Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Характеристика производственной вибрации и шума. Защита от вибрации и шума.

1. Оценка негативных факторов проводится в соответствии с биологическим законом субъективной количественной оценки раздражителя (Вебера-Фехнера). Этот закон выражает связь между изменением интенсивности раздражителя и силой вызванного им ощущения. Закон говорит о том, что реакция организма прямо пропорциональная относительному приращению раздражителя. На закон Вебера-Фехнера опирается нормирование вредных и опасных факторов.

- dL – элементарное ощущение организма; а – коэффициент пропорциональности; dR – элементарное приращение раздражителя; Rо – пороговое значение ощущения, или минимальная энергия раздражителя, которая характеризует начало ощущения. После интегрирования соответствующего выражения и принимая коэффициент пропорциональности за десятичный логарифм от е, получаем уровень ощущения раздражителя в дБ.

- чтобы исключить необратимые биологические эффекты, воздействие факторов ограничивается ПДУ и ПДК. При их принятии за основу исходят из следующего:

- приоритета медицинских и биологических показаний к установлению санитарных регламентов перед прочими (техническими, экономическими);

- пороговости действия неблагоприятных факторов, в том числе химических соединений с мутагенными или канцерогенными эффектами действия, ионизирующего излучения;

- опережения разработки и внедрения профилактических мероприятий, или профилактики появления опасного и вредного фактора.

 

2. Общие представления о вибрации. Гигиеническое нормирование вибрации. Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля. Вибрация – это движение точки или механической системы, при котором идет возрастание или убывание во времени значений хотя бы одной координаты. Вибрацию вызывают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе машин и механизмов. Вибрации – это совокупность механических колебаний, простейшими из которых являются гармонические колебания. Вибрация – фактор высокой биологической активности.

Действие вибрации на человека классифицируют:

- по способу передачи колебаний (общая и локальная, или местная);

- по направлению действия (вертикальная и две горизонтальных);

- по времени воздействия (постоянная и непостоянная).

Ответная реакция на вибрацию зависит от силы воздействия вибрации, свойств тела человека, который сам представляет собой сложную колебательную систему. Ответная реакция на действие вибрации, поэтому носит нелинейный характер. Причина нелинейности ответной реакции на вибрацию связана с резонансным эффектом. Резонанс тела человека и отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Для большинства внутренних органов человека частота собственных колебаний составляет 6-9 Гц. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальной вибрации – 20-30 Гц, при горизонтальной – 1,5-2 Гц. Особое значение имеет резонанс по отношению к органам зрения. Расстройство зрения имеет место в частотном диапазоне 60-90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок.

Вибрация ведет к вибропатологиям, которые зависят от мощности колебательного процесса в зоне контакта, времени контакта. Структура вибропатологий зависит от:

- частоты колебаний;

- амплитуды колебаний;

- продолжительности действия;

- демпфирующих свойств;

- резонансности.

Вибропатологии (ВП) занимают второе место после пылевых профзаболеваний. Выделяют вибропатологии при воздействии общей, локальной и толчкообразной вибрации. Особенности вибропатологий при действии общей вибрации – поражается н.с., анализаторы (зрительный, вестибулярный, тактильный). Для вестибулярного аппарата вибрация является специфическим раздражителем, причем линейное ускорение действует на отолитовый аппарат, расположенный в мешочках преддверия, а угловое ускорение – на полукружные каналы внутреннего уха. Неспецифические симптомы ВП связаны с головокружением, расстройством координации движений, нарушением зрительной функции (выпадением отдельных участков поля зрения, снижением остроты зрения до 40%), снижением всякой чувствительности, изменениями в обменных процессах. ВП при локальной вибрации возникают у работающих с ручным механизированным инструментом и проявляются специфически в виде спазмов сосудов кисти, предплечий, снижением кожной чувствительности, деформацией и снижением подвижности суставов. ВП при толчкообразной вибрации возникают у водителей транспорта, операторов транспортно-технологических агрегатов и их специфика проявляется в изменениях в пояснично-крестцовом отделе позвоночника. Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса сосудов, колебания высоких частот – спазм сосудов.

Некоторые факторы производственной среды усугубляют вредное действие вибрации:

- чрезмерная мышечная нагрузка;

- неприятный микроклимат (низкие температуры, шум высокой интенсивности, стресс.

Рассчитывается коэффициент влияния шума, коэффициент влияния температуры на ВП.

Для характеристики вибрации используют з-н Вебера-Фехнера и получаемые на его основе логарифмические уровни виброскорости и виброускорения в дБ (ао=10-6м/с2; Vо=5

10-8 м/с).

Нормативные документы – ГОСТ 12.1.012-90 и СН 2.2.4/2.1.8.556-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Нормируемыми параметрами вибрации являются: виброскорость, уровень виброскорости, виброускореник и уровень виброускорения. Общая вибрация нормируется в диапазоне: 0,8-80 Гц; локальная - 8-1000 Гц. Нормативы устанавливаются для среднегеометрических частот октавных полос. Допускается интегральная оценка вибрации во всем чатотном диапазоне нормируемого параметра, а также определение доза вибрации с учетом времени воздействия.

 

3. Общие представления о шуме. Гигиеническое нормирование шума. Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые человеком колебания упругих сред. Слышимый диапазон – 16 – 20000 Гц. Эта область ограничена двумя порогами:

- нижний порог слышимости (составляет 0 дБ на частоте 1000 Гц; на частоте 100 Гц порог слышимости выше, так как ухо менее чувствительно к звукам низких частот);

- верхний порог болевого ощущения (140 дБ – болевой порог, который соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности звука 100 Вт/м2).

Шум определяется как совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность:

- разговорная речь – 50-60 дБА;

- автосирена – 100 дБА;

- шум двигателя автомобиля – 80 дБА и др.

По спектральному составу в зависимости от преобладания звуковой энергии в соответствующих диапазонах различают шумы:

- широкополосные;

- тональные.

По временным характеристикам шумы бывают постоянные, непостоянные, которые (последние) делятся на колеблющиеся, прерывистые и импульсные.

По длительности действия шумы бывают продолжительные и кратковременные. Для современного производства наиболее характерны непостоянные шумы с разными амплитудно-временными, спектральными и вероятностными параметрами.

Действие шумов на человека:

- снижение внимания и увеличение числа ошибок;

- снижение быстроты реакции;

- снижение производительности труда и качества работы;

- рост травматизма.

Шум создает акустический стресс, который ведет к разным проявлениям от функциональных нарушений ц.н.с. до морфолого-деструктивных процессов в разных органах и тканях. Женщины и дети особенно чувствительны к шуму. Высокая индивидуальная чувствительность к шуму может быть причиной развития неврозов.

Классификация шумов: широкополосные и тональные (по спектру); постоянные и непостоянные (по временным характеристикам).

Нормативные документы – ГОСТ 12.1.003-83 и СН 2.2.4/2.1.8.562-96 – содержат два метода нормирования шума:

- по предельному спектру шума для постоянных шумов (дБ);

- по интегральному показателю – эквивалентному уровню шума в дБА для непостоянных шумов.

Нормирование проводят в октавных полосах со следующими среднегеометрическими частотами: 31,5; 63, 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.

 

4. Нормирование ультразвука и инфразвука. К акустическим колебаниям относят ультразвук и инфразвук.

Ультразвук – более 20 кГц – как упругие волны не отличается от слышимого звука, однако более высокая частота колебательного процесса способствует большему затуханию колебаний вследствие трансформации части энергии в теплоту. При действии ультразвука частотой 800-1000 кГц и уровня 80-90 дБ (УВЧ) на ткани он вызывает колебания частиц ткани с большой частотой – микромассаж; образование внутритканевого тепла в результате трения части м/у собой; расширение кровеносных сосудов и усиление кровотока; увеличение скорости некоторых биохимических реакций и раздражение нервных окончаний. Этот диапазон ультразвука используется в лечебных целях как ультразвуковая терапия. Другие высокочастотные диапазоны ультразвука могут давать распад воды на свободные радикалы и увеличивать окисляющий эффект внутри клеток, расщепляя ВМС.

Ультразвук классифицируют по частотному спектру на:

- низкочастотный (действие через воздух) 18-30 кГц – используется в производстве для очистки деталей, сварки, пайки металлов, сверления, дефектоскопии, диагностики.

- высокочастотный – более 30 кГц (действует при непосредственном контакте).

Биологические эффекты низкочастотного ультразвука зависят от:

- интенсивности воздействия на организм;

- длительности воздействия;

- размеров поверхности тела, подвергающейся действию ультразвука.

В результате действия ультразвука на человека возникает ряд неспецифических воздействий:

- функциональные нарушения н.с.;

- нарушения сердечно-сосудистой системы, эндокринной;

- нарушения слуха и вестибулярного аппарата.

Низкочастотный ультразвук дает соматические эффекты в виде астении, сосудистой гипотонии, снижения электрической активности сердца и мозга; вегетососудистую дистонию, резкое утомление, головные боли и чувство давления в голове, а также психические – затруднение концентрации внимания, торможение мыслительного процесса, бессонница. Высокочастотный ультразвук при действии на руки дает нарушения капиллярного кровообращения в кистях рук, снижение болевой чувствительности и, в крайнем случае, вызывать разрежение плотности костной ткани.

Профзаболевание возникает лишь при контактной передаче ультразвука на руки.

Гигиенический норматив: ГОСТ 12.1.001-89 – устанавливается ПДУ уровней звукового давления (дБ) в третьоктавных полосах при среднегеометрических частотах от 12,5 до 100 кГц на рабочих местах. Характеристика контактного ультразвука – это пиковое значение виброскорости или ее логарифмического уровня.

Инфразвук – область акустических колебаний с частотой ниже 16-20 Гц. Наиболее мощный источник инфразвука – реактивные двигатели. В производстве инфразвук сочетается с низкочастотными шумами, а в ряде случаев с низкочастотной вибрацией. Уровень инфразвука 110-150 дБ дает различные неспецифические проявления: головные боли, звон в ушах и голове, чувство страха, сонливость и др. Специфическая реакция связана с нарушением равновесия. Наиболее опасен инфразвук с частотой 8 Гц, дающий резонанс с ритмами биотоков сердца. Инфразвук ниже 105 дБ дает эмоциональную неустойчивость, чувство подавленности и страха.

Инфразвук вреден во всех случаях:

- слабый – влияет на внутреннее ухо и вызывает симптомы морской болезни;

- сильный – заставляет вибрировать внутренние органы, повреждает их и может вызывать остановку сердца;

- средний по интенсивности инфразвук вызывает расстройство пищеварения, мозговой деятельности, обмороки, слабость, слепоту.

Инфразвук транспортных средств в сочетании с шумами города приводит к нервной усталости, характерной для жителей больших городов.

Нормирование связано с СН 2.2.4/2.1.8.583-96, в которых задаются ПДУ звукового давления на рабочих местах, в жилых и общественных зданиях, на территориях жилых застроек.

 

5. Представление об обобщенном защитном устройстве. Источник энергии (вибрации, шума и прочих) отделен защитным устройством (ЗУ) от приемника энергии. ЗУ уменьшает до допустимых уровней поток энергии, идущей к приемнику. ЗУ обладает свойствами:

- либо отражает энергию;

- либо поглощает;

- либо прозрачен (пропускает) по отношению к энергии.

W+ - общий поток энергии;

Wа – поглощенная энергия;

W- - отраженная энергия;

W - пропущенная энергия.

ЗУ характеризуется рядом энергетических коэффициентов:

- коэффициентом поглощения (α);

- коэффициентом отражения – (ρ);

- коэффициент передачи – (τ).

При этом α+ ρ+ τ=1.

Если α=1, то ЗУ поглощает всю энергию. При ρ=1 ЗУ отражает 100% энергии. При τ=1 ЗУ абсолютно прозрачно и энергия проходит без потерь.

Принципы защиты с помощью ЗУ:

- за счет отражательной способности ЗУ (ρ→1);

- за счет поглощающей способности ЗУ (α→1);

- у четом свойств прозрачности ЗУ (τ→1).

На практике все принципы защиты комбинируют. Наиболее распространена защита методом изоляции. Метод изоляции используют, когда источник и приемник расположены с разных сторон от ЗУ. В основе данного метода защиты лежит выполнение условия: τ→0 (снижение прозрачности), что достигается выполнением другого условия: α→1 и ρ→0. Метод поглощения опирается на условие: ν→1; источник и приемник находятся с одной стороны. Выделяют два вида поглощения энергии: самим ЗУ и поглощение энергии источника в связи с большой прозрачностью ЗУ, так как при ν→1 другой коэффициент ρ→0, то методы поглощения используют для снижения энергонагрузки.

ЗУ характеризуется коэффициентом потерь (η), который дает предстваление о количестве энергии, рассеянной ЗУ:

η=WS/ωε=ΕS/2πε, где мощность потерь (средняя за период колебаний Т); циклическая частота; энергия, запасенная системой; рассеянная энергия за время Т.

Качественная оценка степени защиты проводится с помощью коэффициента защиты:

1) κw=Поток энергии в данной точке при отсутствии ЗУ/поток энергии в данной точке при наличии ЗУ.

2) κw= поток энергии на входе в ЗУ/поток энергии на выходе из ЗУ.

Эффективность защиты, дБ: е=10lg κw.

 

6. Защита от вибрации и шума. Рассмотри физическую характеристику вибросистемы (пример вибросистемы – электродрель).

Вибросистема может иметь массу (m) и соответствующую ей силу инерции:

Fm=m·dV/dt

(произведение массы на виброускорение).

Вибросистема имеет упругость и соответствующую ей силу упругости (сила действия упругого элемента):

Fg = G·x

(произведение коэффициента жесткости на величину смещения; жесткость – сила, необходимая для деформации единицы длины).

Наконец, в видросистеме действует сила трения, которая вызывает диссипацию энергии вибрации, поэтому ее называют диссипативная сила:

FS=S·V

(произведение коэффициента сопротивления, или механического импеданса, на виброскорость). Следует отметить, что диссипативная сила обладает демпфирующими свойствами, т.е. гасит «движение пружины» (элемента упругости).

Импеданс точки при гармоническом возбуждении (вибрации) – z (z=F/V). Импеданс вибрации z является комплексной переменной величиной и имеет векторную природу (~ - комплексный вращающийся вектор и · - постоянный вектор). В выражении z=F/V z – постоянный вектор, F и V комплексные вращающиеся векторы.

Все силы, действующие в вибросистеме, имеют собственное сопротивление (импеданс):

- zm =jmω;

- zg=-jG/ω;

- zs=S.

Общий импеданс вибросистемы: z= jmω+ jG/ω+ S. При высоких частотах (ω) компонент jG/ω→0 и величина импеданса системы определяется массой (m) и способностью к демпфированию (S). При низких частотах общий импеданс вибросистемы будет определяться жесткостью (G) и демпфирующими свойствами вибросистемы (S).

ЗУ от вибрации не может иметь большую массу и поэтому представляет собой упругодемпфирующий элемент (ЗУ→G и S). Реакция ЗУ от вибрации (представлена суммой комплексных вращающихся векторов): FR=FS+FG, а импеданс ЗУ (постоянный вектор): zR=zS+zG=S-jG/ω. Анализ этого выражения показывает, что при высоких частотах S> jG/ω и zR>>0, поэтому возможна эффективная защита от вибрации. При низких частотах S-jG/ω→0 и эффективную виброзащиту создать трудно, поэтому zR→0.

Рассмотрим ЗУ, которое является основой виброизолятора:

1) источник вибрации имеет массу (mu);

2) источник создает действующую силу – Ft (эта сила действует двояко – как гармоническое возбуждение - Ft=Fmejωt=zV и как кинематическое возбуждение, вызывая смещение);

3) ЗУ воспринимает действующую силу и частично отражает в виде FR (направлена в сторону источника вибрации как отраженная сила) и FR' – сила, измененная ЗУ и направленная в сторону объекта защиты (n причем mu>>mn);

4) защита ЗУ связана с такими компонентами вибросистемы, как G и S;

5) характеристики, которым должно удовлетворять ЗУ: τ→0, W на выходе из ЗУ стремится к нулю;

6) поскольку источник создает силу с двойной природой действия, то и цель защиты от вибрации также двоякая: во-первых, снижение амплитуды сил FR и FR', которые возбуждаются силой Ft и, во-вторых, уменьшить смещение «х»;

7) снижение амплитуды FR и FR' отражает коэффициент силовой защиты (kF), а уменьшения смещения – коэффициентом защиты от смещения - kx;

8) импеданс ЗУ: z=zm+zR (все импедансы являются постоянными векторами);

9) мощность потока энергии на входе в ЗУ: Wвх=zV2/2, мощность потока на выходе из ЗУ: Wвых=zRV2/2;

10) коэффициент силовой защиты: kF= Wвх/ Wвых=z/zR; коэффициентом защиты от смещения: kx= z/zR;

11) защита от вибрации с помощью ЗУ характеризуется коэффициентом эффективности защиты - kW=z2/zR2 и эффективность защиты – е=10·lgkW= 20lg z/zR=20lg .

Вывод: эффективность защиты от вибрации буде тем выше, чем больше частота.

Мы рассмотрели теоретические моменты защиты от вибрации, теперь рассмотрим практические методы защиты от вибрации.

1. Снижение вибрации в источнике ее возникновения за счет уменьшения действующих переменных сил путем замены динамических технологических процессов на статические (ковку и штамповку заменяют прессованием; ударную правку вальцовкой; пневматическую клепку сваркой); выбором режима работы оборудования с минимумом вибрации; балансировкой вращающихся механизмов; использованием редукторов с низкой вибрацией с исключением резонансных частот.

2. Уменьшение виброскорости, виброускорения и других контролируемых параметров вибрации по пути ее распространения от источника с помощью:

а) виброизоляции (действуют G и S), соотношение частот источника вибрации и виброизолятора должно соответствовать 0 ωист> , где ωo – частота виброизолятора. В качестве виброизоляторов используют упругие материалы и металлические пружины (например, конические дисковые пружины и пружины используют, когда невозможно использовать другие материалы, например, резину, войлок, пробку);

б) вибропоглощение (основано на S – превращении энергии механических колебаний системы в тепловую энергию), связано с использованием в конструкциях вибрирующих агрегатов специальных материалов – сплавов (медь- никель, никель – титан и др.), двухслойных материалов типа сталь – алюминий, сталь – медь и другие, вибропоглощающих покрытий типа «Антивибрит» (это упруговязкое вещество на основе эпоксидных смол);

в) виброгашение (основано на m и S, или m и G) и представлено, во-первых, статическим виброгашением с помощью установки и монтажа вибрирующего оборудования на массивные фундаменты с хm (смещением) подошвы фундамента не более чем на 0,1-0,2 мм (иногда 0,05 мм); во-вторых, динамическим гашением вибрации за счет установки на оборудовании динамических виброгасителей, или самостоятельно колеблющихся систем с определенной массой и жесткостью; например, гашение колебаний опор генераторов переменного тока для подавления моногармонических узкополосных колебаний или при строго фиксированной частоте вынуждающей силы (Ft) частота колебания оборудования (ω) и виброгасителя находятся в соотношении - ω= -ωo (это значит, что закрепленный жестко на защищаемом оборудовании виброгаситель колеблется в противофазе с основной установкой, в результате чего уровень вибрации оборудования снижается), причем ωo=1/2π .

Акустические колебания описываются уравнением плоской не затухающей с расстоянием волны: um =um·ej(ωt-kr) (um комплексный вращающийся вектор; um постоянный вектор, причем um = um е= um е-σr); r – радиус-вектор вращающейся точки; k – волновой вектор (k=2π/λ); (ωt-kr) – фаза колебаний.

Из этого уравнения комплексная амплитуда незатухающей волны (um = um е) должна стать затухающей и на этом основана защита от акустических колебаний (um = um е-σr, где σ – линейное затухание, дБ/км, а σο – коэффициент затухания: σο=8,7σ).

Амплитуда колебаний связана с их интенсивностью (I) и интенсивность незатухающей волны: I=uэф2/z; уровень интенсивности волны: lgI=LI=lOlgI/Iο (соответственно уровни других параметров: Lu =20lgu/uο и Lz=l0lgz/zο).

Если источник акустических колебаний имеет направление излучения (Ф) на расстоянии r от источника с мощностью W и излучение идет в телесном угле с частотой ω, то интенсивность рассчитывается: I=W/ωr2Ф, приме в сфере - I=WФ/4πr2, а по закону подобия изменения процессов: Iσ=WФ/4πr2·е-2σr. Уровень интенсивности затухания: lgIσ=lgWФ/4πr2·е-2σr = lgW+lgФ+lg·1/4πr2-2σr·1ge = LW+10·lgΦ+10·lgSe/4πr2-eσ (первые три члена уравнения соответствуют интенсивности незатухающей волны; затухание волны связано с компонентом eσ= σο·r).

Если источник акустических колебаний находится в помещении и имеет мощность W, то отраженная мощность будет равна - ρW/S, а поглощенная мощность - αІд (ρ+α=1, τ=0).

Интенсивность волнового потока: І=c·μ (произведение скорости распространения волны на объемную плотность потока энергии). В замкнутом объеме помещения имеем: ρW/S= αІд, отсюда Ід=ρW/Sα=W(1-α)/αS (или от одной стены замкнутого 4-х стенного пространства: Ід= W(1-α)/4αS. Объемная плотность энергии у приемника акустических колебаний: μп= μ+ μд (сумма объемных плотностей источника и отражения). Интенсивность волнового потока у приемника: μп·c=μc+μдc/4 или Iп=I+Iд=WΦ/4πr2·e-2σr+W/4Ѕ·(1-α)/α.

Вывод: плотность потока энергии изолированного объема будет повышаться в основном за счет изменения отношения - (1-α)/α и будет определяться поглощающими свойствами стенок замкнутого пространства, особенно при α→0. Выражение - (1-α)/αЅ-1/В, где В = αЅ/(1-α) является важным параметром звукоизоляции – показатель звукопоглощения.

Методы уменьшения шума на пути его распространения с помощью звукоизоляции и звукопоглощения.

Звукопоглощение основано на поглощении звуковой энергии звукопоглощающими материалами и зависит от угла падения звуковой волны и частоты звука. В ЗУ поглощающих звук используются материалы с большими значениями α:

- пористые материалы (поры – полости заполнены воздухом, в порах воздух и скелет материала приходят в колебание и через него осуществляется переход звуковой энергии в тепловую; пористый материал, размещенный непосредственно на стену с цель. Звукоизоляции, дает эффект на высоких частотах, а размещенный через воздушную прослойку между стенкой и пористым материалом – на низких частотах; хорошие звукопоглощающие материалы имеют на среднегеометрических частотах октавных полос 250, 500, 1000, 2000 Гц коэффициенты поглощения от 0,2 до 0,5.

- резонансные поглотители – конструктивно – это воздушная полость с отверстием, соединенным с окружающей средой; есть резонансные поглотители типа перфорированных экранов с отверстиями затянутыми тканью или мелкой сеткой (крепятся к стене) и так называемые штучные поглотители сделанные в виде куба, который подвешивают к потолку и в них поглощение звуковой энергии идет за счет взаимного гашения падающих и отраженных звуковых волн.

Эффективность звукопоглощения: е=10lgkW, kWдопосле (до ЗУ и после установки ЗУ), а В – показатель звукопоглощения.

Практическая реализация звукопоглощения позволяет снижать шум не более чем на 6-8 дБ, а в зоне отраженного звука на 10-12 дБ.

Звукоизоляция основана на отражении/поглощении падающей звуковой волны. Обычно выполняется как ЗУ, которое устанавливается между источником и приемником звука и которое имеет большую отражательную или поглощающую способность. ЗУ выполняется в виде экранов, сеток изолированных объемов (кожухов), глушителей.

Эффективность экранов:

А) е-0, когда в=nλ/2, т.е. когда толщина экрана (в) кратна половине длины волны (n=0, 1, 2, …).

Б) е=мах, когда в=(2n+1)λ/4, те.е. когда толщина экрана кратна четверти длины волны, причем кратность выражена нечетными числами (1, 3, 5….).

Для звукоизолирующего ЗУ в воздушной среде всегда имеет место соотношение: zвозд<<zмат-ла ЗУ, или ρ1c1<<ρ2c2, так как ρc=z. Для стенки экрана в воздухе в<<λ/2π. Из соотношения ρc=z следует, что плотность материала экрана имеет большое значение для звукоизоляции: ρ=m/hS и m/S=ρh, где m/S – поверхностная плотность экрата (кг/м2). Таким образом, не только плотность, но и поверхностная плотность определяют эффективность звукоизоляции, и с увеличением последней ее эффективность растет. Эффективность звукоизоляции также увеличивается с увеличением циклической и среднегеометрической частоты: е= 20lgmSf – 47,5, где 47,5 является пределом эффективности; f – среднегеометрическая частота.

Стальные кожухи размером, например, 4 на 4 м с толщиной стенок 1,5-2 мм дают снижение шума в среднегеометрической частоте 63 Гц на 21 дБ, а на f=4000 Гц – на 50 дБ.

Звукоизолирующие устройства имеют технологические отверстия, через которые шум может проникать. В этих случаях для снижения шума используются глушители. Эффективность глушения: е=10lg1/τ. Глушители состоят из активных (это любой канал, или труба, с покрытыми звукоизолирующим материалом изнутри стенками) и реактивных шумоглушащих элементов (реактивный шумоглушащий канал – это участок трубы, на котором внезапно меняется площадь сечения и образуется камера определенной длины). На низких частотах, когда длина глушителя равна половине длине волны, длине волны, трем вторым длины волны волновые процессы складываются так, что происходит максимальное отражение звуковой энергии к источнику звука. На высоких частотах максимум эффективности звукоизоляции достигается при разности диаметров камер: половина-, три вторых- пять вторых длины волны и др.. Следует отдельно сказать о реактивных элементах резонаторного типа – глушителях Гельмгольца. Камера такого глушителя подсоединена к основному каналу (трубопроводу) через отверстия или трубки (ответвления). Эффективность работы такого глушителя зависит от числа камер, длины соединений, длины входного патрубка и проч.

Другие методы снижения шума:

- защита расстоянием (увеличение расстояния от машин, производящих сильный шум):

LΣ=Lο-20lgr-11, дБ – суммарный уровень шума определяется как разность уровня шума источника шума и уровня шума на расстоянии r вместе с предельной его величиной, равной 11 дБ.

- индивидуальные средства защиты от шума (беруши, вата, губка; при LΣ>120 дБ применяют наушники (антифоны) и спецшлемы, а также шумопоглощающие кабины и дистанционное управление сверхшумными процессами).

- зонирование шума – прогнозирование точек шума в пространстве, определение зон пребывания человека с допустимым уровнем шума; уровень звукового давления в производственном помещении на любой среднегеометрической частоте должен быть: Lp(f)≤Lнорм (f).

- рациональная планировка предприятий с высоким уровнем шума.

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...