Содержание

Введение

1 Звук. Основные характеристики звукового поля. Распространение звука.

1. Понятие звук, как правило, ассоциируется со слуховыми Параметры звуковой волны

1.2 Акустическое поле и его характеристики

1.3 Уровни акустических величин

2. Производственный шум, его источники и характеристики

2.1 Характеристики и виды производственных шумов

2.2 Источники производственного шума и их характеристики

2.3 Измерение шума. Шумомеры

3. Негативное воздействие шума на человека и защита от него

3.1 Восприятие шума человеком

3.3 Нормирование шума

3.4 Акустический расчет

3.5 Способы защиты от шума

4. Практические задания

5. Расчетное задание

6. Контрольные вопросы

Литература

Введение

Среди основных чувств человека слух и зрение играют важнейшую роль - позволяют человеку владеть звуковыми и зрительными информационными полями.

Даже беглый анализ системы человек – машина – окружающая среда дает основание считать одной из главных проблем взаимодействия человека с окружающей средой, особенно на локальном уровне (цех, участок), проблему шумового загрязнения среды.

Длительное воздействие шума может привести к ухудшению слуха, а в отдельных случаях – к глухоте. Шумовое загрязнение среды на рабочем месте неблагоприятно воздействует на работающих: снижается внимание, увеличивается расход энергии при одинаковой физической нагрузке, замедляется скорость психических реакций и т.п. В результате снижается производительность труда и качество выполняемой работы.

Знание физических закономерностей процесса излучения и распространения шума позволит принимать решения, направленные на снижение его негативного воздействия на человека.

1. Звук. Основные характеристики звукового поля. Распространение звука.

Понятие звук, как правило, ассоциируется со слуховыми ощущениями человека, обладающего нормальным слухом. Слуховые ощущения вызываются колебаниями упругой среды, которые представляют собой механические колебания, распространяющиеся в газообразной, жидкой или твердой среде и воздействующие на органы слуха человека. При этом колебания среды воспринимаются как звук только в определенной области частот (16 Гц - 20 кГц) и при звуковых давлениях, превышающих порог слышимости человека.

Частоты колебаний среды, лежащие ниже и выше диапазона слышимости, называются соответственно инфразвуковыми и ультразвуковыми. Они не имеют отношения к слуховым ощущениям человека и воспринимаются как физические воздействия среды.

2. Параметры звуковой волны

Звуковые колебания частиц упругой среды имеют сложный характер и могут быть представлены в виде функции времени a = a(t) (рис 3.1. а).

Рисунок 3.1 - Колебания частиц воздуха

Простейший процесс описывается синусоидой (рис. 3.1. б)

,

где a_max - амплитуда колебаний; w = 2p f - угловая частота; f - частота колебаний.

Гармонические колебания с амплитудой a_max и частотой f называются тоном. 

Сложные колебания характеризуются эффективным значением на временном периоде Т

Для синусоидального процесса справедливо соотношение

.

Для кривых другой формы отношение эффективного значения к максимальному составляет от 0 до 1.

В зависимости от способа возбуждения колебаний различают:

1.  плоскую звуковую волну, создаваемую плоской колеблющейся поверхностью (рис. 3.2. а);

2.  цилиндрическую звуковую волну, создаваемую радиально колеблющейся боковой поверхностью цилиндра;

3.  сферическую звуковую волну, создаваемую точечным источником колебаний типа пульсирующий шар (рис. 3.2. б).

Рис. 3.2. Звуковая волна: а) плоская; б) сферическая.

Основными параметрами, характеризующими звуковую волну, являются:

- звуковое давление p_зв, Па;

- интенсивность звука I, Вт/м².

- длина звуковой волны l, м;

- скорость распространения волны с, м/с;

- частота колебаний f, Гц.

Если в сплошной среде возбудить колебания, то они расходятся во все стороны. Наглядным примером являются колебания волн на воде. При этом следует различать скорость распространения механических колебаний u (в нашем случае видимые поперечные колебания воды) и скорость распространения возмущающего действия с (продольные акустические колебания).

С физической точки зрения распространение колебаний состоит в передаче импульса движения от одной молекулы к другой. Благодаря упругим межмолекулярным связям движение каждой из них повторяет движение предыдущей. Передача импульса требует определенной затраты времени, в результате чего движение молекул в точках наблюдения происходит с запаздыванием по отношению к движению молекул в зоне возбуждения колебаний. Таким образом, колебания распространяются с определенной скоростью. Скорость распространения звуковой волны с - это физическое свойство среды. Скорости распространения звуковой волны в различных средах представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Скорость распространения звуковой волны в различных средах.

Скорость звука в различных средах	с, м/с
Газы
Водород	1310
Гелий	1005
Кислород	326
Азот	337
Углекислый газ	268
Воздух	344
Водяной пар 130оС	450
Жидкости
Ацетон	1190
Этиловый спирт	1150
Метиловый спирт	1120
Бензин	1190
Глицерин	1959
Вода дистиллированная.	1495
Твердые материалы
Алюминий	5200
Сталь	5100
Никель	4800
Медь	3700
Дерево	2000 ¸3000
Пробка	500
Резина	70

Длина волны l равна длине пути, проходимого звуковой волной за один период Т:

где с - скорость звука, Т = 1/f.

Звуковые колебания в воздухе приводят к его сжатию и разрежению. В областях сжатия давление воздуха возрастает, а в областях разрежения понижается. Разность между давлением, существующем в возмущенной среде p_ср в данный момент, и атмосферным давлением p_атм, называется звуковым давлением (рис. 3.3). В акустике этот параметр является основным, через который определяются все остальные.

p_зв = p_ср - p_атм. (3.1)

Рис. 3.3. Звуковое давление.

Среда, в которой распространяется звук, обладает удельным акустическим сопротивлением z_A, которое измеряется в Па*с/м (или в кг/(м²*с) и представляет собой отношение звукового давления p_зв к колебательной скорости частиц среды u

z_A = p_зв/u = r*с, (3.2)

где с - скорость звука, м; r - плотность среды, кг/м³.

Для различных сред значения z_A различны (таблица 3.2).

Таблица 3.2