Лекція 5

ЗАХИСТ ВІД ШУМУ, ІНФРАЗВУКУ, УЛЬТРАЗВУКУ

Питання:

1 Характеристика шуму.

2 Дія шуму на організм людини.

3 Нормування шуму.

4 Захисні заходи від впливу шуму.

5 Ультразвук.

6 Інфразвук.

Основні нормативні документи:

Гост 12.1.003-89*. Шум. Загальні вимоги безпеки.

Гост 12.1.001-89. Ультразвук. Загальні вимоги безпеки.

ДСН 3.3.6.037-99 Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку

Терміни та визначення:

Шум – безладне поєднання небажаних для людини звуків, що заважають трудовій діяльності чи відпочинку.

Звук – хвильовий механічний рух частин пружного середовища з частотами коливань від 16 до 20 000 Гц. Діапазон частот понад 20 кГц відповідає ультразвуку, а нижче 16 Гц – інфразвуку.

Вібрації – механічні коливання елементів конструкцій, устаткування, машин, споруджень, що поширюються в пружних середовищах і впливають на людину при поверхневому контакті.

1 Характеристика шуму

Людина живе у світі звуків від самого народження протягом усього життя. За допомогою органів слуху людина отримує 7-12% інформації з оточуючого світу.

Існують два поняття звук і шум. Вони з фізичної точки зору однозначні. Але поняття звук більш широке.

Звук являє собою коливальний рух части пружного середовища, яки поширюється у вигляді хвиль. Звук може поширюватись у твердому, рідкому та газоподібному середовищах.

Поняття «шум» достатньо суб’єктивне. Будь-який небажаний в даний момент звук (або звуки) людина сприймає, як шум. Одні й ті самі звуки різними людьми можуть сприйматися по-різному.

Визначень шуму декілька:

1. шум – це неритмічне звукоутворення, безладне змішання звуків.

2. шум – це усі звуки, що мішають людині.

3. шум – це звук, що оцінюється людиною негативно та наносить шкоду здоров’ю.

Сьогодні поряд з терміном забруднення повітряного середовища, під яким розуміється, в основному, хімічне і механічне забруднення вводиться поняття «акустичне забруднення».

Абсолютна тиша – теж погано (космонавти, підводники і т.д.).

Людина сприймає звуки в діапазоні 16 Гц до 20 кГц. Звуки з частотою менше 16 Гц називають ультразвуком, більше 20 кГц – інфразвуком.

Машини та механізми, які використовуються на виробництві, є джерелами звуків різної частоти та інтенсивності, що змінюються в часі. Тому виробничий шум розглядають як сукупність звуків різної інтенсивності і частоти, які безладно змінюються в часі і викликають у працюючих неприємні суб'єктивні відчуття.

Джерелами шуму:

1. Коливання тіл або їхніх поверхонь – викликає механічний шум (ефект використовується в театрі).

2. Нестаціонарні процеси в рідині або газі, що супроводжуються виникненням звукових хвиль – аерогідродинамічний шум.

3. Перемінні магнітні сили, що призводять до коливань робочі органи електричних машин і апаратів – електромагнітний шум (електричний трансформатор).

Основними параметрами, що характеризують звукові хвилі, є:

1. АМПЛІТУДА КОЛИВАННЯ – максимальне зміщення від вихідного положення часток середовища, що проводить звук, в результаті залучення їх у коливальний процес джерелом коливання (наприклад, камертоном).

2. ЗВУКОВИЙ ТИСК

Звукові коливання в повітрі призводять до його стиснення та розрядження. В області стиснення тиск повітря збільшується, в області розрядження підвищується. Різницю між тиском, що виникає в обуреному середовищі та атмосферним середовищем називають звуковим тиском. Він виражається в ньютонах на квадратний метр (н/м²) або динах на квадратний сантиметр (дин/см²)

В акустиці цей параметр є дуже важливим.

3. ШВИДКІСТЬ ЗВУКУ – це відстань, на яке протягом однієї секунди може поширюватися хвильовий процес. У повітрі при t=20ºЗ і нормальному атмосферному тиску вона дорівнює 334 м/с, при підвищенні температури – швидкість звуку збільшується приблизно на 0,71 м/с на кожен градус.

Для порівняння:

у воді - 1483м/с,

у сталі – 5100 м/сек,

у гумі – 54 м/сек.

4. ДОВЖИНА ХВИЛІ – це відстань між двома сусідніми згущеннями або розрядженнями в звуковій хвилі.

де: с – швидкість звуку, м/с; f – частота, Гц.

5. СИЛА ЗВУКУ (інтенсивність) .

Звукова хвиля є носієм енергії в напрямі розповсюдження. Кількість енергії, що проходить у результаті розповсюдження звукових хвиль в одиницю часу через одиницю поверхні, розташовану перпендикулярно напрямку руху звукової хвилі, називається силою звуку (інтенсивністю). Інтенсивність звуку пов’язана х звуковим тиском:

, Вт/м²

де: ρ – густина речовини н/м³;

с – швидкість звуку, м/сек;

– звуковий тиск н/м³.

Добуток називається питомим акустичним опором середовища. Вимірюється в Па*с/м або кг/м²*с

Фактор спрямованості Ф(j) показує відношення інтенсивності звуку I(j), що створюється джерелом у напрямку з кутовою координатою j до інтенсивності Iср, що була б розвинута в тій самій точці ненаправленим джерелом, що має ту ж звукову потужність і випромінює звук на всі боки рівномірно

де рср – осереднений по всім напрямкам звуковий тиск, на певній відстані від джерела звуку;

p (j ) – звуковий тиск в кутовому напрямку j, виміряний на тій самій відстані

**********************************************************************