11.3.3. Защита от шума, электромагнитных полей и излучений

Уровень интенсивности в свободном волновом поле. Уравнение пло­ской волны, не затухающей с расстоянием, в комплексной форме имеет вид

(11.53)

Звукопоглощение. Для уменьшения отраженного звука применяют защитные устройства, обладающие большими значениями коэффициента поглощения, к ним относятся, например, пористые и резонансные поглотители.

Звуковые волны, падающие на пористый материал, приводят воз­дух в порах и скелет материала в колебательные движения, при кото­рых возникает вязкое трение и переход звуковой энергии в теплоту

ную прослойку (см. рис. 11.47, б). Входной импеданс защитного устройства, расположенного на «мягком» основании (z₃ = 0), равен

Z_вх=z₂thk.h

Пористые поглотители изготовляют из органических и минераль­ных волокон (древесной массы, кокса, шерсти), из стекловолокна, а также из пенопласта с открытыми порами. Для защиты материала от механических повреждений и высыпаний используют ткани, сетки, пленки, а также перфорированные экраны. Последние существенно изменяют характер поглощения звука защитным устройством (см. рис. 11.47, в).

Резонансные поглотители имеют воздушную полость, соединенную отверстием с окружающей средой. Воздух в резонаторе выполняет роль механической колебательной системы, состоящей из элементов массы, упругости и демпфирования. Если пренебречь рассеива­нием звуковой энергии, то импеданс резонатора z₂, равный механическому импедансу (см. Формулу (11.48)). отнесенному к единице

Рис. 11.47. Частотные характеристики коэффициента поглощения: а —для пористого поглотителя на жесткой стенке; 6 — для пористого поглотителя с воздушной прослойкой; в — при наличии перфорированного экрана; г — для резонансного поглотителя, образованного перфорированным экраном

Звукоизоляция. Звукоизоляция — уменьшение уровня шума с помощью защитного устройства, которое устанавливается между источником и приемником и имеет большую отражающую и (или) погло­щающую способность. Обычно роль защитных устройств выполняют глушители шума, экраны или стенки изолированных объемов. На­пример, защитным устройством является кожух, которым закрывают машины и механизмы, или кабина, в которой находится оператор, управляющий рабочим процессом.

Рис. 11.51. Применение в глушителе поглощающих материалов: а — схема активного элемента глушителя; б —схема снижения шума при повороте трубо­провода, покрытого изнутри звукопоглощающим материалом

педансом z_и; источник соединен с помощью трубопровода длиной l₁ с глушителем шума, а трубопроводом длиной l₂ — с приемником шума, который характеризуется импедансом излучения z_п. Эффективность глушения определяют по формуле (11.95), полагая, что W⁺ — усредненная во времени звуковая мощность на входе в глушитель, а W^- — на выходе. Конструктивно глушители состоят из активных и реактивных шумоглушащих элементов. Простейшим активным элементом является любой канал, стенки которого покрыты изнутри звукопоглощающим материалом.

Реактивный камерный элемент (рис. 11.52) представляет собой участок канала (трубы), на котором внезапно меняется площадь сечения от S₁ до S₂ и образуется камера длиной l сечения звук отражается

1,2 1,6 2,0 kl= 2nl/K

Рис. 11.52. Реактивный камерный элемент глушителя: о-схема элемента; б-зависимость эффективности камерного глушителя от длины камеры и отношения площадей

Если в спектре шума присутствуют дисперсные составляющие высокого уровня, то эффективность камерных элементов может оказаться недостаточной. В этом случае применяют реактивные элементы резонаторного типа: кольцевые и ответвления (рис. 11.55). Такой глушитель отличается от предыдущих тем, что поток газа через камеру не протекает, и она подсоединяется к основному трубопроводу че-

Лекция № 13

Защита от ионизирующих излучений. Источники и классификация чрезвычайных ситуаций. Химически опасные объекты. Пожары: физико-химические основы. Взрывы: физико-химические основы. Оценка поражающих факторов при взрывах.

Рис. 11.55. Схемы глушителей резонансного типа: а — кольцевые; б — ответвления

рез одно или некоторое количество небольших отверстий или трубок. Этот тип глушителя называют объемным резонатором или глушителем Гельмгольца. Резонансные частоты определяются размерами отверстий и подсоединенным объемом.