Практична робота № 3.

Тема: Знайомство з методами контролю та приладами для вимірювання шуму та вібрації.

Мета: Вивчити вплив шуму та вібрації на організм людини. Ознайомитись з приліадами для вимірювання шуму та вібрації.

Виконання роботи Шум та його види.

У сучасному світі в умовах науково-технічного прогресу шум став одним із суттєвих несприятливих чинників, що впливають на людину. Ріст потужностей сучас­ного устаткування, машин, побутової техніки, швидкий розвиток всіх видів транспорту призвели до того, що людина на виробництві та в побуті постійно знаходиться під впливом шумів досить високої інтенсивності. Шум буває: механічного походження, який виникає внаслідок вібрації при роботі механізмів та устаткування, а також пооди­ноких чи періодичних ударів у з'єднаннях деталей та конструкцій; аеродинамічного доходження, який виникає при подачі газу чи повітря по трубопроводах, вентиляційних:системах, або їх стравлюванні в атмосферу; гідродинамічного походження, який вини­кає внаслідок процесів, що проходять у рідинах (гідравлічні удари, кавітація, турболентність потоку); електромагнітного походження, який виникає внаслідок коливання .лементів електромеханічних пристроїв під впливом змінних магнітних полів.

Шум у виробничих умовах негативно впливає на працівника: послаблює увагу, "осилює розвиток втоми, сповільнює реакцію на небезпеку. Внаслідок цього зни­жується працездатність та підвищується імовірність нещасних випадків. Тому питання боротьби з шумом на сьогоднішній день є актуальним майже для всіх галузей виробництва.

Фізичні характеристики шуму.

Для успішної боротьби з шумом необхідно знати його фізичні характеристики, зако-номірності виникнення та поширення. Шумом прийнято вважати звуки, які нега­йно вплива-ють на організм людини, заважають його роботі та відпочинку. Тому шум то називають не-сприятливим звуком. Зазвичай шум створюється при хаотичному чергуванні звуків різної частоти та інтенсивності. Звук, як фізичне явище, являє собою коливальний рух, що поширю-ється хвилеподібно у пружному середовищі (газоподібному, рідинному чи твердому). Звук, а значить і шум, характеризується: швидкістю звуку м/с; частотою f, Гц; звуковим тиском р, Па; інтенсивністю І, Вт/м².

Швидкість звуку залежить від характеристики середовища, в якому поширю­йся зву-кова хвиля. В газоподібному середовищі швидкість звуку рівна:

х - показник адіабати (х = 1,44);

Р, р - тиск та густина газу (відповідно).

При нормальних атмосферних умовах (Т = 293º К та Р = 1034 гПа) швидкість звуку в повітрі дорівнює с = 344 м/с.

Частота звуку визначається кількістю коливань пружного середовища за одиницю часу і вимірюється в герцах (1 Гц - це одне коливання за секунду). За частотою звукові (акустичні) коливання поділяються на той діапазони: інфразвукові, з частотою коливання менше ніж 20 Гц; звукові (сприймаються органом слуху людини) - від 20 до 20 000 Гц; ультразвукові - більше ніж 20 000 Гц. В свою чергу звуковий діапазон прийнято підрозділяти на низькочастотний - до 400 Гц, середньочастотний - 400 - 1000 Гц, високочастотний - більше 1000Гц.

Звук, що поширюється у повітряному середовищі, називається повітряним звуком, а в твердих тілах — структурним.

П овітряний простір, в якому поширюються звукові хвилі на-зивається звуковим полем. У результаті коливань, що генеруються джерелом звуку, в повітрі виникає звуковий тиск, який накладається на атмосферний.

Різницю між атмосферним тис-ком і значенням повного тиску в даній точці звукового поля прийнято вважати звуковим тиском р. Поширення звукової хвилі супроводжується перенесенням звукової енергії. Сере-дній потік звукової енергії в будь-якій точці середовища за одиницю часу, віднесений до одиниці поверхні перпендикулярної до напрямку поширення хвилі, називається інтенсив-ністю або силою звуку в даній точці І і вимірюється в Вт/ м². Співвідношення між інтесивніс тю звуку І та звуковим тиском р має наступний вигляд:

І = р²/рс,

де: р - густина звуку в даному середовищі.

с - швидкість звуку в даному середовищі.

Виділяють два порогових значення звукового тиску та інтенсивності звуку. Мінімальні значення звукового тиску та інтенсивності звуку, які сприймаються органом слуху людини як звук називаються порогом чутності. При частоті звуку f = 1000 Гц. яка прийнята базовою в акустиці поріг чутності має наступні значення: p₀ = 2∙10^-5 Н / м І₀ = 10^-12 Вт /м². Звуковий тиск (р_б = 20 Н/м²) та інтенсивність звуку (І_б = 1 Вт / м². при яких починають виникати больо-ві відчуття в органі слуху людини називаються порогом больового відчуття. Великий діапа-зон значень між порогами чутності та больового відчуття (за звуковим тиском - 10⁶, а за ін.-тенсивністю звуку - 10¹²) викликав чималі труднощі при їх практичному використанні. Тому від абсолютних значень параметрів звуку р та І, перейшли до відносних значень — рівнів (L), застосувавши при цьому логарифмічну шкалу:

де: І - інтенсивність звуку

р - звуковий тиск у даній точці;

І₀ - інтенсивність звуку на порозі чутності

р₀ - звуковий тиск на порозі чутності.

В середині XIX століття німецький фізик Г. Т. Фехнер вивів закон сприйняття згідно з яким величина відчування органів чуття людини, в тому числі й чутності пропорційна логарифму величини подразнення. Так що рівень звуку оцінюється логарифмічною шкалою не випадково.

Одиниця рівня сили звуку — бел (Б), прийнята на честь фізика О. Г. Белла (1847— 1922 pоки), який вважається винахідником телефону. Оскільки орган слуху людини спроможний розрізняти зміни рівня сили звуку на 0,1 Б, то на практиці, як одиниця рівня син звуку, в основно-му, використовується децибел (дБ) — десята частина бела (Б):

L = 10∙1g (І/І₀) = 20∙1g (p/p_Q); (дБ).

Підставивши у формулу (2.32) замість / значення /₀ та І_б одержимо, що інтервал зід порогу чутності до порогу больового відчуття становить 120 дБ, що значно зручні­ше для практичного використання.