ПОНЯТИЕ ШУМА С физиологической точки зрения шумом

ПОНЯТИЕ ШУМА • С физиологической точки зрения шумом называют всякие неприятные, нежелательные звуки различной интенсивности и частоты, оказывающие вредное, раздражающее воздействие на организм человека, мешающие восприятию полезных сигналов, снижающие работоспособность. С физической точки зрения шумом называют волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее случайный характер.

КОЭФФИЦИЕНТ ЗВУКОВОГО СОВЕРШЕНСТВА МАШИН: n n n Кзв. с. = Рзв/ Рм= 10 -5… 10 -9; Рзв= Кзв. с* Рм; «Мерседес» : Рм=140 л. с. *750 Вт/л. с. =105000 Вт. Рзв= Кзв. с* Рм= 10 -9 *105000=10 -4 Вт. «Запорожец» : Рм=40 л. с. *750 Вт/л. с. =30000 Вт Рзв= Кзв. с* Рм= 10 -5 *30000=310 -1 Вт.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ШУМА • Минимальный интервал времени, через который происходит повторение движения тела, называется периодом колебаний Т, измеряется в сек, а обратная ему величина – частотой колебаний, обозначается f, измеряется в Гц. f=1/Т.

n n Циклическая частота определяется как число колебаний за 2π сек : w=2π f Гармонические колебания описываются уравнением x=xмcos(wt+φ0) Длина волны – расстояние, которое проходит звуковая волна в течение периода колебаний λ=v. Т , м. v=340 м/с Шум 20 – 20000 Гц; λ = 17 м – 17 мм. Инфразвук 10 -2 - 20 Гц; λ =34 км - 17 м. Ультразвук 2*104 -109 Гц; λ= 17 мм -0, 34 мкм

ЧАСТОТНЫЙ СОСТАВ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ Диапазон частот, Гц Название Примечание Ниже 1 Далекий инфразвук 1 -16(20) Инфразвук 16(20)-2*104 Звук Диапазон частот, воспринимаемых человеческим ухом 1, 2*104 -105 Ультразвук н-ч Распространяется воздушным и контактным путем 1*105 -109 Ультразвук в-ч Распространяется только контактным путем 109 -1013 Гиперзвук Наблюдается только в кристаллических телах

• 1 Звуковое давление – разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением в невозмущенной среде, обозначается – р и измеряется в Паскалях (Па) или Н/м 2. • 2 Интенсивностью звука называется усредненный поток энергии в единицу времени к единице площади, нормальной к распространяющимся звуковым волнам, обозначается – I и измеряется в Вт/м 2. • 3 Звуковая мощность определяется общим количеством звуковой энергии, излучаемой источником шума в единицу времени – Р, Вт

Уровень звука, д. БА Ожидаемое снижение уровня звука через 30 -40 лет, д. БА Объект 1950 -е – начало 1960 -х гг. конец 2000 г. Реактивные самолеты (в салоне) 95… 100 80… 85 15 Легковые автомобили (в салоне) 90… 95 72… 75 15… 20 Тяжелые машины для ремонта ж/д пути 105… 115 80… 85 25… 30 Тракторы (в кабине) 95… 100 75… 80 20 Строительные машины 95… 105 80… 85 15… 20 Машинные отделения дизельных теплоходов 95… 115 80… 85 15… 30 Лифты (изнутри) 60… 70 40… 50 св. 20 Холодильники 55… 70 30… 35 25. . 35 Кондиционеры 80… 85 45… 50 35 Деревообрабатывающие станки 95… 100 85… 90 10… 15 Передвижные компрессорные станки 95… 100 75… 85 15… 20

4 Уровень интенсивности – логарифмическая вели-чина, равная 10 логарифмам отношения текущего значения интенсивности к порогу слышимости: • L = 10 lg Iт/I 0, д. Б; I 0=10 -12 Вт/м 2; Iб= 100 Вт/м 2; I = р2/ ρ v, v – скорость звука в среде, ρплотность Уровень звукового давления Lр Lр = 10 lg Iт/I 0 =10 lg р2/р02 =20 lg р/р0, д. Б; р0= 2*10 -5 Па; рб=200 Па; Шкала Lр =20 lg рб/р0= 20 lg 200/ 2*10 -5= 20 lg 107 =20*7=140 д. Б •

СРЕДНЕГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ И ОКТАВНЫЕ ПОЛОСЫ ЧАСТОТ октавы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 f 1, Гц f 2, Гц fсг. Гц 22, 5 45 31, 5 45 90 63 90 180 125 180 360 250 360 720 500 720 1440 1000 1440 2880 2000 2880 5760 4000 5760 11520 8000

СЛУХОВОЕ ВОСПРИЯТИЕ ЧЕЛОВЕКА n n n Нижняя кривая соответствует порогу слышимости Верхняя кривая соответствует порогу болевого ощущения Область между этими кривыми – область слухового восприятия

ФИЗИОЛОГИЯ СЛУХА

СПЕКТР ШУМОВ n Постоянный шум - широкополосный шум - тональный шум

ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШУМА Непостоянный шум - колеблющийся шум - прерывистый шум - импульсный шум n

АКУСТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ Коэффициент направленности: Ф =р2/р2 ср. , р – звуковое давление на расстоянии r от источника шума; рср. –усредненное звуковое давление на том же расстоянии r. Показатель направленности: G =L – Lср. =10 lg Ф; д. Б

При действии источника шума со звуковой мощностью Р интенсивность шума в расчетной точке определяется выражением: • I = Р*Ф/ S*k; I/I 0 = Р/(I 0 *S 0)*(S 0*Ф)/ S*k=Р/Р 0*Ф* S 0/ S*1/k; 10 lg. I/I 0=10 lg. Р/Р 0+10 lg. Ф-10 lg. S/S 0 -10 lgk; L = Lp+10 lg. Ф-10 lg. S/S 0 -10 lgk ∆ L = L – L п; Расчет проводят в каждой октавной полосе

РАСЧЕТ ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПРЕГРАДЫ 1. Rтр. огр. = L – Ln +10 lg. Sогр. /В, n 2. Rогр. > Rтр. огр, n 3. Lиз. = L – Rогр. n Эмпирические зависимости для Rогр: Для ж/бетона, кирпича, металла: Rогр. =20 lg(m*f) - 47, 5; Для оконного стекла Rогр. =18+8, 5 lgh/h 0 n

Расчет звукоизолирующей способности кожуха и кабины 1. Rтр. кожуха. = L – Ln +10 lg. Sкож. /Sист. , n 2. Rкож. > Rтр. кожуха, n 3. Lиз. = L – Rкож n 4. Rтр. каб. = L – Ln +10 lg. Sкаб. /В, Sкаб =ab + 2 bh +2 ah, n 5. Rкаб. > Rтр. каб, n 6. Lиз. = L – Rкаб n

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ЗВУКА И ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ УРОВНИ ЗВУКА НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ДЛЯ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАЗНЫХ КАТЕГОРИЙ ТЯЖЕСТИ И НАПРЯЖЕННОСТИ, ДБА. Категория напряженности трудового процесса Категория тяжести трудового процесса Легкая физическая нагрузка Средняя физическая нагрузка Тяжелый труд 1 степени Тяжелый труд 2 степени Тяжелый труд 3 степени Напряженность легкой степени 80 80 75 75 75 Напряженность средней степени 70 70 65 65 65 Напряженный труд 1 степени 60 60 Напряженный труд 2 степени 50 50

ПДУ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ В ОКТАВНЫХ ПОЛОСАХ ЧАСТОТ И УРОВНИ ЗВУКА В ДБА Урове нь звука, д. БА 31, 5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 50 55 60 65 70 75 80 86 89 93 96 100 103 107 71 75 79 83 87 91 95 61 66 70 74 79 83 87 54 59 63 68 72 77 82 49 54 58 63 68 73 78 45 50 55 60 65 70 75 42 47 52 57 63 68 73 40 45 50 55 61 66 71 38 44 49 54 59 64 69 Уровни звукового давления, д. Б, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами

ПОПРАВКИ К НОРМАТИВНЫМ ОКТАВНЫМ УРОВНЯМ ЗВУКА И ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ Суммарная Характер шума длительность воздействия за смену Широкополосный Тональный или импульсный 4 часа и более 0 -5 1, 5 часа +5 0 0, 75 часа +10 +5 0, 5 часа +15 +10 0, 25 часа +20 +15 5 мин и менее +25 +20

ЗНАЧЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ УРОВНЕЙ ЗВУКА ДЛЯ РАЗНЫХ ВИДОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАЗНЫХ КЛАССАХ УСЛОВИЙ Виды Классы условий (степени риска) жизнедеятель ности в Оптимальн Допустимые Вредные Опасные течении суток ые (риск (пренебрежи (переносимые с (неприемлем (24 ч. ) отсутствуе мый риск) мерами защиты ый риск) т) риска) Сон 15 д. БА 30 д. БА 45 д. БА 60 д. БА Отдых 35 д. БА 50 д. БА 65 д. БА 80 д. БА Работа 50 д. БА 80 д. БА 100 д. БА 115 д. БА

Интенсивность воздействия Длительность воздействия Частотные характеристики шума Физиологическое действие на человека Общебиологическ ое действие Снижение работоспособности Головная боль Утомляемость Бессонница Снижение умственной деятельности Раздражение Затруднения в восприятии информации Воздействие на ЦНС Травматизм Профессиональные заболевания Временная потеря слуха Полная потеря слуха Смертельный исход

ЗАЩИТА ОТ ШУМА • • • Заменой ударных процессов на безударные (клепка - сваркой, штамповка - прессованием и др. ) Заменой возвратно-поступательного перемещения деталей вращательным. Заменой зубчатых передач гидравлическими. Заменой интенсивно звучащих материалов на материалы с меньшей звучностью (сталь на чугун). Повышение точности изготовления деталей и качества балансировки вращающихся деталей. Применение новых методов металлообработки (лазерная, электронно-лучевая, плазменная и др. )