Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Короткі теоретичні відомості

Мета роботи

Лабораторна робота виконуються з метою дослідження ефективності елементів шумозахисної ізоляції з різних матеріалів, а також дослідження шумозахисного екрану з потрійним стекленням.

Короткі теоретичні відомості

Шум відноситься до одного з головних чинників тих, що роблять шкідливий вплив на людину.

Шум шкідливо діє на фізіологічні процеси, що викликає: по-перше, звуження капілярів, підвищення артеріального тиску і розлад серцево-судинної діяльності, підвищення вмісту цукру в крові; а по-друге, спазми кишечника, зниження скорочень шлунку і виділення шлукового соку і слини, що приводить до виразки і гастритів.

Шум діє безпосередньо на кору головного мозку. Шум діє безпосередньо на наш орган слуху і може пошкодити йому, ослабити і навіть позбавити слуху. Через орган слуху шум діє на центральну нервову систему людини. Він робить його нервовим, погіршує самопочуття, знижує спритність і швидкість рухів, уповільнює розумовий процес.

По слухових відчуттях розрізняються чисті тони, змішані звуки і шуми. Чистий тон складається з синусоїдальних коливань якоїсь однієї частоти. Число коливань в секунду називається частотою. Вона вимірюється в герцах, на честь фізика Герца. Один герц (1 Гц) – одне коливання в секунду. Змішаний звук складається з суми чистих тонів.

Шум - хаотичне сполучення звуків різної частоти та інтенсивності (сили).

Нормування шуму полягає в визначенні та виборі допустимих величин характеризуючих шум, які при постійній дії на робітників, на протязі всього періоду трудової діяльності не приводять до захворювань.

Нормування шуму проводять двома методами: по граничному спектру та по рівню звуку в дБА.

Граничний спектр (ГС) - сукупність граничне допустимих рівней звукового тиску в 9 октавних смугах частот з середньогеометричними значеннями 31.5, 63, 125,... 8000 Гц.

Нормування по граничному спектру є основним для постійного шуму при різній тривалості його дії.

Нормування шуму по рівню звуку в дБА засновано на вимірюванні по шкалі А шумоміра, який імітує чутливість органу слуху до шуму різної гучності. Рівень звуку в дБА використовується для орієнтовної оцінки постійного і непостійного шуму, так як при цьому не враховується його спектр.

Звук, що сприймається нашим вухом, завжди розповсюджується по повітрю. Силу звуку можна охарактеризувати змінним тиском звукових коливань (стиснення і розрідження), накладаються на атмосферний тиск називається звуковим тиском і визначається як нормальна сила, що діє на одиницю поверхні:

, Па (2.1)

де F – нормальна сила, з якою звукова хвиля діє на поверхню, Н;

S – площа поверхні, на яку падає звукова хвиля, м².

Іншим параметром звуку є інтенсивність звуку, що характеризує як потік звукової енергії, що проходить через одиницю площі поверхні, перпендикулярної до напряму розповсюдження звуку, Вт/м²:

I= , (2.2)

де P - потік звукової енергії, Вт;

S – площа, м².

У виробничій практиці боротьби з шумами вимірюють не їх фізичні параметри, а їх рівні.

Рівень інтенсивності звуку вимірюється в логарифмічній одиниці вимірювань відносин енергій:

L_зв=10 lg дБ (2.3)

де Ix, I o – інтенсивність звуку відповідно на рівні «х» і на порозі чутності, Вт/м².

Рівнем звукового тиску Lр називається помножений на 20 логарифм відношення звукового тиску:

L_p =20 lg , дБ (2.4)

де Рх, Ро – звуковий тиск відповідно на рівні «х» і на порозі чутності, Па.

У принципі величини L_зв і L_р як логарифми відношення безрозмірні і тому не мають одиниць вимірювання. Проте для чисельного значення логарифма застосовують назву децибел (дБ). Децибел використовують як одиницю вимірювання (деци – приставка, що означає одну десяту, білий – на честь винахідника телефону Олександра Грейама Бела).

Для вказівки абсолютного рівня інтенсивності вводять стандартний поріг чутності I_о людського вуха на частоті f = 1000 Гц, по відношенню до якого указується інтенсивність. Поріг чутності I_о = 10^-12Вт/м². Пороговий звуковий тиск Р _о= 2 ^. 10^-5 Па.

Рівень інтенсивності звуку і рівень звукового тиску в звуковому полі об'єктивно існують і можуть бути зміряні. Навпаки, гучність – це сила звуку, що сприймається людиною суб'єктивно. Вона залежить від слуху і є фізіологічною характеристикою. Гучність вимірюється у фонах. Фон, так само як і децибел, не є одиницею вимірювання, а є помноженим на 20 логарифм відносин звукового тиску:

L_Н =20 lg , фон. (2.5)

де L_Н – гучність, фон;

Р_Т – звуковий тиск, який відповідає звуковому тону з частотою 1000 Гц, сприйманому як звук з гучністю, рівної гучності вимірюваного звуку, Па;

Р_О – пороговий звуковий тиск, Па.

Оскільки наше вухо сприймає звуки, що мають однаковий тиск, але різну частоту, з різною гучністю – низькі звуки здаються нам тихіше, ніж високі з таким же звуковим тиском. Тобто вухо людини має різну чутливість до звуків різних частот. Тому введено поняття «зважений рівень звуку». Щоб зробити це, до мікрофону підключають так звані «вагові ланцюжки» і оцінюють гучність звуку в різних діапазонах частот. Існують три типу «вагових ланцюжків» – А, В і С. Залежно від того, яка з них використовувалася, рівень звуку записують в дБ(А), дБ(В), або дБ(С).

Поріг чутливості вуха до звуків прийнятий Про дБ(А). Підвищення гучності на 10 дБ(А) відповідає збільшенню звукової енергії в 10 разів. Звуки інтенсивності понад 130 дБ(А) викликають відчуття болю.

Приклади інтенсивності поширених звуків в дцБА: шелестіння листя – 10-40 дБ(А); шепіт – близько 30 дБ(А); звичайна розмова – 50-60 дБ(А); шум легкового автомобіля того, що мчить із швидкістю 100 км/ч – 80-90 дБ(А); пневматичний відбійний молоток – 105 дБ(А); реактивний літак на відстані 50-100 м – 120-130 дБ(А).

Звукоізоляція – ослаблення звуку, проникаючого з приміщення назовні або в приміщення ззовні.

Звуки, що розповсюджуються по повітрю, передають свою енергію через щілини і отвори в інше приміщення, порушують коливання ізолюючої перешкоди і цим створюють звукові хвилі по іншу її сторону, порушують в перешкоді пружні хвилі, які по товщині стін передаються в повітря приміщень.

Звукоізолююча здатність огорожі характеризується коефіцієнтом звукоізоляції, який може бути визначений експериментально по рівню інтенсивності звуку до і після огорожі:

R_експ. = , dБ(А) (2.6)

де L - інтенсивність звуку до і після огорожі, dБ(А).

Іноді цю величину називають втратою інтенсивності звуку на проходження через матеріал.

Звукоізоляція одинарного вікна з силікатного скла товщиною від 2 мм до 10 мм визначається по формулі:

R_розр.1= 8+8,5 lg , dБ(А) (2.7)

де h – товщина скла, мм;

h₀– 1,0 мм.

Звукоізоляція подвійного вікна з скла однакової товщини визначається по формулі:

R_{розр 2} , dБ(А) (2.8)

де - додаткова звукоізоляція другого скла, яка визначається по формулі:

=2,5 lg , dБ(А) (2.9)

де h – товщина скла, мм;

h₀ – 1,0 мм;

d – товщина повітряного шару між першим та другим склом, мм;

d₀ – 10, мм.

Звукоізоляція потрійного вікна із стекол однакової товщини визначається по формулі:

dБ(А) (2.10)

де - додаткова звукоізоляція третього скла, яка визначається по формулі:

= 2,5 lg - 4,dБ(А) (2.11)

де h – товщина скла, мм;

h₀ – 1,0 мм;

d – товщина повітряного шару між першим та другим склом, мм;

d₀ – 10 мм.

2.3 Опис лабораторної установки

Дослідження елементів шумозахисної ізоляції проводиться на лабораторній установці (мал. 2.1), що складається з камери (9), в яку встановлюються елементи звукоізоляційних матеріалів (8). Після установки рамки з випробовуваним матеріалом верхній отвір камери закривається кришкою (4). Як джерело шуму використовується звукова сирена (1), яка встановлюється перед випробувальною камерою. Інтенсивність рівня шуму, що створюється сиреною, вимірюється за допомогою шумоміра ШМ-1-М1, який вставляється в кубло (6) випробувальної камери.

1 – сирена; 2 – фронтальна кришка; 3 – пенопласт; 4 – верхня кришка; 5 – висувний касетний блок; 6 – гніздо;

7 – шумомір; 8 – змінна рамка з матеріалом, що досліджується; 9 – корпус камери

Мал. 2.1 – Схема лабораторної установці для дослідження шумозахисних матеріалів

Шумомір побудований за принципом перетворення звукових коливань досліджуваних об'єктів в пропорційні їм електричні сигнали, які потім посилюються і вимірюються за допомогою приладу. Як перетворювач звукових коливань в електричні сигнали використовується капсуль М101 (мікрофон).

Конструктивно прилад виконаний з пластмасового корпусу з вбудованою в нього платнею і кришки з індикатором. Електрорадіоелементи приладу розміщені на двох друкарській платні. На них також розташовані органи управління і комутації. Живлення приладу здійснюється від джерела постійного струму U=3 вольта.