- •Основы физической акустики
- •Основные понятия
- •Излучение и распространение звука
- •Поглощение, отражение и прохождение звука
- •Основные понятия о шуме и вибрации
- •Характеристики шума
- •Операции с децибелами и примеры расчётов
- •Характеристики вибрации
- •Влияние шума на человека
- •Основные принципы нормирования шума
- •Нормы шума на рабочих местах
- •Ультра- и инфразвук: влияние на человека, нормирование
- •Влияние вибрации на человека, нормирование вибрации
- •Источники шума
- •Классификация источников шума
- •Общие сведения о методах и средствах защиты от шума и вибрации
- •Классификация методов и средств защиты от шума и вибрации
- •Средства индивидуальной защиты от шума
- •Активная шумовиброзащита
- •Организационно-технические меры защиты от шума
Оглавление
1. Основы физической акустики 2
1.1. Основные понятия 2
1.2. Излучение и распространение звука 3
1.3. Поглощение, отражение и прохождение звука 4
2. Основные понятия о шуме и вибрации 5
2.1. Характеристики шума 5
Спектральные и временные характеристики шума 7
2.2. Операции с децибелами и примеры расчётов 9
Сложение шума двух и более источников 9
Перевод УЗД в УЗ 10
Вычитание УЗ (УЗД) 11
2.3. Характеристики вибрации 11
3. Влияние шума на человека 15
3.1. Основные принципы нормирования шума 15
3.2. Нормы шума на рабочих местах 17
3.3. Ультра- и инфразвук: влияние на человека, нормирование 20
3.4. Влияние вибрации на человека, нормирование вибрации 21
4. Источники шума 22
4.1. Классификация источников шума 22
5. Общие сведения о методах и средствах защиты от шума и вибрации 24
5.1. Классификация методов и средств защиты от шума и вибрации 24
5.2. Средства индивидуальной защиты от шума 29
5.3. Активная шумовиброзащита 31
Принцип действия 31
Примеры применения 32
5.4. Организационно-технические меры защиты от шума 34
Основы физической акустики
Шум является одним из основных неблагоприятных факторов окружающей среды, значительно снижающим её качество. Широкое внедрение в промышленность новых технологий, рост мощности оборудования, широкое использование многочисленных и быстроходных средств наземного, воздушного и водного транспорта, применение разнообразного бытового оборудования – все это приводит к тому, что человек на работе, в быту, на отдыхе подвергается многократному воздействию вредного шума, своего рода акустической экспансии.
Влияние шума на человека проявляется в ухудшении здоровья, снижении работоспособности, а, следовательно, и производительности труда. Поэтому проблема борьбы с шумом – одна из важнейших проблем человечества.
Основные понятия
Звук — упругие волны, распространяющиеся в упругой среде, колебания в среде, вызванные каким-либо источником.
Звуковое поле — область среды, в которой распространяются звуковые волны. В звуковом поле возникают деформации разрежения и сжатия, что приводит к изменению давления в любой точке среды по сравнению с атмосферным, разность между этими давлениями называют звуковым давлением (Р).
В зависимости от среды, в которой распространяются упругие волны, звук подразделяется на воздушный и структурный.
Воздушный звук — звуковое поле, обусловленное передачей звука от источника к точке наблюдения по воздуху или через ограждающие конструкции.
Структурный звук — составляющая звукового поля, обусловленная излучением шума вибрирующими ограждающими конструкциями.
Звук характеризуется скоростью распространения звуковых волн (скорость звука), звуковым давлением, создаваемым в среде звуковыми волнами, направлением распространения звуковых волн, интенсивностью переноса звуковой энергии.
Скорость распространения звука зависит от характеристик среды, в которой распространяется звук. Скорость звука — функция плотности и упругости среды, а для газообразной среды — температуры.
Скорость звука в воздухе, м/с
где — температура окружающей среды, оС.
При температуре =20°С скорость звука в воздухе - 344 м/с. Скорость звука в чистой воде - 1348 м/с. Прикладное значение имеет также скорость звука в солёной воде океана. Скорость звука увеличивается в более солёной и более тёплой воде. При большем давлении скорость также возрастает, то есть чем глубже, тем скорость звука больше. Скорость звука в стали - 5029 м/с.
Для источника гармонических (синусоидальных) колебаний с частотой f, Гц, скорость звука:
где - длина звуковой волны, м.
Чем больше частота звука, тем меньше длина звуковой волны, и наоборот.
Характеристиками звуковых волн, связанными с их распространением, являются звуковой луч и фронт волны.
Звуковым лучом называют линию распространения звуковых волн, а фронтом звуковой волны — поверхность, соединяющую смежные точки с одинаковой фазой (например, разрежения) колебания. По форме фронта различают три типа звуковых волн: плоские (в виде плоскости, нормальной к направлению распространения волн), сферические (со сферическим фронтом) и цилиндрические (с фронтом в виде боковой поверхности цилиндра).
Распространение звука связано с переносом энергии. Средний поток звуковой энергии, проходящий в единицу времени через единицу поверхности, расположенную перпендикулярно распространению волны, называется интенсивностью звука, Вт/м2:
Интенсивность звука – вектор, поэтому в некоторых практических случаях используется скалярная величина – плотность звуковой энергии, Дж/м3:
Общее количество звуковой энергии, излучаемой источником в единицу времени, называется звуковой мощностью, Вт: