斷橋鋁外框都是運(yùn)用原來的型材直接切割加工,然后再進(jìn)行組裝,外框與隔音玻璃之間的銜接密封型就不那么理想。特制的鋁合金外框剛性好,硬度高,用于隔音、防風(fēng)塵比較適用。而塑鋼型材以及斷橋鋁型材主要用于隔熱、保溫的效果比較多。這里就要分別從塑鋼以及斷橋鋁型材的原理來講述。
影響空載噪聲的因素:鐵心產(chǎn)生噪聲的原因主要是在交變磁場作用下,硅鋼片的尺寸會發(fā)生小的變化。由于磁致伸縮的變化周期是電源頻率的半個周期,磁致伸縮引起的變壓器本體的振動,是以兩倍的電源頻率為基頻率的,所以硅鋼片的振動主要是由鐵磁材料的磁致伸縮特性引起的。磁致伸縮率大小與硅鋼片的材質(zhì)有關(guān)。磁致伸縮率越大,則噪聲就越大。當(dāng)磁場強(qiáng)度相同的情況下,材質(zhì)好的硅鋼片磁致伸縮也小,因此噪聲也小。磁致伸縮率還與磁場強(qiáng)度有關(guān),磁場越強(qiáng),ε越大。磁致伸縮率還與硅鋼片表面是否涂漆及退火有關(guān),因?yàn)橥繉訉桎撈懈街Γ煞乐构桎撈冃?。在同樣磁場?qiáng)度下退火的硅鋼片比不退火的硅鋼片磁致伸縮要小很多,這是由于選擇好的退火工藝,可以成倍降低磁致伸縮。變壓器空載噪聲除與本身材質(zhì)等有關(guān)外,還與接縫的情況有關(guān)。
影響空載噪聲的其它因素:(1)鐵心結(jié)構(gòu)的影響。噪聲與心柱和鐵軛直徑、鐵心窗高、鐵心窗口寬度、鐵心質(zhì)量有關(guān)。鐵心質(zhì)量每降低1t,噪聲可降低1/3db(a)值。鐵心窗高與鐵心直徑的比值每減小0.1,變壓器噪聲就要降低2—3db。(2)空載噪聲的頻率是以兩倍電源頻率為其基頻的。鐵心中除了基頻磁通外,還有高頻磁通,所以空載噪聲頻率也存在二次以上的高頻頻波。當(dāng)鐵心油箱的固有頻率與噪聲頻率接近時,將發(fā)生噪聲共振現(xiàn)象,使噪聲增大。因此,變壓器鐵心和油箱的固有頻率要避開一些高頻頻波。(3)為了防止鐵心共振,在設(shè)計(jì)低噪聲變壓器時,還要考慮鐵心的自振頻率。當(dāng)變壓器的額定頻率為50hz時,鐵心的自振頻率應(yīng)避開以下頻帶:75-125hz,165-235hz,275-325hz,375-425hz。如自振頻率避開共振頻帶,鐵心將不會產(chǎn)生共振。
不透氣的固體材料,對于空氣中傳播的聲波都有隔聲效果,隔聲效果的好壞根本的一點(diǎn)是取決于材料單位面積的質(zhì)量。一個面積非常大的隔層,其單位面積質(zhì)量為ms,當(dāng)聲波從左面垂直入射時,激發(fā)隔層作整體振動,此振動再向右面空間輻射聲波。以單位面積考慮,透射到右面空間的聲能與入射到隔層上的聲能之比稱透射系數(shù) τ 。定義無限大隔層材料的傳遞損失(也稱透射損失)tl:tl=101g1/ г (7)上述簡單情況下可計(jì)算得到傳遞損失近似為:tl=20lg ω ms/2 ρ oco (db) (8)式中 ω=2πf 為圓頻率, ρ0 、c0為空氣的密度和聲波傳播速度。tl的大小表示材料的隔聲能力。(8)式的一個重要特點(diǎn),即材料單位面積質(zhì)量增加一倍,則傳遞損失增加6db。這一隔聲的基本規(guī)律稱 “ 質(zhì)量定律 ” ,也就是說隔聲靠重量。所以像磚墻、水泥墻或厚鋼板、鉛板等單位面積質(zhì)量大的材料,隔聲效果都比較好。(8)式也表明,單層隔聲的高頻隔聲好,低頻差。頻率每提高一倍,傳遞損失就增加6db。
需要說明的是:傳遞損失tl是隔層面積為無限大時的理論 “ 隔聲量 ” ,作為一垛墻或樓板,它都有邊緣與其它建筑構(gòu)件連接,這時的 “ 隔聲量 ” 與(7)式所表示的傳遞損失有差別。既有因邊緣接近于固定而增大隔聲能力,也有作為邊緣固定的板振動有一定的共振頻率,使某些共振頻率點(diǎn)上隔聲效果降低的現(xiàn)象。而當(dāng)作為兩相鄰房間之間的隔墻或樓板,因?yàn)閮墒抑g有多條傳聲(或振動)通道,這兩個房間之間的隔聲量(只能稱聲級差)更不能以該隔層的傳遞損失來代表。
隔聲材料在物理上有一定彈性,當(dāng)聲波入射時便激發(fā)振動在隔層內(nèi)傳播。當(dāng)聲波不是垂直入射,而是與隔層呈一角度 θ 入射時,聲波波前依次到達(dá)隔層表面,而先到隔層的聲波激發(fā)隔層內(nèi)彎曲振動波沿隔層橫向傳播,若彎曲波傳播速度與空氣中聲波漸次到達(dá)隔層表面的行進(jìn)速度一致時,聲波便加強(qiáng)彎曲波的振動,這一現(xiàn)象稱吻合效應(yīng)。這時彎曲波振動的輻度特別大,并向另一面空氣中輻射聲波的能量也特別大,從而降低隔聲效果。產(chǎn)生吻合效應(yīng)的頻率fc為:fc=co2/2 π sin2 θ [12 ρ (1- σ 2)/eh2]1/2 (9)式中 ρ 、 σ 、e分別為隔層材料的密度、泊松比和楊氏模量,h是隔層厚度。任意吻合頻率fc與聲波入射角 θ 有關(guān)。在大多數(shù)房間中的聲場都接近于混響聲場,到達(dá)隔層的入射角從0°到90°都有可能,因此吻合頻率出現(xiàn)在從掠入射( θ=90°) 的fc0開始的一個頻率范圍,也就是說吻合效應(yīng)使某一頻率范圍的隔聲效果變差。一般這一頻率范圍發(fā)生在中高頻。從質(zhì)量定律知道,中高頻隔聲量較大,除了內(nèi)阻尼很小的金屬板外,因吻合效應(yīng)使中高頻隔聲量降低的現(xiàn)象,不會引起很大的麻煩。
雙層隔聲結(jié)構(gòu):根據(jù)質(zhì)量定律,頻率降低一半,傳遞損失要降6db;而要提高隔聲效果時,質(zhì)量增加一倍,傳遞損失增加6db。在這一定律支配下,若要顯著地提高隔聲能力,單靠增加隔層的質(zhì)量,例如增加墻的厚度,顯然不能行之有效,有時甚至是不可能的,如航空器上的隔聲結(jié)構(gòu)。這時解決的途徑主要是采用雙層以至多層隔聲結(jié)構(gòu)。雙層隔聲結(jié)構(gòu),單位面積質(zhì)量分別為m1、m2,中間空氣層厚度為l。雙層結(jié)構(gòu)的傳遞損失可以進(jìn)行理論計(jì)算,結(jié)果比較復(fù)雜,在不同頻率范圍可以得到不同的簡化表示,這里只作定性介紹。兩個隔層與中間空氣層組成一個共振系統(tǒng),共振頻率為fr(m的單位為kg/m2,l的單位為m):fr=60/√m1m2l/(m1+m2) (10)
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