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2.影响多孔材料吸声性能的因素
(1)空气流阻
空气流阻反映了空气质点通过材料空隙时的阻力。对于特定的多孔材料,存在最佳流阻。
(2)孔隙率
孔隙率是指材料中连通的空隙体积和材料总体积之比。多孔材料的孔隙率一般在70%以上,多数达90%左右。对于一定厚度的多孔材料,存在最佳孔隙率。
(3)厚度
增加多孔材料的厚度,可以增加对低频声的吸收,但对高频声的吸声性能影响则较小。厚度增加到一定程度时,对吸声系数的影响就不明显了。
(4)表观密度(容重)
材料厚度不变,增加表观密度可提高中低频的吸声系数,但比增加厚度引起的变化相对较小。材料表观密度也存在最佳值。
(5)安装条件
多孔材料背后留有空腔,其中、低频的吸声系数会有所提高。
(6)面层的影响
多孔材料饰面应具有良好的透气性,否则会降低材料的吸声系数。
(7)温度和湿度的影响
常温条件下,温度对多孔材料的吸声系数几乎没有影响。
多孔材料吸湿后,中高频的吸声系数将降低,并使材料变质。多孔材料不适合在高湿条件下使用。
(二)共振吸声构造
利用共振原理设计的吸声构造一般有两种,一种是空腔共振吸声构造;一种是薄膜薄板共振吸声构造。
1.空腔共振吸声构造
空腔共振吸声构造,是在构造中封闭有一定体积的空气,并通过开口或小孔与声场空间连通。如亥姆霍兹共振器,各种穿孔板(如穿孔石膏板、金属板、纤维水泥板、木板等)、狭缝板等背后设置空气层形成的吸声构造。
亥姆霍兹共振器,如图3—5(a)所示,可用石膏浇筑,或采用专门设计的带孔径的空心砖或空心砌块,由封闭空腔通过开口与外部空间相联系,其吸声原理可用图3—5(b)说明。当孔深t和孔径d比声波波长小得多时,孔径中空气柱的作用类似于质量块,而空腔V比孔径大得多,其作用相当于空气弹簧,于是形成一共振系统——弹簧质量块系统。当外界入射声波的频率和系统的固有频率相等时,孔径中的空气柱由于共振而剧烈振动并与孔壁摩擦从而消耗声能。穿孔板吸声构造可看成是许多并联的亥姆霍兹共振器,如图3-5(c)所示。