Характеристика производственного шума

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Камский Политехнический Институт

Кафедра электротехники и электроники

Лаборатория охраны труда

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Характеристики и исследование шума на рабочем месте

Набережные Челны

Основные положения

Шумом является каждый нежелательный для человека звук. В качестве примера звука, мы воспринимаем упругие колебания, распространяющиеся волнообразно в твердой, жидкой или газообразной средах. Различные звуки и их сочетания, которые мешают нормальной деятельности человека и оказывают раздражение и вредное воздействие на человеческий организм, являются шумом.

Источником звука в основном являются колебания твердых тел, которые вызывают сжатие и разряжение окружающей среды, распространяющиеся в пространстве в виде волн. Скорость распространения звуковых волн «с» зависит от плотности и упругости среды, для газообразной среды еще и от температуры.

При нормальных условиях (t = 20⁰С, Р = 101330 Па) скорость звука в воздухе с_в = 344 м/с.

В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяется во времени. Расстояние, измеренное вдоль направления волны между ближайшими точками звукового поля, колеблющимися синфазно, называется длиной волны «l» (м).

Разность между мгновенными значениями полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется звуковым давлением (Па).

В изотропной среде между длиной волны «l» (м), частотой колебания «f» (Гц) и скоростью звука «с» (м/с) существует зависимость

Средний поток энергии в какой либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения звуковой волны, называется силой или интенсивностью звука J (Вт/м²) в данной точке:

где r - плотность среды (кг/м³);

с – скорость звука (м/с);

Величина (rс) называется акустическим сопротивлением среды. Для нормального атмосферного давления величина rс = const (для воздуха rс = 410 Н с/м³, для воды – 1,5 * 10⁶, для стали = 4,8 * 10⁷ Н с/м³).

Интенсивность звука, проходящего через поверхность среды с радиусом «r»

,

где Е – полная звуковая энергия, излучаемая «точечным» источником.

Человеческое ухо воспринимает колебания в диапазоне от 16 до 20 Гц, колебания частотой до 16 Гц (инфразвуки) и выше 20000 Гц (ультразвуки) лежат в неслышимой области.

Минимальные значения звукового давления и силы звука, при которых звук становится слышим, называется порогом слышимости (слуховой порог). На частоте 1 кГц порог слышимости Р = 2 * 10^-6, что соответствует J₀ = 10^-12 Вт/м². При снижении частоты ниже 800 Гц и увеличении свыше 5 кГц величина порога слышимости возрастает.

Максимальная интенсивность звука, которую в состоянии выдержать органы слуха человека, называется болевым порогом слышимости J_б. Принимается J_б = 10 Вт/м², что соответствует болевому порогу звукового давления Р_б = 2 * 10^1,5 Па.

Звуки, превышающие этот порог, могут вызвать повреждения органов слуха. Таким образом, диапазоны слышимости уха человека на частоте 1 кГц составляет 10¹³ Вт/м² или 10^8,5 Па.

Характеристика производственного шума

Производственный шум, с которым приходится иметь дело, характеризуется величиной звукового давления и интенсивностью звука, которые меняются в широких пределах.

Важно, что ухо человека способно реагировать на относительное изменение интенсивности, а не на абсолютное. Ощущения человека, возникающие при различного рода раздражениях, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому для характеристики производственного шума введены логарифмические величины уровня звукового давления и интенсивности, выражаемые в децибелах (дВ): уровень силы звука

или

уровень звуковой мощности

уровень звукового давления (дВ)

Обычно в производственных помещениях находится не один, а несколько источников шума. Суммарный уровень шума источников разной мощности определяется из условия, что

, тогда

если , то .

Логарифмическая шкала позволяет уложить весь диапазон интенсивности шума от порога слышимости до порога болевого ощущения в 130 дБ, т.е.

дБ

Например, шелест листвы, шум слабого ветра 10 – 20 дБ, громкая речь на расстоянии нескольких метров 60 – 70 дБ, шум в цехе 80 – 100 дБ, шум при работе пневматических инструментов 110 – 120 дБ, шум реактивного двигателя на расстоянии 1 м. от сопла 130 – 140 дБ.

Как правило, производственный шум представляет собой смесь звуков различных частот, который раскладывается на спектр шума. Для удобства анализа шума частотный диапазон делят на интервалы – октавные полосы (октавы) или треть октавы.

За октаву принимается диапазон частот с отношением верхней f₂ и нижней f₁ частот равным 2, т.е. .

Октавы нормализованы. Для измерения шума приняты 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц (среднегеометрические частоты).

Граничные частоты октавных полос: 45 – 90, 180 – 355, 355 – 710, 710 – 1400, 1400 – 2800, 2800 – 5600, 5600 – 11200.

Измерение спектров шума в этих октавных полосах проводят для сравнения шума машин, нормирования и др. целей.

Характер спектра может быть низкочастотным (до 300 Гц), среднечастотным (300 – 800 Гц) и высокочастотным (выше 800 Гц).

Спектры шума бывают дискретными. Когда отдельные составляющие отделены друг от друга боле или менее значительными частотными интервалами, в которых звука нет. Такой шум называется тональным. Например, шум дисковой пилы.

Спектры могут быть сплошными, в которых интервалы между частотными составляющими бесконечно малы (следуют друг за другом непрерывно). Например, шум реактивного двигателя.

Шум может быть стабильным и импульсным. Первый характеризуется постоянством уровня звукового давления, второй – быстрым изменением уровня во времени. Импульсный шум воспринимается как часто следующие друг за другом удары (шум молота).

Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по всем направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф – фактором направленности, показывающим отношение интенсивности звука, создаваемой направленным источником в данной точке J, интенсивности J_ср, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий звук в сферу.

,

где Р – звуковое давление, измеренное на определенном расстоянии от источника.

Р_ср – звуковое давление, усредненное по всем направлениям.

Характеристика направленности представляется в виде показателя направленности ПН, измеряемого в децибелах шумометром.

Поиск по сайту: