 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
|
Читайте также: |
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА
И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НИМ
Саратов 2012
Исследование производственного шума и методы борьбы с ними. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех направлений испециальностей СГТУ имени Гагарина Ю.А. /Сост. И.М. Учаева, В.А. Козин. Саратов: СГТУ, 2012. 28 с.
Рецензент: к.т.н. Танчик В.Е. доц. кафедры
«Природная и техносферная безопасность»
Одобрено
Учебно-методическим советом
Факультета экологии и сервиса
Института социального
и производственного менеджмента
Саратовского государственного
технического университета
имени Гагарина Ю.A.
© Саратовский государственный
технический университет, 2012
Цель работы – ознакомиться с параметрами шума, его нормированием, методикой измерения уровней шума, научиться экспериментально оценивать эффективность защитных экранов.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
Акустический шум — сочетание различных по частоте и силе звуков. Звук — упругие колебания частиц воздушной среды, которые воспринимаются органами слуха человека в направлении их распространения.
Шум является одним из вредных производственных факторов. Под его действием, как правило, повышается утомляемость, ухудшаются восприятие звуковых сигналов и разборчивость речи, нарушаются процессы пищеварения и кровообращения, возрастают энергозатраты организма при выполнении всех видов работ, ослабляется световосприятие. При длительном воздействии шума на человека могут возникать различные профессиональные заболевания - глухота, гипертония и т.п.
Физические характеристики шума: частота, интенсивность, звуковое давление.
Частотный диапазон восприятия шума находится в диапазоне 16 - 20000 Гц. Инфразвук имеет частоты менее 16 Гц, ультразвук - свыше 20 кГц. Устойчивый слышимый звук находится в диапазоне 1000 Гц - 3000 Гц.
Часть общей мощности источника шума, приходящаяся на единицу площади, проходящей через заданную точку звукового поля и расположенной перпендикулярно распространению звуковой волны, называется интенсивностью звука (I).
Единица интенсивности звука – ватт на метр в квадрате (Вт/м2).
Непосредственное измерение интенсивности звука связано с большими техническими трудностями. С помощью акустических приборов (шумомеров) сравнительно просто измеряется так называемое звуковое давление (Р), связанное с интенсивностью звука (I) следующей зависимостью:
,
где P– звуковое давление, Па; r – плотность среды, кг/м3; c – скорость звука, м/с.
Характерной особенностью абсолютных значений звукового давления, интенсивности звука является большой диапазон, в пределах которого они могут изменяться. Поэтому для удобства вычислений принято оценивать звуковое давление, или интенсивность звука не в абсолютных, а в относительных единицах (белах, децибелах) по отношению к пороговым значениям. Измеренные таким образом величины называются уровнями.
Бел (Б) – это десятичный логарифм отношения интенсивности звука в данной точке к пороговому значению:
,
где I– интенсивность звука в данной точке, Вт/м2; I0– пороговое значение уровня интенсивности, I0 = 10–12 Вт/м2.
Уровень звукового давления в 1 дБ примерно равен уровню интенсивности звука при нулевом уровне 10−12 Вт/м2.
Если обозначить однократное увеличение в 10 раз как 1 бел, то уровень шума реактивного самолета соответствует 13-14 белам. Поскольку бел оказывается слишком большой величиной; удобнее пользоваться более мелкими единицами – децибелами. Децибел (дБ) - одна десятая бела.
В децибелах выражают уровень звукового давления, в этом случае меньшая величина звукового давления обычно соответствует значению 2.10−5 Н/м2 (Па), обозначаемому как пороговое значение звукового давления.
Уровень интенсивности или звукового давления (L), дБ, определяется по формуле
,
где P0 – пороговое значение звукового давления.
Зависимость между интенсивностью звука, звукового давления и уровня звука в воздухе при комнатной температуре и нормальном давлении на уровне моря представлена в табл. 1.
При исследовании шумов обычно весь слышимый диапазон звуковых колебаний по частоте разбивается на отдельные полосы, каждая из которых характеризуется граничными частотами нижней (fн), верхней (fв) и средней (fcp). За среднюю частоту полосы принято принимать среднегеометрическую частоту, определяемую по формуле:
Чаще всего применяются октавные и третьоктавные полосы.
Октавная полоса (октава) - это такая частотная полоса, в которой верхняя граничная частота в два раза больше нижней частоты.
При гигиенической оценке шума и его нормировании акустический диапазон частот разделяют на девять октавных полос со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.
Таблица 1
Интенсивность, звуковое давление и уровень звука в воздухе
при комнатной температуре и нормальном давлении на уровне моря
| Интенсивность, Вт/м2 | Звуковое давление, Па | Уровень звука, дБ |
| 100 000 000 | 200 000 | |
| 10 000 000 | ||
| 1 000 000 | 20 000 | |
| 100 000 | ||
| 10 000 | 2 000 | |
| 1 000 | ||
| 0,1 | ||
| 0,01 | ||
| 0,001 | ||
| 0,0001 | 0,2 | |
| 0,00001 | ||
| 0,000001 | 0,02 | |
| 0,0000001 | ||
| 0,00000001 | 0,002 | |
| 0,000000001 | ||
| 0,0000000001 | 0,0002 | |
| 0,00000000001 | ||
| 0,000000000001 | 0,00002 |
При нормировании и измерении шума учитываются как физические характеристики, так и физиологические особенности восприятия и воздействия шума на человека. Человек, конечно, в состоянии сам без измерительных приборов оценить звуки по их тональности и громкости. Однако такая оценка будет не только субъективной, но и недостаточной. Это обусловлено тем, что громкость как субъективная оценка интенсивности возбуждения органов слуха волнами давления, и вредное воздействие шума на человека зависит не только от величины звукового давления, но и от частоты волн. Например: высокочастотный шум оказывает более вредное влияние на человека, чем равный ему по громкости низкочастотный. При этом величина звукового давления низкочастотного шума в десятки и сотни раз может превышать звуковое давление высокочастотного шума, равного по громкости низкочастотному.
Таким образом, категория «громкость» или эквивалентная ей категория «сила звука» могут быть использованы только для ориентировочной оценки шума. Объективная же информация о характеристиках шума может быть получена путем измерения звукового давления в различных диапазонах (октавных полосах) частот.
Получить представление об уровнях звукового давления различных источников шума можно из табл. 2.
Таблица 2
Физические характеристики шума
| Источник шума | Уровень звукового давления, дБ | Звуковое давление ΔP, Па (H/м2) | Интенсивность звука I, Вт/м2 |
| Предел чувствительности челове-ческого уха (порог слышимости) | 2∙10–5 | 10–12 | |
| Шорох листьев. Слабый шепот на расстоянии 1 м | 6,5∙10–5 | 10–11 | |
| Тихий сад. Мерный шелест морского прибоя | 2· 10–4 | 10–10 | |
| Тихая комната | 6,5∙10–4 | 10–9 | |
| Шум в жилом помещении. Негромкая музыка. Обычный разговор на расстоянии 1 м | 2· 10–3 | 10–8 | |
| Слабая работа громкоговорителя. Шум в учреждении с открытыми окнами | 6,5∙10–3 | 10–7 | |
| Громкий радиоприёмник. Легковой автомобиль на расстоянии 1м | 2∙10–2 | 10–6 | |
| Шум мотора грузового автомобиля | 6,5∙10–2 | 10–5 | |
| Шумная улица | 2· 10–1 | 10–4 | |
| Шум от металлорежущих станков. Автомобильный гудок. | 6,45∙10–1 | 10–3 | |
| Клепка. Шум экскаватора на расстоянии 3 м | 2,0 | 10–2 | |
| Пневмомолот. Шум от мотоцикла. Автомобильная сирена | 6,45 | 10–1 | |
| Реактивный двигатель на расстоянии 5 метров. Сильные удары грома | |||
| Болевой предел; звук уже не слышен | 64,5 | ||
| Старт ракеты |
Измерители шума - шумомеры - проградуированы для измерения уровней звуковых давлений в дБ. Кроме уровней звуковых давлений, шумомеры позволяют измерить уровень звука в дБА, определяемый на временной характеристике «медленно» и рассчитываемый по формуле
,
где PA — среднее квадратическое значение звукового давления с учетом коррекции «А» шумомера, Па.
Поиск по сайту: