АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

РАСЧЕТ средств защиты от шума

Читайте также:
  1. B) средство платежа
  2. C. Измерение шума. Шумомеры
  3. D. Акустический расчет
  4. I. Расчет номинального значения величины тока якоря.
  5. I. Расчет режимов резания на фрезерование поверхности шатуна и его крышки.
  6. I. Расчет тяговых характеристик электровоза при регулировании напряжения питания ТЭД.
  7. I: Кинематический расчет привода
  8. II. Расчет и выбор электропривода.
  9. II. Расчет номинального значения величины магнитного потока.
  10. II. Расчет силы сопротивления движению поезда на каждом элементе профиля пути для всех заданных скоростях движения.
  11. II.3 Языковые средства французской рекламы
  12. II: Расчет клиноременной передачи

Практическое занятие №6

Проф., к.т.н. Муравьев В.А.

 

Основные понятия и определения

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

При колебаниях частиц среды в ней возникает переменное давление, называемое звуковым давлением Р, Па.. Уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ),определяется по формуле , где P0 = пороговое звуковое давление, равное 2*10-5 Па.

Для частотной характеристики шума звуковой диапазон разбивают на октавные полосы частот, где верхняя граничная частота f в равна удвоенной нижней частоте f н, т.е.

f в/ f н = 2. Октавная полоса характеризуется среднегеометрической частотой .

Уровень звука – это измеренное значение шума с учетом коррекции, приближенно отражающей чувствительность человеческого уха (по шкале А шумомера), измеряемое в дБ А.

Уровни звука и звукового давления в октавных частотах для основного оборудования металлургического производства приведены в табл. 1.

 

Таблица 1. Уровень звукового давления в рабочей зоне промышленного

оборудования

 

Наименование оборудования Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука, дБА
31,5                
                       
  ДСП -5                    
  Конвертер - 100 т                    
  ДСП – 200т                    
  Молотковая дробилка                    
  Вентиляция цеха                    
  Мартеновская печь 300 т                      
  Колпаковая печь                    
  Нагревательная печь                    
  Агрегат резки листа                    
  Стан 450, клеть                    
  Участок формовки                    
  Участок очистки литья                    
  Участок бегунов                    

 

СН 2.2.4/2.1.8.562.96. «Шум на рабочем месте, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» устанавливает предельно – допустимые уровни постоянного шума, который при действии на работающего в течении 8-часового рабочего дня не приносит вреда здоровью (табл. 2).

 

Таблица 2. Предельно допустимые уровни звукового давления, уровня звука эквивалентные уровни для основных видов трудовой деятельности

 

№ п/п   Вид трудовой деятельности Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука, дБА
31,5                  
  Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, программирование, преподавание и обучение.                    
  Высококвалифицированная работа, рабочие места в помещениях цехового управленческого аппарата, в лабораториях                                        
  Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах                    
  Рабочие места за пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону, в помещениях лабораторий с шумным оборудованием                                        
  Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных в п.п. 1- 4) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий                    

 

Снижение уровня шума, распространяющегося по воздуху, наиболее радикально может быть осуществлено устройством на пути его распространения звукоизолирующих преград. Принцип звукоизоляции заключается в том, что большая часть падающей на преграду звуковой энергии отражается и лишь незначительная ее часть проникает через преграду. Звукоизоляцией называется ослабление звуковой энергии при передаче ее через преграду.

Звукоизолирующая способность материала и конструкции оценивается в дБ и определяется по формуле:

R = 10 lg , (1)

где Рпад - акустическая мощность, падающая на преграду, Вт; Рпр – акустическая мощность, прошедшая через преграду, Вт.

Механизм передачи звука через ограждения состоит в том, что звуковая волна, падающая на ограждение, приводит его в колебательное движение с частотой, равной частоте звуковых колебаний. В результате ограждение становится источником звука и излучает его в окружающую среду. Количество прошедшей звуковой энергии растет с увеличением амплитуды колебаний. Кроме того, характер и значения звукоизоляции ограждения в значительной степени зависит от частоты падающего звука.

В первом частотном диапазоне на низких частотах (f < 100 Гц) вблизи частот собственных колебаний ограждения звукоизолирующие качества ограждения определяются его жесткостью и внутренним трением материала.

Во втором частотном диапазоне (100 < f < 3500 Гц) звукоизоляция зависит от массы ограждения и частоты падающего звука

В третьем частотном диапазоне (f > 3500 Гц) звукоизоляция однослойного ограждения значительно снижается из-за эффекта волнового совпадения, наступающего при равенстве длин волны падающего звука и изгибных колебаний ограждения.

Критическая частота волнового совпадения определяется по формуле:

f кр = (2)

Здесь Е – модуль упругости, Па; h – толщина ограждения, м; - плотность материла ограждения, кг/м3; с – скорость распространения звука в воздухе, м/с; - коэффициент Пуассона; - угол падения звуковых волн на ограждение.

На частотах в области волнового совпадения звукоизоляция ограждения снижается на 10 – 20 дБ, а сама область пониженной звукоизоляции занимает интервал частот примерно в одну октаву.

На частотах f > 2 f кр звукоизоляция может быть рассчитана по формуле:

R = , (3)

где η - коэффициент внутренних потерь ограждения.

Звукоизоляция двухслойных ограждений с воздушным промежутком между стенками эффективнее однослойной преграды равной массы. Звукоизоляция двойных ограждений помимо факторов, определяющих ее для однослойных ограждений, также зависит от толщины воздушного промежутка и соотношения поверхностной плотности каждого из ограждений.

Звукоизоляция ограждений (стен, кожухов, экранов) должна обеспечивать снижение шума на рабочих местах до уровней, допустимых по нормам, во всех октавных полосах со среднегеометрическими частотами (табл. 2). Требуемая звукоизоляция рассчитывается отдельно для каждой конструкции помещения (стены, окна, перекрытия и др.) и для каждой из указанных октавных полос по следующим формулам:

- при проникновении шума из одного помещения в другое

R тр= L – 10 lg B и + 10 lg SL доп + 10 lg n, (4)

 

- при проникновении шума с прилегающей территории в помещение

R тр = L + 10 lg S - 10 lg B и- L доп + 10 lg n + 6, (5)

- при проникновении шума из помещения на прилегающую территорию

R тр= L + 10 lg S - 15 lg r - L доп+ 10 lg n - 11, (6)

- при использовании звукоизолирующих кожухов

R пр= L - L доп - 10 lg α + 5, (7)

где L - октавный уровень звукового давления в помещении, дБ; B - постоянная защищаемого от шума помещения, м; S - площадь ограждающей конструкции, через которую проникает шум в помещение, м2; L - допустимый октавный уровень звукового давления в защищаемом помещении, дБ; n - общее число ограждающих конструкций или их элементов, через которые проникает шум; r - расстояние от ограждающей конструкции до источника шума; - коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей кожуха (α = 0,5 – 0,7)

Постоянная помещения B в октавных полосах частот определяется по формуле:

Bи= B1000∙μ, (8)

где B 1000 - постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, определяемая по табл.3 в зависимости от объема (V) и типа помещения; μ - частотный множитель, определяемый по табл.4.

 

Таблица 3. Определение постоянной помещения B 1000

Описание помещения B 1000
  С небольшим числом людей (металлургическое производство, металлообрабатывающие цеха, машинные залы и т. п.)   V/ 20
  С жесткой мебелью и большим числом людей или с небольшим числом людей и мягкой мебелью (лаборатории, кабинеты, деревообрабатывающие цехи и т. п.)     V/ 10
  С большим числом людей и мягкой мебелью (конструкторские бюро, аудитории учебных заведений, операторские и т. п.)   V / 6
  Помещения со звукопоглощающей облицовкой потолка и части стен   V / 1,5

 

Таблица 4. Значения частотного множителя μ

Объем помеще- ния, м3 Октавные полосы частот со среднегеометрическими частотами
31,5              
< 200 0,82 0,8 0,75 0,7 0,8 1,0 1,4 1,8
200-1000 0,67 0,65 0,62 0,64 0,75 1,0 1,5 2,4
> 1000 0,52 0,5 0,5 0,55 0,7 1,0 1,6 3,0

 

Звукоизоляция сплошной преграды уменьшается при наличии в ней оконных и дверных проемов и определяется как

R = Rс - lg | 1 + (S 0/ S с) (100,1 (R c- R 0)- 1)|, (9)

где R c, R 0, – звукоизоляция, соответственно, глухой части стены и окна или дверью в данной октавной полосе частот, дБ; Sc - площадь стены, включая окно или дверь, м2; S0 - площадь окна или двери, м2; Возможное снижение звукоизоляции необходимо учитывать при расчете звукоизолирующих устройств путем увеличения требуемой звукоизоляции на эту величину.

Расчет звукоизолирующих устройств

Расчет проводят в следующей последовательности:

1.Выбираем материал ограждающей конструкции: стены, перегородки, кожуха и т.п

2. По формулам (4. – 7) для конкретных условий определяем требуемую звукоизоляцию (R тр). В случае необходимости следует учесть влияние на звукоизоляцию оконных и дверных проемов.

3. Определяем толщину материала однослойного ограждения для максимального значения требуемой звукоизоляции по формуле:

R тр= 20 lg ρh + 20 lg f - 47,5, (10)

где f - частота звука, соответствующая максимальному значению требуемой звукоизоляции.

4. Строим частотную характеристику звукоизоляции однослойного ограждения (стены, перекрытия и т.л.) толщиной h (толщина рассчитана в п. 3). Частотная характеристика звукоизоляции однослойного ограждения с поверхностной плотностью от 100 до 1000 кг/ м2 определяется графическим способом путем построения ломаной линии аналогичной линии АВСD, представленной на рис.1.

Координаты точек В (f; R) определяют по графикам, представленных на рис. 2. в зависимости от толщины (f) и поверхностной плотности материала (m n).

Построение частотной характеристики производится следующим образом: из точки B влево проводится горизонтальный отрезок AB, а в право проводится отрезок ВС с наклоном 7,5 дБ на октаву до точки С с ординатой R = 60 дБ; из точки С горизонтальной отрезок CD.

Рис. 1.Частотная характеристика однослойной звукоизоляции

 

Рис. 2. Графики для определения координат точки B частотной характеристики

одинарной звукоизоляции:1 – для ограждения из материалов с плотностью 1800 кг/ м3; 2 – то же, с плотностью < 1200 кг/ м3

Частотная характеристика звукоизоляции однослойной тонкой ограждающей конструкции из металла, стекла и других материалов определяется также графическим способом и имеет вид, показанный на рис.3

 

.

 

 

Рис.3. Частотная характеристика однослойной звукоизоляции

из металла или стекла

 

Координаты точек B и C следует определять по табл.5 в зависимости от предварительно определенной толщины материала. Наклон отрезка ВА на графике следует принимать 5 дБ на каждую октаву; наклон отрезка CD равен 8 дБ на октаву.

 

Таблица 5. Определение координат точек В и С

Материал f в f с В С
C таль 6000/ h 12000/ h    
Алюминиевые сплавы 6000/ h 12000/ h    
Стекло силикатное 8000/ h 12000/ h    
Асбестоцементные плиты 11000/ h 22000/ h    
Сухая гипсовая штукатурка 19000/ h 38000/ h    

 

5. Наносим на график частотной звукоизоляции найденные значения требуемой звукоизоляции (смотри п.3). Если значения требуемой звукоизоляции превышают частотную характеристику звукоизоляции ограждения необходимо несколько увеличить толщину ограждения до значений, при которой частотная характеристика звукоизоляции будет равна или несколько выше требуемой звукоизоляции. Для проверки соответствия необходимо для новой толщины графическим методом определить звукоизоляцию и сравнить с требуемой.

 

Задача 1. Рассчитать толщину звукоизолирующего устройства, обеспечивающего снижение шума на рабочем месте до допустимых величин. Варианты заданий представлены в табл. 6.

 

Таблица 6. Варианты заданий к задаче 1.

№   Источник шума Размеры изолируемого помещения, м Характер изоли- руемого помещения Матери- Ал конструкции Плотность материала г/см3 Примеча-ние
             
1. Участок ДСП 36 х 18 х 6 Лаборатория Кирпич 1,6  
2. Конвертор 84 х 18 х 8 Производственное помещение Железо- Бетон 2,6  
3. ДСП – 200 т 18х 6 х 6 Административ- ные службы Кирпич 1,6 Окна, S= 3 кв.м
4. Молотковая дробилка 24 х 12 х 6 Операторская     Наличие двери, 4 м
5. Вентиляционная конвертор ного цеха   32 х 24 х 8 Производствен- ное помещение Железобетон 2,6  
6. Мартеновская Печь 300 т 18 х 9 х 6 Лаборатория Кирпич 1,6  
7. Колпаковая печь 38 х 21 х 9 Производствен- ное помещение Кирпич 1,6  
8. Нагреватель- Ная печь 18 х 9 х 6 Диспетчерская Служба     Окна S = 6 кв.м
9. Резка листа 8 х 6 х 4 Пульт управления Кирпич 1,6 Окна 3 кв.м, дверь 2 кв.м
10. Стан 450 15 х 6 х 6 Кабина наблюдения Кирпич 1,6 Окно S = 4 кв.м
11. Участок формовки 18 х 9 х 6 Конструкторс- кое бюро Кирпич 1,6  
12. Участок очистки литья 21 х 9 х 6 Произвдствен- пое помещение Железо- Бетон 2,6  

 

Расчет звукопоглощающих устройств

Под звукопоглощением понимают свойство поверхностей уменьшать интенсивность отраженных ими звуковых волн за счет преобразования звуковой энергии в тепловую. Коэффициент звукопоглощения характеризует потерю энергии при отражении звуковой волны от твердой поверхности. Коэффициент звукопоглощения зависит от свойств поверхности, частоты звука и угла падения звуковых волн.

Наиболее распространенными звукопоглощающими материалами являются пористые волокнистые изделия и материалы, закрытые со стороны помещения перфорированными экранами, которые защищают звукопоглощающий материал от механических повреждений и обеспечивают удовлетворительный декоративный вид. Толщина звукопоглощающего материала принимается равной 50 – 100 мм.

Звукопоглощающие облицовки обычно размещают на потолке и стенах. Площадь обрабатываемой поверхности для достижения максимально возможного эффекта должна составлять не менее 60 % общей площади поверхностей. При необходимости снижения шума преимущественно в области низких частот, звукопоглощающие материалы следует располагать от поверхности стен на 100 – 150 мм, оставляя между потолком и стеной воздушный зазор.

В табл.7. представлены коэффициенты звукопоглощения наиболее распространенных звукопоглощающих материалов.

 

Таблица 7. Коэффициент звукопоглощения различных материалов

№ п Материал, изделие, конструкция, размеры Тол-щина, мм Коэффициент звукопоглощения (α обл) при среднегеометрической частоте октавной полосы 31 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
                       
1. Плиты марки ПА/О с несквозной перфорацией размером 500 х 500 мм     0,01   0,02   0,03   0,17   0,68   0,98   0,86   0,45   0,20
2. Плиты марки ПА – С   0,01 0,02 0,05 0,43 0,98 0,90 0,79 0,45 0,19
3. Минераловатные акустические плиты   0,15 0,02   0,05 0,21 0,66 0,91 0,95 0,89 0,70
4. Акустические плиты “Акминит”   0,15 0,02 0,11 0,30 0,85 0,90 0,78 0,73 0,59
5. Акустические плиты “Акмигран”   0.15 0,02 0,11 0,30 0,85 0,90 0,78 0,78 0,59
6. Плита АГП гипсовая с заполнением из минеральной ваты     0,01   0,03   0,09   0,26   0,54   0,94   0,67   0,40   0,39
7. Минераловатная плита   0.01 0,01 0,31 0,70 0,95 1,00 0,69 0,50 0,30
8. Стеклоткань типа Э – 01   0,05 0,10 0,31 0,70 0,95 0,69 0,59 0,50 0,30
9. Стальной войлок   0,15 0,30 0,35 0,36 0,40 0,50 0,75 0,70 0,68
10. Просечно-вытяжной лист   0,20 0,30 0,35 0,36 0,40 0,50 0,75 0,70 0,68
11. Просечно-вытяжной лист   0,15 0,25 0,30 0,35 0,45 0,80 0,85 0,96 0,95
12. Супер тонкое стекловолокно   0,10 0,15 0,47 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,96
13. Гипсовая плита, перфорация по квадрату   0,02 0,03 0,42 0.82 0,81 0,69 0,58 0,59 0,58
14. Просечно-вытяжной лист, перфорация 74 %   0,35 0,50 0,93 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
15. Перфорированная алюминиевая панель   0,10 0,12 0,23 0,90 1,00 1,00 0,97 0,97 0,92
16. Прошивные минераловатные маты   0,10 0,10 0,35 0,75 1,00 0,95 0,90 0,92 0,95

 

Снижение шума звукопоглощающим материалом определяется по формуле

L = 10 lg , (11)

где В – постоянная помещения до обработки звукопоглощающим материалом и определяется по формуле 7.8; В 1 - постоянная помещения после обработки помещения звукопоглощающим материалом; ψ и ψ1 - коэффициенты диффузности до и после обработки помещения, определяемые по рис. 4.

Рис.4 Зависимость коэффициента диффузности от постоянной помещения В и площади ограждения S огр

 

Постоянная помещения после обработки звукопоглощающим материалом определяют по формуле:

В 1 = , (12)

где А – суммарное звукопоглощение ограждающих конструкций, м2, определяется следующим образом:

А = α (S огр - S обл), (13)

где α - средний коэффициент звукопоглощения ограждающих конструкций; S огр и S обл.- площади ограждающих и звукопоглощающих конструкций, определяемый по формуле:

; (14)

ΔА - звукопоглощение звукопоглощающих конструкций, м2, равное

ΔА=αобл ּ Sобл

Значения коэффициента αобл представлены в табл.7.

α1 - коэффициент звукопоглощения помещения со звукопоглощающими конструкциями рассчитывается по формуле:

 

α1 = (Δ А + А) / S огр (15)

 

Расчет звукопоглощающих устройств проводят в следующей последовательности:

1. Выбрать звукопоглощающий материал и определить суммарную площадь обработки стен и потолка данным материалом (не менее 60 %);

2. Определить значения всех составляющих снижения шума (формулы 11 – 15) и последовательно занести в табл. 8

3. Сделать вывод об эффективности звукопоглощающих устройств.

 

Таблица 8. Расчет снижения октавных уровней звукового давления

звукопоглощающим материалом

№ п   Величина Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
31,5                
1. В1000 табл. 1                  
  μ табл.2                  
3. В = В1000 х μ                  
4. В / S огр.                  
5. ψ рис. 6                  
6. α Обл (табл.6)                  
7. ΔА = α обл ·Sобл                  
8. Α= В/ S огр / В S огр + 1                  
9. А = α (Sогр – Sобл)                  
10. Α1 = А +Δ А / Sогр                  
11. В1= А +ΔА/1-α 1                  
12. В1 / S огр                  
13. Ψ1 Рис. 6                  
14. ΔL = 10lg В1 х ψ1/Bхψ                  

 

Задача 3. Определить снижение шума в производственных помещениях при использовании звукопоглощающих материалов. Варианты заданий представлены в табл.9.

 

Таблица 9. Расчет звукопоглощающих устройств

Номер ва- Рианта (источник шума) Размеры производственного Помещения, м Площадь Облицов- ки, кв.м Звукопоглощающий Материал (табл. 6)
Длина Ширина Высота
1.     6,2    
2.     7,0    
3.     6,2    
4.     5,0    
5.     7,8    
6.     6,0    
7.     8,5    
8.     10,0    
9.     6,0    
      6,0    
11.     12,0    
12.     4,5    
13.     4,5    

Примечание: номер варианта соответствует источнику шума, указанного в табл..8

 

Литература

1. Защита от шума и вибрации в черной металлургии. Заборов В.И., Клячко Л.Н., Росин Г.С. -М.: Металлургия, 1988, 216с.

 


Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.022 сек.)