2014年环保工程师专业知识指导

　　共振腔式消声器
　　1、消声原理及分类
　　共振腔消声器也是抗性消声器的一种主要形式。它是利用共振吸声原理进行消声的，最简单的共振消声器是单腔共振消声器。一个封闭的容积通过一个导管或多个小孔与气流通道相连，即可组成一个共振系统。孔径中的空气柱类似一个活塞，具有一定的声质量;空腔类似一个弹簧，具有一定的声顺;空气柱振动时，壁面的摩擦阻尼产生了一定的声阻，整个系统类似接上一个旁支滤波器。当声波入射到共振腔口时，因声阻抗的突然变化，一部分声能将反射回声源。同时，在声波的作用下，孔径中的空气柱产生振动，振动时的摩擦阻尼又使一部分声能转换为热能而耗散掉。这样，有少量声能辐射出去，从而达到了消声的目的。
　　共振腔消声器按其几何形状为：旁支型和同轴型。旁支型是指在管道侧壁设置共振结构，同轴型是指在管道的周围通过很多小孔设置共振结构，在工程上同轴型共振腔消声器使用更为广泛。
　　2、共振腔消声器消声量的计算
　　一般情况下，如果共振腔的孔径附近没有阻性声学材料时，其声阻很小，在忽略了共振腔的声阻后，通过声压连续和体积速度连续方程，可以计算单腔共振消声器的传递损失。
　　3、共振腔消声器的设计
　　在共振腔消声器中，同轴式共振腔消声器，即在气流通道的一定位置上，局部打一定排列的孔与共振腔相连，使用最为广泛。
　　按以下步骤进行设计：
　　(1)根据要消除的主要频率和所要求的消声值(倍频程或1/3倍频程)确定相应的K值。
　　(2)确定K值后，按 、 所确定的关系，求出共振腔的体积和传导率。
　　(3)在容积和传导率确定后，即可设计消声器的具体几何参数。对于确定的共振容积来说，可以有多种不同的几何形状和尺寸;对于同样的传导率数值，也可以有多种孔径、板厚、穿孔数的组合。
　　设计时的注意事项：
　　①共振腔的尺寸应小于共振频率相应波长的1/3，以保证共振腔可以视为集中参数元件。
　　②穿孔位置应集中共振腔的中部，所占范围应小于共振频率波长的1/12.穿孔不能过密或过稀，避免传导率的降低及声波的干涉。孔心距应大于或等于孔径的5倍。
　　共振腔消声器的优点是特别适用于低、中频成分突出的噪声，且消声量也比较大，这恰恰是一般阻性消声器的弱点。其缺点是消除噪声的有效频率范围窄，如果要增加共振结构的声阻，可以适当扩展有效消声频率范围。在共振腔中增加一些较大的材料，如多孔吸声材料，或在孔颈处贴薄而透声的材料，如纤维布等。在实际工程中，也经常采用多节共振腔串联的方法，把两个以上不同共振频率的共振腔串接起来，可以有效地扩展消声频率范围。
　　河流的污染与自净
　　河流是地面水系的主体，与人类的关系十分密切。它是人类主要的水源，除了为人类提供生产和生活用水外，河流的功能还包括：航运、灌溉、补给地下水、水产养殖、观赏以及作为地表径流和废水的最终受纳体。
　　一、河流的水质特征
　　与湖泊、海洋相比，河流的水量和水质随季节的变化较大，水体更新期短，水质随枯水期和丰水期的不断交替，更新也快。水质遭受污染后，易于稀释扩散和自净。此外，由于水流与地表物质接触时间不长，水面蒸发面小，因此与其它陆地水体相比河水矿化度较低。
　　天然河水的化学成分受到降水、地形、地质、水生生物以及水流补给源等多方面因素的控制，河水不仅与地表水及大气水之间有交换过程，而且与地下水也相互关联，因此河水的化学成分复杂多样，沿程变化及时间变化强烈。
　　河流不仅是人类社会主要的供给水源，也是人类活动频繁的场所，它被污染的机会多，几乎各种污染源中的污染物，通过各种途径都可进入河流，并向下游汇集。而它一旦遭受污染就会严重影响到人类生活和工农业生产。
　　二、河流的污染及其特点
　　地面河流与大气、土壤(或岩石圈)紧密相连，又与人类的生活、生产直接相关，其污染物质来源于：大量生活污水和工业废水的直接排放;地表径流将地表上的污染物质大量携带进河水中;大气中的污染物质随降雨而进入河流;水上航运过程中的油脂泄漏等。
　　随着城市化和工业化的进程，河流作为废水最主要和直接的受纳体的负担日益加重，导致了严重的河流污染。
　　消声降噪工程
　　阻性消声器
　　采用消声器降低噪声是主要的噪声控制之一，对于大多数以气流噪声为主要噪声源的设备和以气流通道为主要噪声传播途径的场所，消声器往往是有效的控制措施。为了有效利用消声器控制气流噪声，实施消声降噪工程，首先要了解各类消声器的特性和设计方法，在噪声源和噪声传播途径识别基础上，选择合理的设计方案。
　　1、阻性消声器的分类
　　阻性消声器的种类和形式很多，一般按气流通道的几何形状，可以分为直管式、片式、折板式、蜂窝式、迷宫式、声流式、盘式、弯头式等。
　　(1)直管式消声器是结构最简单的一种阻性消声器，吸声材料直接布置在管道内壁、根据管道的需要可以是圆形或方形。由于只有一个气流通道，适合流量不大的情况使用。
　　(2)片式消声器适合较大风量和较大管道情况使用。由于把大的管道分成多个尺寸较小的消声通道，即可以保持较大的气流通道，又增加了气流通道的吸声材料的周长，使之具有较好的消声效果 。
　　(3)折板式消声器是在片式消声器的基础上，增加气流通道的长度和弯曲，增加噪声和吸声材料的接触时间，减少高频噪声的直接投射，适当地增加了消声效果，但是和片式消声器比较阻力也要增加。
　　(4)蜂窝式消声器的结构特点类似于片式消声器，只是为了进一步减小每一个消声器通道截面尺寸，把整个大的通道分成多个蜂窝式小的消声通道。
　　(5)迷宫式消声器是在直管消声器基础上，插入一些吸声障板，使声波不断的由一个小室绕行到另一个小室，从而增加了消声效果，特别在中低频率范围，当然阻力也要增加。迷宫式消声器中的气流速度不宜太高。
　　(6)声流式消声器类似于折板式消声器，只是为了减小阻力，把通道加工成声流式。声流式消声器阻力较低，但是结构较为复杂，加工难度较大。
　　(7)盘式消声器的形状类似圆盘，具有较小的长度，气流和声波通过圆盘四周辐射，适合于在某些情况下，现场条件和空间不容许安装较长形状的消声器。
　　(8)弯头式消声器是一种气流管道弯曲的消声器，多用于通风空调。房间进风、排风中。
　　2、阻性消声器消声原理和消声值的估算方法
　　阻性消声器的消声原理是利用声阻进行消声的。考试.大.在计算消声量时，主要考虑声阻对声波的作用，而忽略声抗的影响。阻性消声器一般是利用多孔吸声材料来制作，当声波通过敷设有吸声材料的管道时，声波将激发多孔材料中众多小孔内空气分子的振动，由于阻力和黏滞力的作用，使一部分声能转换为热能耗散掉，从而达到消声目的。
　　阻性消声器的中、高频消声性能较好，而低频效果较差。适当地增加吸声材料的厚度和容重，选用较低穿孔率的护面结构，也能改善低频的消声性能，使之具有宽频带的消声效果。
　　直管式消声器是阻性消声器中应用较广的，消声量的计算公式很多，实际中，由于吸声材料的吸声系数比较容易测得，常借助吸声系数对消声量进行近似计算。计算公式主要有两个：一个是赛宾公式，一个是彼洛夫公式。这两个公式都是在没有气流的条件下，根据声波的管道中的传播，并结合一定的实践推导出来的半经验公式。在低、中频时，计算值与测值符合较好，在高频时，往往计算值高于实测值。
　　在阻性消声量的计算中，更多地采用彼洛夫公式。阻性消声器的消声量，首先同吸声材料的声学性能有关，材料的吸声性能越好，消声量就越大。同时还与消声器的尺寸有关，消声量正比于消声器的长度与截面周长，与横截面积成反比。在设计消声器时，尽可能选用吸声性能好的多孔材料，要详细计算通道有关几何尺寸。对于同样截面的通道，可因其几何形状的不同，而有不同的P/S值。
　　平流沉淀池
　　平流沉淀池内，水是按水平标的目的流过沉降区并完成沉降过程的。图3-16是没有链带式刮泥机的平流沉淀池。废水由进水槽经覆没孔口进入池内。在孔口后面设有挡板或穿孔整流墙，用来消能稳流，使进水沿过流杜缦沔平均分布。在沉淀池结尾没有溢流堰(或覆没孔口)和集水槽，澄清水溢过堰口，经集水槽排出。在溢流堰前也设有挡板，用以阻隔浮渣，浮渣经由过程可动弹的排演管收集息争除。池体下部靠进水端有泥斗，斗壁倾角为500～600，池底以0.01～0，02的坡度坡向泥斗。当刮泥机的链带由电机驱动迟缓动弹时，嵌在链带上的刮泥板就将池底的沉泥向前推入泥斗，而位于水面的刮板则将浮渣推向池尾的排渣管。泥斗内设有排泥管，开启排泥阀时，泥渣便在静水压力浸染下由排泥管排出池外。链带式刮泥机的错误谬误是链带的支承和驱动件都浸没于水中，易锈蚀，难调养。为此，可改用桥式行车刮泥机，这种刮泥机不单运行矫捷，而且调养维修都斗劲便利。对于较小的平流沉淀池，也可以不设刮泥设备，而在沿池的长度标的目的设置多个泥斗，每个泥斗各自零丁排泥，既不彼此干扰，也有利于保证污泥浓度。沉淀池的设计搜罗功能机关设计和结构尺寸设计。前者是指确定各功能分区构件的结构形式，以知足各自功能的实现;后者是指确定沉淀池的整体尺寸和各构件的相对位置。设计精采的沉淀池应知足以下三个根基要求;有足够的沉降分手面积：有结构合理的人流相出流放置能平均布水和集水;有尺寸适宝、机能精采的污泥和浮渣的收集和排放设备。进行沉淀池设计的根基依据是废水流量、水中悬浮固体浓度和性质以及措置后的水质要求。是以，必需确定有关设计参数，其中搜罗沉降效率、沉降速度(或概况负荷)、沉狡瘫d、水在池内的平均流速以及泥渣容重和含水率等。这些参数一般需要经由过程试验取得;若无前提，也可按摄影似的运行资料，因地制空位选用经验数据。以-萨按功能分区介绍设计和计较体例。 1.入流区和出流区的设计
　　入流和出流区设计的根基要求，是使废水尽可能平均地分布在沉降区的各个过流杜缦沔，既有利于沉降，也使出水中不挟带过多的悬浮物。常用的配水体例如图3-17。紧靠池壁内侧是一条横向配水槽，厥后的人流装配可以有三种分歧组合。溢流 堰的堰口要确保水平;底孔应沿池宽答距离分布且巨细相等;为了削弱射流对沉降的干扰，整流墙的开孔率应在10～20%，孔口的边长或直径应为50～150mm，最上一排孔口的上缘应在水面以下0.12～0.15m处，最下一排的下缘应在泥层以上0.3～0.5m处;挡板需超出跨越水面0.15～0.2m，覆没深度不小于0.2m，距离进水口0.5～1.0m。集水槽的安插有图3--18所示的三种根基体例。其中以(a)最为简单，但因长度短，流速年夜，轻易挟带较多的悬浮物;(b)种加设了一组纵向支渠，水力前提最好，但结构较复杂。今朝，也有在沉淀池中、后部加设横向半途集水槽的。出流口常采用溢流堰和覆没潜孔。前者可为自由堰，也可为锯齿形三角堰，堰前设置挡板，用以稳粱赝否决浮渣，挡板覆没深度为0.3～0.4m，距溢流堰0.25～0.5m。出水溢流堰不仅节制着池内水面的高 崖，而且对水流的与勺分布和收支水质古主要影M向，由此堰白必匆严酷水平，以征证堰负荷(即单元堰长在单元时刻的排水量)适中且遍地相等。在采用覆没潜孔时，要求孔径相等，并应沿池子宽度上平均分布，覆没深度征0.15-0.2m。

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