Защита от шума, инфро- и ультразвуков.

В качестве звука мы воспринимаем упругие колебания, распространяющиеся волнообразно в твердой, жидкой или газообразной среде. В зависимости от среды получаются структурные или корпускные и воздушные шумы.

Параметры, характеризующие звук:

• f -Частота в Герцах (Гц)

  • До 16 Гц - инфрозвук (мы его не слышим)

  • От 16 до 20 кГц – слышимый звук

• - Длина волны (метры)

• - Скорость звука (м/с)

• Период колебаний

• Акустическая мощность – количество звуковой энергии, излучаемой источником в единицу времени

• P [Па] звуковое давление – давление дополнительное к атмосферному, вызванное звуковой волной

• I интенсивность звука (Вт/м^2) – количество звуковой энергии проходящей в секунду через единицу поверхности перпендикулярной направлению распространения волны

  • где Ф – фактор направленности для точечных источников звука Ф=1; - телесный угол излучения, если источник находится на поверхности то равно 2пи, если в пространстве то 4пи; r – расстояние до источника.

• Громкость – воспринимаемая ухом интенсивность звука

Согласно закону Веббера-Фехтнера, ощущения человека пропорциональны логарифму раздражения.

• L – уровень звука.

  • – акустическая мощность на пороге слышимости звука на частоте 1000Гц равна 10^-12 Вт.

  • при частоте в 1000 Гц.

  • акустическая мощность на пороге слышимости, при частоте в 1000 Гц.

• Кривые равной громкости.

  • L 120-130 дБ

болевой порог

Порог слышимости

3000 F, Гц

Воздействие шума, инфро и ультразвука на человека.

Инфрозвук – человечество не слышит, но ощущает это воздействие. Воздействие инфрозвука приводит к головной боли, колебаниям внутренних органов, при очень больших интенсивностях возможен разрыв внутренних органов. Инфрозвук вызывает у человека чувство страха, нервное расстройство и нарушение деятельности вестибулярного аппарата.

Слышимый звук – перегрузка слухового аппарата. При больших уровнях возможен разрыв барабанных перепонок. Шум воздействует на центральную нервную систему, на сердечно-сосудистую систему, на желудочно-кишечный тракт. Шумом называют всякий, мешающий человеку звук. Большие уровни шума снижают работоспособность человека. Однако в абсолютной тишине человеку тоже плохо.

Ультразвук – человечество не слышит. Он оказывает воздействие на нервную систему, а также изменяет давление и состав крови.

Классификация шума.

По источнику возникновения:

• Механический шум – это шум, возникающий в результате движения отдельных деталей и узлов машинных механизмов, т.е. в результате взаимодействия кинематических пар.

• Аэродинамический шум – это шум, возникающий при больших скоростях движения газообразных сред.

• Электромагнитный шум – это шум, возникающий в радиоустройствах под влиянием переменных магнитных полей.

По спектру шума:

• Тональный – присутствует один тон, на протяжении одной октавы.

• Сплошной шум – на протяжении одной октавы присутствуют все частотные составляющие.

• Комбинированный спектр – когда один тон значительно выше чем все остальные.

Октава – это диапазон частот в котором верхняя частота в два раза больше чем нижняя. Обозначается октава по средней геометрической частоте:

Определение суммарного уровня шума от нескольких источников.

1. …

2. …

Нормирование слышимого звука, шума.

1. По предельному спектру (нормы)

Уровень звукового давления в октавных полосах частот	63	125	…	8000 Гц	дБА – общий уровень шума

Нормирование инфрозвука.

Нормируется уровень звукового давления на частотах 2 Гц, 4 Гц, 8 Гц, … 31,5 Гц.

Нормирование ультразвука.

Нормирование происходит в 1/3 диапазоне октавы. Т.е. октава разбивается на 3 части. Первая частота: 12500 Гц. Последняя частота: 100 000 Гц.

Приборы для измерения шума.

Шумомер – измеритель уровня звукового давления. Если к шумомеру подключен акустический октавный фильтр, то мы получаем давление в октавных полосах частот (дБА).

Анализаторы шума – получение спектра шума.

Методы борьбы с шумом.

Организационно-технические мероприятия:

• замена шумного оборудования на мене шумное

• рациональное размещение оборудования

• планирование времени работы шумного оборудования

• автоматизация процессов

• озеленение

Уменьшение шума в источнике механизма. Причины:

• Соединение в кривошипно-шатунных механизмах

• Дефекты в узлах и деталях

• Некачественный монтаж оборудования на производственной площадке

• Нарушение правил эксплуатации

• Дисбаланс

• Несвоевременный и некачественный ремонт.

Лекция №7.

Специальные материалы и конструкции могут уменьшить уровень шума.

Разделив все на , получим:

– коэффициент звукопоглощения

- звукоотражения

- звукопропускания

Человек слышит сумму прямого и отраженного звука.

B – постоянная помещения; В=А/1-, А – эквивалентная площадь звукопоглощения (м^2); A=, т.е. полная поверхность помещения (потолок, пол, стены), α – полное поглощение помещения.

(им обычно пренебрегают)

Ф – фактор направленности

Omega – телесный угол излучения

Экспериментальный способ определения звукопоглощения в помещении по экспериментальным измерениям.

Реверберация – процесс снижения интенсивности остаточного звучания в помещении, после прекращения действия источника звука.

Время реверберации, – это время в течении которого, уровень звука уменьшится на 60 дБ.

Определяем фактический уровень прямого звука, если он меньше нормируемого, то определяем фактический уровень шума как прямой так и отраженный. Если сумма прямого и отраженного меньше нормы, то необходимо уменьшить отраженный звук, - такой метод борьбы с шумом называется звукопоглощение.

Если прямой звук выше нормы, то необходимо оградить человека от прямого звука – это метод звукоизоляции.

3.1 Звукопоглощение

3.2 Звукоизоляция

3.3 глушители аэродинамического шума

3.4 индивидуальные средства защиты от шума

Глушители аэродинамического шума – метод глушения шума, который использует особые материалы и конструкции.

Метод звукопоглощения.

Звукопоглощение – метод борьбы с шумом, который проводится посредством использования звукопоглощающих способностей материалов и конструкций, т.е. материалов с большим коэффициентом α. Уменьшение шума происходит за счет превращения звуковой энергии в тепло при прохождении через звукопоглощающий материал, за счет трения или в механические колебания. Коэффициент α зависит от частоты падающего звука и от свойств самого материала. Звукопоглощающие материалы бывают нескольких типов:

1. Волокнисто-пористые материалы – поролон, вата, акустическая штукатурка (лучше всего поглощают высокие частоты)

2. Материалы мембранного типа – пленка, клеенка, фанера, натянутые на каркас (лучше всего поглощают низкие частоты). В этих материалах происходят колебания этих натянутых на каркасную конструкцию самих материалов, под воздействием акустической волны и за счет внутреннего трения кинематическая энергия превращается в тепло.

3. Резонансные поглотители - резонатор геймгольца. Поглощает определенную частоту.

Способы использования звукопоглощающих материалов:

• Облицовка поверхности

• Подвесные потолки

• Кулисы

• Объемные поглотители

Порядок расчета эффективности метода звукопоглощения.

Прежде чем считать эффективность метода звукопоглощения надо определить:

1. Уровень звука на рабочем месте от прямого звука выше нормы или ниже. Если уровень прямого звука выше нормы, то метод звукопоглощения не обеспечит нормы и считать уже ничего не надо!!! Если уровень прямого звука меньше нормы, а сумма прямого звука и отраженного звука выше нормы, тогда метод звукопоглощения может дать хорошие результаты и добиться удовлетворения норм по шуму.

• Тогда обеспечим нормы. Метод не дает больше 15 дБ.

Метод звукоизоляции: если прямой звук выше нормы, то для обеспечения нормативного уровня шума необходимо использовать метод звукоизоляции. Звукоизоляции метод создания специальных строительных конструкций (перегородки, экраны, кожухи), препятствующих распространению шума из одного помещения или части помещения в другое. Звукоизолирующие материалы большей частью отражают звуковую волну. Характеризуется звукоизолирующая способность формулой: , дБ – отношение падающей энергии к прошедшей.

Фактическая звукоизоляция:

Эквивалентная площадь звукопоглощения тихого помещения

Q – масса или вес отнесенной к поверхности перегородки

F – любая частота от 45Гц до граничной частоты.

Граничная частота рассчитывается по формуле:

Граничная частота - это частота начала прекращения роста звукоизоляции. Дальше начинается область волновых совпадений, - частота звука совпадает с собственными частотами волновых колебаний перегородки (длится 1,5-2 октавы: за одну октаву частота изменяется в 2 раза, т.е. будет 4).

- для 4й зоны.

Глушители аэродинамического шума.

Глушители шума бывают активные и реактивные.

Активные глушители шума основаны на принципе поглощения звуковой энергии слоями звукопоглощающего материала. В них звуковая волна скользит вдоль абсорбента и за счет трения теряет часть колебательной энергии.

Примеры активные глушителей шума:

1. Трубчатые глушители шума

- длина обечайки, d – диаметр трубы

2. Пластинчатые глушители шума

П – периметр пластины, S – площадь плоскости

3. Глушители пространственного типа

4. Насыпные глушители

Реактивные глушители шума основаны на принципе акустического фильтра.

1. Камерные

   1. Однокамерные

Попадая в расширенную область, акустический поток много раз переотражается и идет в горловину. В горловине образуется волновая пробка.

F – площадь сечения горловины, А – эффективность в камере.

2. Двухкамерные

Поток дважды проходит горловины между камерами и выходную горловину.

2. Резонаторные (основаны на принципе резонат. Геммгольца)

Размер горловины и расширенной области определяет колебания камеры. В камере возникает стоячая волна и выхода энергии в горловину уже нет, но только для тех, частота которых совпадает с собственной частотой камеры.

Индивидуальные средства зашиты от шума.

1. беруши

2. наушники

3. Шлемофоны

4. Вкладыши

Борьба с инфрозвуком.

1. Повышение жесткости конструкции

2. Устранение возможных низкочастотных вибраций

3. Установка глушителей реактивного типа.

Защита от ультразвука.

1. Использование более высоких частот

2. Использование звукоизолирующие кожухи

3. Использовать звукоизолирующие экраны

4. Располагать или человека или установку в специальных кабинах

5. Выгрузка и загрузка в ультразвуковые ванные необходимо производить с виброгасящими ручками.

<<<<<<<<< КОНЕЦ МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПЕРВОГО РУБЕЖА>>>>>>>>>> сдача 10 октября в пон.