|
Классификация производственого шума
| |
| Настя
Offline
| Дата: Воскресенье, 13.11.2011, 13:20 | Сообщение # 1
|
Модераторы
Сообщений: 157
| Акустические колебания
Акустическими колебаниями называют колебания упругой среды. Понятие акустических колебаний охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания воздушной среды.
Акустические колебания в диапазоне частот 16...20 кГц, воспринимаемые ухом человека с нормальным слухом, называют звуковыми. Акустические колебания с частотой менее 16 Гц называют инфразвуковыми, выше 20 кГц — ультразвуковыми. Область распространения акустических колебаний называют акустическим полем. Часто акустические колебания называют звуком, а область их распространения — звуковым полем.
Шумом принято называть апериодические звуки различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятно воспринимаемый человеком звук.
Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию, т. к. колебания твердых тел вызывают колебания воздушной среды. Шум является одним из наиболее существенных негативных факторов производственной среды. Источники шума формируют звуковые волны, возникающие в результате нарушения стационарного состояния воздушной среды.
Параметры, характеризующие акустические колебания (шум).
Колебательная скорость v (м/с) — скорость колебания частиц воздуха относительно положения равновесия.
Скорость распространения звука (скорость звука) с (м/с) — скорость распространения звуковой волны. При нормальных атмосферных условиях (температура 20 °С, давление 105 Па) скорость распространения звука в воздухе равна 344 м/с.
Звуковое давление р (Па) — разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде
р = vpc,
где р — плотность среды (кг/м3), рс — называют удельным акустическим сопротивлением (Па • с/м), равное 410 Па • с/м для воздуха, 1,5 • 106 Па • с/м — для воды, 4,8 • 107 Па • с/м — для стали.
При распространении звука со скоростью звуковой волны происходит перенос энергии, которая характеризуется интенсивностью звука.
Интенсивность звука I (Вт/м2) — это энергия, переносимая звуковой волной в единицу времени, отнесенная к площади поверхности, через которую она распространяется
1=р2/(рс).
Как и для вибрации и по тем же самым причинам, звуковое давление и интенсивность звука принято характеризовать их логарифмическими значениями — уровнями звукового давления и интенсивности звука.
Уровень звукового давления
Lp=l0\g(p2/p20)= 20\g(p/p0),
где р — звуковое давление, Па; р0 — пороговое звуковое давление, равное 2 • 10~5 Па.
Уровень интенсивности звука
Li = 10 1g(I/I0),
где I — интенсивность звука, Па; /0 — пороговая интенсивность звука, равная 10-12 Вт/м2.
В качестве пороговых значений приняты минимальные значения звукового давления и интенсивности звука, которые слышит человек при частоте звука в 1000 Гц, поэтому они получили названия порогов слышимости.
Важной характеристикой, определяющей распространение шума и его воздействие на человека, является его частота. Так же как и для вибрации, диапазон звуковых частот разбит на октавные полосы (fx//2 = 2), характеризуемые их среднегеометрическими частотами /сг. Граничные и среднегеометрические частоты октавных полос приведены ниже.
|
| |
| |
| Настя
Offline
| Дата: Воскресенье, 13.11.2011, 13:25 | Сообщение # 2
|
Модераторы
Сообщений: 157
| 
Классификация производственного шума (рис. 2.15). Шум классифицируется по частоте, спектральным и временным характеристикам, природе его возникновения.
По частоте акустические колебания различаются на инфразвук (f < 16 Гц), звук (16 < f< 20 ООО Гц), ультразвук (f>20 ООО Гц). Акустические колебания звукового диапазона подразделяются на низкочастотные (менее 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц), высокочастотные (свыше 800 Гц).
По спектральным характеристикам шум подразделяется на широкополосный с непрерывным спектром более одной октавы и тональный (дискретный), в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (частоты, уровень звука на которых значительно выше уровня звука на других частотах). Спектры широкополосного и тонального шума представлены на рис. 2.16. Примером широкополосного шума может являться шум реактивного самолета, тонального — шум дисковой пилы, с спектре шума которой имеется ярко выраженная частота с доминирующим уровнем звука.
|
| |
| |
| Настя
Offline
| Дата: Воскресенье, 13.11.2011, 13:29 | Сообщение # 3
|
Модераторы
Сообщений: 157
| По временным характеристикам шум подразделяется на постоянный и непостоянный. Постоянным считается шум, уровень которого в течение 8-часового рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБ; непостоянным — если это изменение превышает 5 дБ. Непостоянные шумы в свою очередь разделяются на колеблющиеся, уровень звука которых изменяется непрерывно во времени (например, шум транспортных потоков); прерывистые, уровень звука которых изменяется ступенчато (на 5 дБ и более), причем длительность интервалов, в которых уровень звука остается постоянным не менее 1 с (например, шум прерывисто сбрасываемого из баллонов сжатого воздуха); импульсные, представляющие собой звуковые импульсы, длительностью менее 1 с (например, шум агрегатов и машин, рабо-тающих в импульсном режиме). Временные характеристики колеблющегося, импульсного и импульсного шумов показаны на рис. 2.16, б.
По природе возникновения шум можно разделить на механический, аэродинамический, гидравлический, электромагнитный.
Механические шумы возникают по следующим причинам: наличие в механизмах инерционных возмущающих сил, возникающих из-за движения деталей механизма с переменными ускорениями; соударение деталей в сочленениях вследствие неизбежных зазоров; трение в сочленениях деталей механизмов; ударные процессы (ковка, штамповка, клепка, рихтовка) и ряд других. Основными источниками возникновения шума механического происхождения явля¬ются подшипники качения и зубчатые передачи, а также неуравновешенные вращающиеся части машин.
Аэродинамические шумы возникают в результате движения газа, обтекания газовыми (воздушными) потоками различных тел. Аэродинамический шум возникает при работе вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, газовых турбин, выпусков пара и газа в атмо¬сферу, двигателей внутреннего сгорания. Причинами аэродинамического шума являются вихревые процессы, возникающие в потоке рабочей среды при обтекании тел и выпуске свободной струи газа; пульсации рабочей среды, вызываемые вращением лопастных колес вентиляторов, турбин; колебания, связанные с неоднородностью и пульсациями потока. Аэродинамический шум — один из самых значительных по уровню звука.
Гидравлические шумы возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (кавитация, турбулентность, гидравлические удары). Например, в насосах источником гидравлического шума является кавитация жидкости у поверхностей лопаток насоса при высоких окружных скоростях вращения рабочего колеса.
Электромагнитные шумы возникают в электрических машинах и оборудовании, использующим электромагнитную энергию. Основной причиной возникновения электромагнитного шума является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей, а также электрические (пондеромоторные) силы, вызываемые взаимодействием электромаг-нитных полей, создаваемых переменными электрическими токами.
Воздействие акустических колебаний (шума) на человека. Шум звукового диапазона на производстве приводит к снижению внима¬ния и увеличению ошибок при выполнении работы. В результате снижается производительность труда и ухудшается качество выполняемой работы. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических объектов и внутрицехового транспорта сигналы, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.
На рис. 2.17 представлена характеристика слухового восприятия человека с нормальным слухом. Предельные значения уровней звукового давления изображены двумя кривыми. Нижняя кривая соответствует порогу слышимости. Как видно, при определенных частотах человек слышит отрицательные уровни звука. Это объясняется тем, что логарифмическая шкала уровней звукового давления по-строена таким образом, что за пороговое значение уровня звукового давления р0 принят порог слышимости на частоте 1000 Гц (Lp = 0 дБ). Однако порог слышимости человека на частотах 2000...4000 Гц меньше. Верхняя кривая соответствует порогу болевого ощущения (Lp= 120... 130 дБ). Звуки, превышающие по своему уровню порог болевого ощущения, могут вызвать боли и повреждения в слуховом аппарате (перфорация или даже разрыв барабанной перепонки). Область на частотной шкале, лежащая между двумя кривыми, называется областью слухового восприятия.
|
| |
| |
| Настя
Offline
| Дата: Воскресенье, 13.11.2011, 13:32 | Сообщение # 4
|
Модераторы
Сообщений: 157
| Шум влияет на весь организм человека. Он угнетает центральную нервную систему,вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертониче¬ской болезни, может привести к профессиональному заболеванию.
Шум с уровнем звукового давления до 30...45 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение уровня звука до 40...70 дБ создает дополнительную нагрузку на нервную систему, вызывает ухудшение самочувствия и при длительном воздействии может стать причиной неврозов. Длительное воздействие шума с уровнем свыше 80 дБ может привести к ухудшению слуха — профессиональной ту-гоухости. При действии шума свыше 130 дБ возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при уровнях звука свыше 160 дБ вероятен смертельный исход.
Помимо снижения слуха рабочие, подвергающиеся постоянному воздействию шума жалуются на головные боли, головокружение, боли в области сердца, желудка, желчного пузыря, повышенное артериальное давление. Шум снижает иммунитет человека и устойчивость человека к внешним воздействиям.
Инфразвук с уровнем от 110 до 150 дБ вызывает неприятные субъективные ощущения и различные функциональные изменения в организме человека: нарушения в центральной нервной системе, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном аппарате. Возникают головные боли, осязаемое движение барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижается внимание и работоспо-собность, появляется чувство страха, угнетенное состояние, нарушается равновесие, появляется сонливость, затруднение речи. Инф¬развук вызывает в организме человека психофизиологические реакции — тревожное состояние, эмоциональная неустойчивость, неуверенность в себе.
Ультразвук может действовать на человека как через воздушную среду, так и контактно на руки — через жидкую и твердую среды. Воздействие через воздушную среду вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, а также изменения свойств и состава крови, артериального давления. Контактное воздействие на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, изменению костной структуры — снижению плотности костной ткани.
1.2. Защита от шума, инфра- и ультразвука
В зависимости от того, где находится источник звука — на открытом пространстве или в помещении, — для расчета уровня шума в расчетной точке (РТ) применяют различные формулы.
На открытом пространстве (рис. 3.19) уровень звука в расчетной точке можно определить по формуле
Здесь:
—Lp — уровень звуковой мощности источника звука, дБ. Это характеристика источника, определяемая по определенным методикам и обычно приводимая в его технических характеристиках;
—G — показатель направленности источника, дБ. Это также техническая характеристика источника, показывающая на сколько дБ энергия звука, излучаемого в данном направлении больше или меньше энергии, которая бы излучалась источником с та¬ким же уровнем звуковой мощности во всех направлениях одинаково. Значение G отрицательно, если в данном направлении излучаемая энергия меньше энергии равномерно излучающего источника, и положительно, если больше;
—S — площадь поверхности, в которую излучается звук (S0 = 1 м2), м2. Например, если источник звука находится на полу, то звук распространяется в полусферу и S= 2πr2, где r — расстояние от источника звука до расчетной точки;
Δ L снижение уровня шума на пути его распространения. Если на пути шума нет ника¬ких препятствий и расстояние г не более 50 м, значение AL можно принимать
нулевым.
|
| |
| |
| Настя
Offline
| Дата: Воскресенье, 13.11.2011, 13:37 | Сообщение # 5
|
Модераторы
Сообщений: 157
| 
Для защиты от акустических колебаний (шума, инфра- и ультразвука) можно использовать следующие методы:
- снижение звуковой мощности источника звука;
Для снижения шума механизмов и машин применяют методы, аналогичные методам, снижающим вибрацию машин, т.к. вибрация является источником механического шума.
Аэродинамический шум, вызываемый движением потоков воздухов и газа и обтеканием элементов механизмов и машин – наиболее мощный источник шума, снижение которого в источнике наиболее сложно. Для уменьшения интенсивности генерации шума улучшают аэродинамическую форму элементов машин, обтекаемых газовым потоков, и снижают скорость движения газа.
- размещение рабочих мест с учетом направленности излучения звуковой энергии;
При размещении установок с направленным излучением необходима соответствующая ориентация этих установок по отношению к рабочим местам (отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установки или устье трубы сброса сжатого газа необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого шума был направлен в противоположную сторону от рабочего места).
- удаление рабочих мест от источника шума;
- акустическая обработка помещений;
Это мероприятие, снижающее интенсивность отраженного от поверхностей помещения звука. Облицовки, различные поглотители. В этом случае происходит переход энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале облицовки или поглотителя. Для большей эффективности звукопоглощения пористый материал должен иметь открытые открытые со стороны падения звука незамкнутые поры.
Звукоизоляция.
Экранирование.
- применение глушителей;
Для снижения аэродинамического шума. Глушители звука принято делить на абсорбционные, использующие облицовку поверхностей воздухопроводов звукопоглощающим материалом; реактивные типа расширительных камер.
- применение средств индивидуальной защиты.
Вкладыши - мягкие тампоны из ультратонкого материала, всавляемые в слуховой канал. Эффективность не очень высока.
Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются на голове дугообразной пружиной. Более эффективны.
Шлемы применяют при воздействии шумов очень высоких уровней, более 120 дБ. Они закрывают всю голову человека, т.к. при таких уровнях шума они проникают в мозг не только через ухо, но и непосредственно через черепную коробку.
|
| |
| |
|
