Глава 3 исследование производственного

ШУМА

Цель работы

Изучить основные характеристики шума, воздействие шума на организм человека и методы защиты от производственного шума.

Содержание работы

1. Ознакомиться с устройством и работой анализатора шума и вибрации прибором «Ассистент».

2. Рассчитать и сравнить эффективность защиты от шума различных видов звукоизолирующих устройств.

3. Сделать вывод о звукоизолирующих свойствах используемых материалов.

Теоретическая часть

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах.

Звуковая волна характеризуется звуковым давлением (Р, Па), интенсивностью (I, Вт/м²), частотой (f, Гц).

Звуковое давление показывает разность между мгновенным значением давления и средним давлением в невозмущенной среде. Именно на изменение давления в воздухе реагирует наш орган слуха. Чем больше давление, тем сильнее раздражение органа слуха и ощущение громкости звука.

При распространении звуковой волны в пространстве происходит перенос энергии; количество переносимой энергии определяется интенсивностью звука.

Интенсивность звука – количество звуковой энергии, проходящей в одну секунду через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны.

,

где:

I – интенсивность звука, Вт/м²;

W – звуковая энергия, Вт;

S – площадь, м².

Между интенсивностью звука и его звуковым давлением существует определенная зависимость:

где:

I – интенсивность звука, Вт/м²;

Р – звуковое давление, Па;

ρ – плотность среды, кг/м³;

с – скорость звука в этой же среде, м/с.

Для характеристики уровня шума используют не непосредственные значения интенсивности звука и звукового давления, которыми неудобно оперировать, а их логарифмические значения, называемые уровнем интенсивности звука или уровнем звукового давления.

Уровень интенсивности звука определяют по формуле:

,

где:

L_I – уровень интенсивности в децибелах (дБ);

I – интенсивность звука, Вт/м²;

I₀ – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости человеческого уха (I₀ – постоянная величина; I₀ =10^-12 Вт/м² на частоте 1000 Гц).

Человеческое ухо, а также многие акустические приборы реагируют не на интенсивность звука, а на звуковое давление, уровень которого определяется по формуле:

,

где:

Р – звуковое давление, Па;

Р₀ – пороговое звуковое давление (Р₀ – постоянная величина; Р₀ = 2 × 10^-5 Па на частоте 1000 Гц).

Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой 16 – 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм.

Восприятие человеком звука зависит от его частоты, интенсивности и звукового давления. Наименьшая интенсивность (I₀) и наименьшее звуковое давление (Р₀), воспринимаемое человеком на данной частоте, называется порогом слышимости. При f = 1000 Гц Р₀ = 2 × 10^-5 Па и I₀ = 10^-12 Вт/м².

Если Р = 20 Па и I = 10 Вт/м², то у человека возникают болевые ощущения – болевой порог.

Между этими порогами лежит область слышимости.

Для оценки уровня шума используются октавные полосы, то есть f₂/f₁ = 2. Граничные значения частот октавных полос и среднегеометрические частоты в октавных полосах (в скобках) таковы: 22 – 45 (31,5); 45 – 90 (63); 90 – 180 (125); 180 – 355 (250); 355 – 710 (500); 710 – 1400 (1000); 1400 – 2800 (2000); 2850 – 5600 (4000); 5600 – 11200 (8000). Спектры представляются в виде таблиц или графиков, используются для сравнения шумовых характеристик, нормирования шума и др.

Классификация шумов, воздействующих на человека