Задача 2

Определить ожидаемые уровни звукового давления на рабочем месте оператора кабины управления, создаваемого при работе вентиляторной установки, выявить необходимость снижения шума и подобрать глушитель шума.

Исходные данные. Воздух в кабину управления подается через приточную решетку размером 200  200 вентиляторной установкой с центробежным вентилятором Ц 4 – 70 № 2,5 с параметрами: объемный расход Q, м³/с, давление Н, Па, частота вращения рабочего колеса n = 1400 об/мин, режим работы оптимальный. Размеры кабины управления: ширина G = 4 м, длина Д = 6 м и высота h = 3,5 м. Расстояние между расчетной точкой и приточной решеткой r = 2,5 м. Схема приточной вентиляторной установки показана на рисунке 1. Размер выходного патрубка вентилятора 425  425.

Скорости движения воздуха в сети воздуховодов не превышают рекомендуемых для предупреждения шумообразования. Поэтому акустический расчет должен

1 – центробежный вентилятор; 2 – глушитель шума; 3 – воздуховод; 4 – жалюзийная решетка.

Рисунок 1 - Схема вентиляторной установки

Рисунок 1 – Схема приточной вентиляторной установки

учитывать только шум, создаваемый вентилятором и генерируемый жалюзийной

решеткой (для данной задачи не учитывается). Уровни звукового давления в кабине управления не должны превышать значений, приведенных в таблице 2, п. 3 [1], уменьшенных на 5 дБ, так как шум создается вентиляторной установкой. Численные значения для различных вариантов задач приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Численные значения исходных данных

Вариант	Объемный расход вентилятора, м3/с	Давление, развиваемое вентилятором, Па	Длина участка воздуховода,м
1	0,008	750	3	4	1,5
2	1,0	700	2	3	2
3	0,009	600	4	2	1
4	0,011	650	3	3	1,5
5	0,007	700	5	3	2
6	0,008	700	4	5	1
7	0,009	750	3	2	2
8	0,007	750	2	2	1
9	0,011	600	3	5	2
0	1,0	650	2	4	1

Указания к решению задачи

Для вариантов задачи 1, 2 и 3 необходимые расчеты выполнить в октавных полосах с геометрическими частотами соответственно 31,5; 63 и 125 Гц; для вариантов задачи 4, 5 и 6 – соответственно 250, 500 и 1000 Гц, а для вариантов задачи 1, 8, 9 и 0 - соответственно 2000, 4000 и 8000 Гц.

Так как отношение наибольшего размера помещения к наименьшему 6 : 3,5 = 1,71  5, то кабина управления относится к соразмерным помещениям, для которых октавные уровни звукового давления L в дБ в расчетной точке при одном источнике шума определяются из выражения

, (1)

где - октавный уровень звуковой мощности, излучаемый вентилятором в воз- духовод, дБ

; (2)

- общий уровень звуковой мощности вентилятора, определяемый по фор- муле

; (3)

- критерий шумности, величина которого для центробежного вентилятора Ц 4 – 70 № 2,5 со стороны нагнетания согласно [2], равняется 53 дБ;

- поправка, учитывающая распределение звуковой мощности по октавным

полосам, определяется по таблице 2 (извлечение из [4] с учетом типа и серии применяемого вентилятора Ц 4-70), дБ;

- поправка, учитывающая влияние присоединения вентилятора к сети воздуховодов, принимается по таблице 3 (извлечение из [4]);

Таблица 2 - Значения поправки

Среднегеометрическая частота октавной полосы, дБ	Поправка
З1,5	15
63	11
125	7
250	5
500	6
1000	9
2000	16
4000	21
8000	26

- снижение октавного уровня звуковой мощности в дБ в элементах сети воздуховодов по пути распространения шума до выхода в помещение, определяемое по формуле

, (4)

Таблица 3 - Значения поправки

Корень квадратный из площади патрубка вентилятора, мм	Поправка в дБ при среднегеометрических частотах октавных полос, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
400	12,5	7,5	3	0,5	0	0	0	0
450	12	6,5	2,5	0,5	0	0	0	0
500	11	6	2	0,5	0	0	0	0

- снижение октавных уровней звуковой мощности в отдельных элементах воздуховодов в дБ;

- число элементов сети воздуховодов, в которых учитывается снижение уровней звуковой мощности. Для условий данной задачи к этим элементам относятся: прямые участки металлического воздуховода размером 300  300 мм и длиной ; размером 300  300 мм и длиной и размером 200  200 мм и длиной ; плавный поворот воздуховода 300  300 мм; разветвление воздуховода к жалюзийной решетке и жалюзийная решетка.

Снижение в дБ на 1 м длины в прямых участках металлического воздуховода размером 300  300 мм и суммарной длиной в зависимости от эквивалентного диаметра воздуховода определяется по таблице 4 (извлечение из [2]).

Величина эквивалентного диаметра прямоугольного воздуховода в м определяется из выражения

, (5)

- площадь воздуховода, м²;

Аналогично определяется для участка воздуховода размером 200  200 мм и длиной . Снижение в плавном повороте воздуховода 300  300 мм определяется по таблице 5 (извлечение из [2]).

Таблица 4 - Значения снижения уровней звуковой мощности

Эквивалентный диаметр, мм	Снижение уровней звуковой мощности в дБ /м при среднегеометрической частоте октавных полос в Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
От 75 до 200	0,6	0,6	0,45	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
 200  400	0,6	0,6	0,45	0,3	0,2	0,2	0,2	0,2

Таблица 5 - Значения снижения уровней звуковой мощности

Эквивалентный диаметр поворота, мм	Снижение уровней звуковой мощности в дБ при среднегеометрической частоте октавных полос в Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
260 - 500	0	0	0	1	2	3	3	3
500 - 1000	0	0	1	2	3	3	3	3

Снижение в разветвлении воздуховодов определяется по формуле

, (6)

- суммарная площадь поперечных сечений всех ответвлений в м²; - площадь поперечного сечения воздуховода за ответвлением в м²;

- отношение площадей поперечных сечений воздуховодов, равное

, (7)

- площадь поперечного сечения воздуховода перед разветвлением в м².

Снижение в результате отражения звука от жалюзийной решетки определяется по таблице 6 (извлечение из [2]).

- коэффициент, учитывающий влияние ближнего акустического поля и принимаемый в зависимости от отношения расстояния в м между акустическим центром источника шума (жалюзийной решетки) и расчетной точкой к максимальным габаритным размерам в м источника шума по таблице [3]. Для условий данной задачи = 1.

Таблица 6 - Значения снижения уровней звуковой мощности

Эквивалентный диаметр воздуховода в мм	Снижение октавных уровней звуковой мощности при среднегеометрической частоте октавных полос в Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
200	14	10	6	2	0	0	0	0
225	14	9	5	1	0	0	0	0

– фактор направленности излучения источника шума по отношению к расчетной точке, величина которого для условий данной задачи может быть принята равной 1.

- пространственный угол излучения источника шума, рад, определяемый по таблице 7 [3].

Таблица 7 – Значения пространственного угла излучения источника шума

Условия излучения	, рад.	10 , дБ
В пространство – источник на колонне в помещении, на трубе	4	11
В полупространство – источник на полу, на земле, на стене	2	8
В 1/4 пространства – источник в двухгранном углу (на полу близко от одной стены)		5
В 1/8 пространства – источник в трехгранном углу (на полу близко от двух стен)	/2	2

- расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м (если точное положение акустического центра неизвестно, то он принимается совпадающим с геометрическим центром);

k – коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в поме- щении, принимаемый по таблице 8 [3] в зависимости от среднего коэффициента звукопоглощения , определяемого по формуле

, (8)

- эквивалентная площадь звукопоглощения, м², определяемая по формуле

, (9)

- коэффициент звукопоглощения -й поверхности кабины наблюдения. Значения коэффициентов звукопоглощения всех поверхностей кабины управления можно принять одинаковыми и определить по таблице 9 (извлечение из [2]);

- площадь -й поверхности кабины наблюдения, м²;

- эквивалентная площадь звукопоглощения - го штучного поглотителя, м²;

- количество - ых штучных поглотителей, шт.;

- акустическая постоянная помещения, м², определяемая по формуле

. (10)

- суммарная площадь ограждающих поверхностей помещения, м².

Если будет меньше 0,2 , то значение k принять равным 1,25.

Определяем требуемое снижение уровней звукового давления в октав-

Таблица 8
		10 , дБ
0,2	1,25	1
0,4	1,6	2
0,5	2,0	3
0,6	2,5	4

ных полосах частот

, (9)

Все результаты расчетов сводим в таблицу 10.

Если возникает необходимость снижения шума, то для этих целей следует предусмотреть установку трубчатого глушителя шума, представляющего собой звукопоглощающую облицовку канала толщиной 100 мм и имеющего площадь свободного сечения 300  300 мм.

Требуемая длина глушителя определяется на основании данных таблицы 11 (извлечение из [4]), где приводится эффективность глушителя длиной ℓ равной 1 м.

Таблица 9 – Коэффициент звукопоглощения ограждающих поверхностей

Тип помещения	Коэффициенты звукопоглощения в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Посты управления, лаборатории, конструкторские бюро, рабочие помещения управлений	0,11	0,11	0,12	0,13	0,14	0,14	0,14	0,14

Таблица 11 - Эффективность трубчатого глушителя

Звукопоглощающий наполнитель	Эффективность глушителя на 1 м длины на среднегеометрических частотах октавных полос в Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Супертонкое стеклянное или базальтовое волокно	2,5	6,5	11,5	18	18	14,5	10	1,5

Литература

1. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки: Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96: утв. Кем дата : ввод в действие с 12.12.04. – М.: Информационно – издательский центр Минздрава России, 1997. – 20 с.

2. Борьба с шумом на производстве: Справочник /Е.Я.Юдин, Л.А. Борисов и др.; под редакцией Е.Я.Юдина. - М.: Машиностроение, 1985. – 400 с.

3. Защита от шума: СниП 23 – 03 – 2003: утв. Кем и дата: ввод в действие с даты 0ё.01.01. – М.: Госстрой России, 2004. – 33 с.

4. Справочник проектировщика. Защита от шума. /под ред. Е.Я. Юдина. – М.: Стройиздат, 1974. – 134 с.

Таблица 10 - Результаты акустического расчета вентиляторной установки

№ п/п	Величина	Ед. изме- рения		Ссылка	Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц
					31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3		4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	Допустимые уровни звукового давления	дБ		Табл.2 /1/	91	78	69	63	58	55	52	50	49
2	Общий уровень звуковой мощности	дБ		Ф - ла (3)
3	Поправка	дБ		Табл. 2
4	Поправка	дБ		Табл. 3
5	Октавный уровень звуковой мощности	дБ		Ф - ла (2)
6	Снижение шума	дБ		Табл. 4
7	Снижение шума	дБ		Табл. 4
8	Снижение шума	дБ		Табл. 5
9	Снижение шума	дБ		Ф - ла (6)
10	Снижение шума	дБ	Табл. 6

Продолжение таблицы 10

1	2	3		4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
11	Суммарное снижение шума в сети	дБ	Ф - ла (4)
12	Пространственный угол	-	Табл. 7
13	Величина	-	-
14	Коэффициент k	-	Табл. 8
15	Коэффициент звукопоглощения	-	Табл. 9
16	Эквивалентная площадь звукопоглощения	м2	Ф – ла 9
17	Средний коэффициент звукопоглощения	-	Ф – ла 8
18	Акустическая постоянная помещения В	м2	Ф - ла (10)
19	Величина	-	-
20	-	-	Сумма пп. 13 + 18
21	Величина	дБ	-

Продолжение таблицы 10

1	2	3		4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
22	Октавные уровни звукового давления L	дБ	Ф – ла (1)
23	Требуемое снижение шума	дБ	Ф – ла (9)
24	Эффективность глушителя при ℓ =	дБ	Табл. 10

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Что понимается под звуком и шумом?

2. Перечислите характеристики шума и в каких единицах они измеряются.

3. Какое назначение имеют кривые равной громкости?

4. Перечислите виды спектров шума.

5. Приведите краткую характеристику источников шума.

6. Перечислите органы и системы человека, на которые вредно воздействует шум, и симптомы этого воздействия.

7. Перечислите нормативные акты, в которых приводятся нормируемые характеристики шума.

8. Перечислите нормируемые характеристики для постоянных и непостоянных шумов.

9. От чего зависят нормированные значения предельно допустимых уровней звука и эквивалентных уровней звука на рабочих местах.

10. В чем заключается сущность акустического расчета?

11. Перечислите виды акустических характеристик помещений.

12. Опишите метод расчета уровней шума в расчетных точках, расположенных на открытом воздухе и в помещениях различных групп.

13. Перечислите признаки, по которым классифицируются средства и методы защиты от шума.

14. Опишите методы снижения шумов различного происхождения в источнике их происхождения.

15. Опишите со схемами принципы защиты от шума путем звукопоглощения и звукоизоляции.

16. Опишите со схемами типы глушителей шума и область их применения.

17 Перечислите типы средств индивидуальной защиты от шума.

18. Перечислите лечебно – профилактические мероприятия по предупреждению неблагоприятного воздействия шума на организм человека.

19. Перечислите типы шумоизмерительной аппаратуры и укажите область ее использования.

20. Дайте определение понятия ультразвуковых и инфразвуковых колебаний.

21. Опишите воздействие ультразвуковых и инфразвуковых колебаний на организм человека.

22. Опишите (при необходимости со схемами) методы и средства защиты от ультразвуковых и инфразвуковых колебаний.

23. Перечислите типы приборов, используемых для измерения параметров ультразвуковых и инфразвуковых колебаний.

28