15) Які методи захисту від інфра- та ультразвуку ви знаєте?
Визначення поняття «шум». Параметри звукового поля: звуковий тиск, інтенсивність, частота. Рівні звукового тиску та рівні звуку. Класифікація шумів за походженням.
Современное бурное развитие техники неразрывно связано с увеличением уровня шума и вибраций во всех сферах человеческой деятельности: на производстве, транспорте, дома, отдыхе. Производительность технологического оборудования имеет зависимость от его мощности, и когда увеличение мощности сочетается с уменьшением веса и габаритов машин – это приводит к увеличению вибраций и шума из-за потери жесткости конструкции.
Подавление шума стало актуальной проблемой, т.к. ее решение может обеспечить здоровые условия труда. Периодически и достаточно часто чередующиеся избыточные, в сравнении с атмосферными, давления создают звуки. Звук имеет частоту колебаний, определяющую субъективное восприятие высоты, амплитуду колебаний, обуславливающую громкость тона и ряд гармонических колебаний сопутствующих основному тону, которые создают тембр или окраску звука. Кроме того, звук (или шум) характеризуется своей продолжительностью во времени.
|
|
Шумом принято называть нежелательный для человека звук, мешающий восприятию полезных сигналов. Источником шума в промышленных условиях являются колеблющиеся твердые, жидкие и газообразные тела.
Статический шум – беспорядочное сочетание звуков, различных по силе и частоте в диапазоне от 16 до 20000 Гц.
Тональный шум – шум с ярко выраженной тональной окраской.
В зависимости от среды, в которой распространяется звук, условно различают структурные и воздушные шумы. Структурные шумы возникают при непосредственном контакте колеблющегося тела с частями машин, корпусом и т.д. Колеблющиеся поверхности, приводя в колебание прилегающие к ним частицы воздуха, образуют звуковые волны. Если источник не связан с какими-либо конструкциями, то шум, излучаемый им в воздух, носит название воздушного шума. Характер шума зависит от вида источника. Различают:
1) механический шум, возникающий в результате движения отдельных деталей и узлов машин (металлообработка);
2) ударный шум, возникающий в некоторых технологических процессах (клепка, обрубка, штамповка);
3) аэродинамический шум, возникающий при больших скоростях движения газообразных сред (авиадвигатели, компрессоры);
4) взрывной (импульсный), возникающий при работе двигателей внутреннего сгорания и др.
Среда, в которой распространяются звуковые колебания, если она однородна, порождает звуковые волны, которые, интерферируя и подчиняясь закону наложения, образуют звуковое поле.
|
|
В твердых средах могут возникать продольные и поперечные волны. Скорость распространения продольной волны определяется формулой:
,
где – модуль Юнга; – коэффициент Пуассона; – плотность среды.
В газах и жидкостях распространяются только продольные волны, которые идут от источника в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Особенность этого рода звуковых волн состоит в том, что частицы среды в них колеблются относительно некоторого положения равновесия. Скорость распространения звуковых волн определяется отношением упругости среды к ее плотности. Для небольших амплитуд звукового давления:
.
С достаточной для практики точностью можно считать, что скорость распространения волн определяется уравнением:
,
где – звуковое давление; – координаты; – время.
Если колебательный процесс адиабатический, то:
,
где – показатель адиабата (для воздуха ); – статическое давление; –- плотность среды до возмущения.
В акустике существует условная скалярная функция , называемая потенциалом скорости:
,
где – колебательная скорость по осям X; Y; Z.
Бегущая волна переносит акустическую энергию в направлении своего движения.
Средний поток звуковой энергии в единицу времени, проходящей через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения звука, называется интенсивностью звука, которая вычисляется как:
,
где – звуковое давление; – среднее значение колебательной скорости во времени.
В этом соотношении есть важная характеристика, называемая волновым сопротивлением среды:
.
Чем больше волновое сопротивление среды, тем меньшее количество звуковой энергии теряется при распространении в ней звуковых волн.
Источник звука в свободном пространстве характеризуется акустической мощностью, частотным спектром излучения и характеристикой направленности.
Акустическая мощность – количество звуковой энергии, излучаемой источником в единицу времени.
Интенсивность звука, создаваемого точечным источником:
,
где - фактор направленности (для точечного источника ); - акустическая мощность; - расстояние от источника до точки измерения; - телесный угол излучения в стерадианах.
Шум может характеризоваться физическими и физиологическими параметрами. С физической стороны шум характеризуется звуковым давлением, интенсивностью, плотностью звуковой энергии, уровнем звукового давления, частотой и плотностью дискретных составляющих и другими параметрами.
Шум, как физиологическое явление, характеризуется высотой, громкостью, областью возбужденных частот или тембром и продолжительностью действия.