Загальні теоретичні положення

Виробничий шум – це невпорядковане сполучення, різних по силі і частоті коливань, що виникають при роботі машин, пристроїв та устаткування на виробництві, що викликають неприємні відчуття.

Виробничий шум характеризується наступними акустичними величинами:

- звуковим тиском;

- інтенсивністю;

- потужністю;

- частотою коливань;

- спектром шуму;

- швидкістю розповсюдження;

- довжиною звукової хвилі;

- сумарним рівнем шуму декількох джерел.

Звуковий тиск визначається амплітудою коливань, чим більше амплітуда, тим голосніше відчувається звук. Слуховий орган людини здатний сприймати досить великий діапазон звукового тиску від 2•10^-5 до 2•10² Па. Тому для зручності обчислення та оцінки, звуковий тиск визначається у відносних одиницях – децибелах.

(4.1)

де р – виміряний звуковий тиск, Па;

р₀ – порогове значення, рівне 2•10^-5 Па.

Інтенсивність шуму визначається кількістю звукової енергії, що проходить через одиницю площі у Вт/м². Рівень інтенсивності шуму в дБ рівний:

(4.2)

де I – інтенсивність звуку, Вт/м²;

I₀ – умовний нульовий рівень інтенсивності, рівний 10^-12 Вт/м².

Для спрощення вимірювання в реальних виробничих умовах використовується оцінка шуму по загальному еквівалентному рівню в дБа, який заміряється шумоміром з частотною характеристикою коректування, яка враховує особливості сприйняття та чутливість органу слуху людини.

Акустична потужність визначається кількістю звукової енергії випромінюваної джерелом в одиницю часу, оцінюється аналогічно інтенсивності:

(4.3)

де W – акустична потужність джерела, Вт;

W₀ – умовний поріг акустичної потужності, рівний 10^-12 Вт.

Звуковий тиск, інтенсивність і потужність є енергетичними характеристиками шуму.

Частота коливань шуму є однією з основних характеристик, що визначає кількість коливань в одиницю часу (секунду), вимірюється в Герцах – Гц (одне коливання в секунду – Герц).

Орган слуху людини сприймає звукові коливання в діапазоні частот від 16Гц до 20000Гц. Коливання з частотою від 2 до 20Гц відносяться до інфразвукового діапазону, а коливання з частотою понад 20кГц відносяться до ультразвукового діапазону.

По частоті коливання визначають період звукового коливання:

(4.4)

Період визначається часом між одночасними амплітудами коливань.

Спектр шуму встановлює залежність рівнів шуму від частоти. Для акустичних розрахунків, а також для зручності нормування весь частотний діапазон звукових коливань від 20Гц до 10000Гц розбитий на дев'ять октавних смуг з середньогеометричними частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 80000. Середня частота в октавному діапазоні визначається за формулою:

(4.5)

де f_Н, f_В – нижня і верхня частота октавної смуги, Гц.

Наприклад: для октавної смуги 63,5Гц f_н=50Гц, а f_в=80Гц.

Октавна частота смуг характеризується тим, що верхня гранична частота в 1,5-2 рази перевищує нижню частоту.

Швидкість розповсюдження звукових коливань характеризує процес коливань твердого, рідкого і газоподібного середовища, при якому відбувається передача від одних частинок середовища до інших. На шляху розповсюдження швидкість звукових коливань залежить від пружних властивостей середовища, його густини та температури (в повітрі при t = 20^оС швидкість рівна – 340 м/с; а при t = 250^оС – 450м/с; для води – 1500 м/с; для льоду – 3200 м/с; для бетону – 4000 м/с; для сталі – 5200 м/с).

Довжина звукової хвилі – є відстанню між сусідніми хвилями і залежить від швидкості розповсюдження (С, м/с) і частоти коливань (f, Гц):

(4.6)

Чим вище частота коливань, тим коротше довжина хвилі і навпаки, чим нижче частота, тим вона довше.

Сумарний рівень шуму декількох джерел визначається на основі енергетичного сумарного випромінювання окремих джерел.

Для однакових по рівню шуму джерел

(4.7)

де L₁ – рівень шуму одного джерела, дБ;

n – кількість джерел.

За наявності двох і більше джерел шуму з різними рівнями, сумарний рівень визначається почерговим енергетичним підсумовуванням рівнів, починаючи з максимального.

(4.8)

де L_М – максимальний рівень з сумарних декількох джерел, дБ;

DL₁, DL₂ … DL_i – добавки до максимального L_М або подальшого сумарного рівня шуму, визначається по різниці рівнів L₁-L₂ з табл. 4.1.

Таблиця 4.1.

Поиск по сайту: