Разработка мероприятий по защите от шума в помещении компрессорной станции

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ГОУВПО "АмГУ")

Факультет Инженерно-физический

Кафедра Безопасности жизнедеятельности

Специальность 280101 - Безопасность жизнедеятельности в техносфере

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: Разработка мероприятий по защите от шума в помещении компрессорной станции

по дисциплине "Системы защиты среды обитания"

Исполнитель

студент группы 513

Е.А. Воронина

Руководитель

О.Т. Аксенова

Благовещенск 2009

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ГОУВПО "АмГУ")

Факультет инженерно - физический

Кафедра Безопасности жизнедеятельности

ЗАДАНИЕ

К курсовой работе студентки 513 группы Ворониной Екатерины Александровны

1. Тема курсовой работы: Разработка мероприятий по защите от шума в помещении компрессорной станции

2. Срок сдачи студентом законченной работы (проекта): 29 ноября 2009 год

3. Исходные данные к курсовой работе (проекта):

3.1 Наименование объекта: Компрессорная станция

3.2 План размещения кабины Приложение А.

4. Задание: Рассмотреть и охарактеризовать источники шума в помещении компрессорной станции; рассмотреть и дать краткое описание методов и средств снижения шума в производственных помещениях; обосновать применение средств, предложенных для снижения уровней шума и рассчитать их параметры.

5. Перечень материалов приложения: Расчетные формулы и план расположения кабины компрессорной станции.

6. Дата выдачи задания 19 сентября 2009 года

Руководитель курсовой работы: Аксенова О.Т., доцент , канд. техн. наук

Задание принял к исполнению (дата): Воронина Е.А.

РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит 29 с., 2 рисунка, 11 источников, 3 таблицы, 1 приложение.

Компрессорная станция, источники шума, методы и средства защиты, звукоизолирующие кабины, методика расчета.

В данной курсовой работе определены источники шума от механизмов компрессорной станции, а также методы и средства снижения его уровней. Рассчитано требуемое снижение шума кабиной, а также подобраны материал для изготовления кабины.

СОДЕРЖАНИЕ

Ведение

1 Общие характеристики компрессорной станции

1.1 Назначение и размещение компрессорной станции

1.2 Классификация компрессорного оборудования

1.3 Назначение компрессора

2 Общие характеристики шума

2.1 Влияние шума на человека

2.2 Источники шума от компрессорной станции

3 Методы и средства борьбы с шумом

3.1 Общие подходы

3.2 Звукоизолирующие кабины

4 Определение требуемой изоляции

4.1 Методика расчёта

4.2 Результаты расчета

Заключение

Библиографический список

Приложение А План размещения кабины

Приложение Б Октавный спектр шума

ВВЕДЕНИЕ

За последние десятилетия проблема борьбы с шумом, во всех странах стала одной из важнейших. Внедрение в промышленность новых технологических процессов, рост мощности и быстроходности технологического оборудования, механизация производственных процессов привели к тому, что человек на производстве и в быту постоянно подвергается воздействию шума высоких уровней. Проблема борьбы с шумом является неотъемлемой частью охраны труда и защиты окружающей среды.

Создание новых видов техники с форсированными параметрами по скорости, мощности, нагрузкам, появление новых отраслей промышленности и интенсификация уже существующих технологических процессов часто сопровождаются вместе с увеличением уровней шума увеличением прерывистых и импульсных шумов, расширением спектра в сторону ультра- и инфрачастотного диапазонов. Наряду с этим даже относительно низкие уровни шума создают дополнительные требования к организму человека в процессе его трудовой деятельности. Воздействие шума зачастую сочетается с воздействием других вредных факторов -- вибрации, излучений и т. п. Это также повышает требования к снижению шума.

Основной целью данной курсовой работы является разработка мероприятий по защите от шума в помещении компрессорной станции.

Основными задачами являются:

1. рассмотрение общих характеристик компрессорной станции;

2. выявление источников шума от компрессорной станции;

3. расчет требуемого снижение шума;

4. подбор звукоизолирующей кабины машиниста компрессорной.

1 ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

Стационарные компрессорные установки различных типов являются источниками интенсивного шума, как в машинных залах компрессорных станций, так и на окружающей их территории. Шумы внутри и снаружи компрессорных станций имеют различное происхождение.

1.1 Назначение и размещение компрессорной станции

Современные мощные компрессорные станции следует размещать вдали от: жилых помещений, общественных зданий, лабораторно-конструкторских корпусов, здравпунктов, конторских, административных и других подобных помещений или принимать соответствующие меры по снижению шума. Мероприятия по шумоглушению следует предусматривать и в том случае, если компрессорная станция встроена в производственный корпус.

Наружные стены компрессорных станций должны иметь повышенную звукоизоляцию. Наружные кирпичные стены толщиной более чем в полтора кирпича обладают достаточной звукоизоляцией. Такую же звукоизоляцию должны иметь стены из другого материала.

Площадь оконных проемов и фонарей должна быть минимальной. Если здание компрессорной станции расположено близко к другим производственным зданиям, а также при наличии в нем тихих помещений необходимо провести проверку соответствия санитарным нормам уровня шума, проникающего в эти помещения. Если излучаемый компрессорами шум создает в производственных зданиях и в других помещениях уровни звукового давления, превышающие допустимые по санитарным нормам, необходимы меры по защите этих помещений от шума или снижению излучаемого шума [1, с 138]

1.2 Классификация компрессорного оборудования

1. По характеру эксплуатации компрессорное оборудование подразделяют на:

- стационарные компрессорные агрегаты;

- стационарные компрессорные установки;

- стационарные компрессорные станции;

- передвижные компрессорные станции.

2. По размещению системы охлаждения, всасывания или выпуска газа (воздуха) компрессорное оборудование подразделяют на:

- оборудование, у которого система всасывания или выпуска отсутствует (компрессор установлен в технологической цепи);

- оборудование, у которого система охлаждения, всасывания или выпуска размещается на расстоянии более 3 м от компрессора;

- оборудование, у которого система охлаждения, всасывания или выпуска находится возле компрессора.

3. По месту установки компрессора и его привода компрессорные агрегаты подразделяют на:

- агрегаты, устанавливаемые на открытой технологической площадке;

- агрегаты, у которых привод и компрессор устанавливают в одном производственном помещении;

- агрегаты, у которых привод и компрессор устанавливают в разных производственных помещениях [4].

1.3 Назначение компрессора

Компрессоры предназначены для сжатия и перемещения газов. Они нашли широкое применение в технике, являясь одним из основных агрегатов в газотурбинных, а также в некоторых поршневых двигателях.

По способу сжатия газа компрессоры подразделяются на две группы. К первой группе относятся объемные компрессоры (поршневые, ротационные и др.), а ко второй - центробежные (турбинные). Несмотря на конструктивные различия термодинамика процессов, протекающих в обеих группах компрессоров, одинакова.

Компрессор состоит (рисунок 1) из цилиндра 1, поршня 2, всасывающего клапана 3 и нагнетательного клапана 4. Рабочий процесс совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. При движении поршня вправо через открытый всасывающий клапан газ поступает в цилиндр. При обратном движении поршня (влево) всасывающий клапан закрывается и происходит сжатие газа до определенного давления, при котором открывается нагнетательный клапан и производится нагнетание газа в резервуар.

Рисунок 1 - Составные части компрессора.

Компрессор называется идеальным, если: сжатый в цилиндре газ полного без остатка выталкивается поршнем, отсутствуют потери энергии в клапанах, отсутствуют утечки и перетечки газа через неплотности, отсутствуют силы трения поршня о цилиндр [2, с. 148].

Значительная часть компрессоров эксплуатируется в составе устройств, предназначенных для изменения (понижения) температуры окружающей среды. Различают: 1) криогенные компрессоры - специальные компрессоры, в которых сжимаемый газ хотя бы на одной из стадий цикла имеет криогенную температуру (0--120 К); 2) холодильные компрессоры.

Специальные компрессоры, предназначенные для откачки газа с целью получения вакуума, называют вакуумными компрессорами. Вакуумные компрессоры, у которых конечное давление больше атмосферного, относят к компрессорам комбинированного применения

В компрессорах объемного действия рабочий процесс осуществляется путем циклического изменения объемов рабочих камер. Поршневыми компрессорами (ПК) называют компрессоры объемного действия, в которых объем рабочих камер изменяется с помощью поршней, совершающих возвратно-поступательное движение. Основные типы производства ПК - серийное и крупносерийное. По конструктивному расположению цилиндров различают схемы ПК: горизонтальную, вертикальную, оппозитную, прямоугольную, V- и W-образные, звездообразную.

Наиболее широко ПК применяют в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Основные тенденции совершенствования конструкций ПК в этих отраслях следующие: повышение быстроходности; широкая унификация конструкций с использованием в качестве базовых в основном V- и W-образных и оппозитной схем; совершенствование термодинамического процесса; снижение потерь производительности и мощности; разработка систем прогнозирования работоспособности ПК и предотвращения отказов; обеспечение надежности и ремонтопригодности [10].

2. ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШУМА

В производственных условиях источниками шума являются работающие станки и механизмы, ручные механизированные инструменты, электрические машины, компрессоры, кузнечно-прессовое, подъемно-транспортное, вспомогательное оборудование (вентиляционные установки, кондиционеры) и т.д.

По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные и тональные.

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные. В свою очередь непостоянные шумы подразделяются на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.

В качестве характеристик постоянного шума на рабочих местах, а также для определения эффективности мероприятий по ограничению его неблагоприятного влияния, принимаются уровни звукового давления в децибелах (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

В качестве общей характеристики шума на рабочих местах применяется оценка уровня звука в дБ(А), представляющая собой среднюю величину частотных характеристик звукового давления.

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является интегральный параметр - эквивалентный уровень звука в дБ(А) [11].

2.1 Влияние шума на человека

Проявление вредного воздействия шума на организм человека весьма разнообразно.

Длительное воздействие интенсивного шума [выше 80 дБ (А)] на слух человека приводит к его частичной или полной потере. В зависимости от длительности и интенсивности воздействия шума происходит большее или меньшее снижение чувствительности органов слуха, выражающееся временным смещением порога слышимости, которое исчезает после окончания воздействия шума, а при большой длительности или (и) интенсивности шума происходят необратимые потери слуха (тугоухость), характеризуемые постоянным изменением порога слышимости.

Различают следующие степени потери слуха: I степень (легкое снижение слуха) - потеря слуха в области речевых частот составляет 10 - 20 дБ, на частоте 4000 Гц - 60 20 дБ; II степень (умеренное снижение слуха) - потеря слуха соответственно составляет 21 - 30 дБ и 65 20 дБ; III степень (значительное снижение слуха) - потеря слуха соответственно составляет 31 дБ и более и 78 20 дБ.

Действие шума на организм человека не ограничивается воздействием на орган слуха. Через волокно слуховых нервов раздражение шумом передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма, влияет на психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. Человек, подвергающийся воздействию интенсивного шума, затрачивает в среднем на 10 - 20 % больше физических и нервно-психических усилий, чтобы сохранить выработку, достигнутую им при уровне звука ниже 70 дБ (А). Установлено повышение на 10 - 15 % общей заболеваемости рабочих шумных производств.

Воздействие шума на вегетативную нервную систему проявляется даже при небольших уровнях звука [40 - 70 дБ (А)] и не зависит от субъективного восприятия шума человеком. Из вегетативных реакций наиболее выраженным является нарушение периферического кровообращения за счет сужения капилляров кожного покрова и слизистых оболочек, а также повышение артериального давления [при уровнях звука выше 85 дБ (А)]. В то время как для вегетативной нервной системы характерно четкое соответствие между шумом и реакцией, в области психики такое соответствие отсутствует. Установлено, что выраженные психические реакции появляются уже начиная с уровней звука, равных 30 дБ (А). При этом решающую роль в психическое оценки неприятности шума играет личное отношение человека к этому шуму. Воздействие на психику возрастает с увеличением частоты и уровня шума, а также с уменьшением ширины полосы частот шума.

Воздействие шума на центральную нервную систему вызывает увеличение латентного (скрытого) периода зрительно-моторной реакции, приводит к нарушению подвижности нервных процессов, изменению электроэнцефалографических показателей, нарушает биоэлектрическую активность головного мозга с проявлением общих функциональных изменений в организме (уже при шуме 50 - 60 дБ (А), существенно изменяет биопотенциалы мозга, их динамику, вызывает биохимические изменения в структуре головного мозга.

В настоящее время "шумовая болезнь" характеризуется медицинской наукой комплексом симптомов. К объективным симптомам шумовой болезни относятся: снижение слуховой активности, изменение функции пищеварения, выражающееся в понижении кислотности, сердечно - сосудистая недостаточность, нейроэндокриновые расстройства.

Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие сдвиги в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых. Под действием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Установлено, что при работах, требующих повышенного внимания, при увеличении уровня звука от 70 до 90 дБ (А) имеет место снижение производительности труда на 20 % [6].

2.2 Источники шума от компрессорной станции

Шум является одним из основных источников нарушения комфортного состояния персонала предприятия, находящегося непосредственно рядом с работающим компрессорным оборудованием. Поэтому часто учет шумовых характеристик необходим при разработке, выборе и установке компрессорных станций.

Каковы источники возникновения шума? Причиной появления шумов являются звуковые волны, возникающие при сжатии и расширении в воздухе и других средах. Например, скорость распространения звука в воздухе составляет примерно 330 м/с.

Основным параметром оценки шума является его частота. Она соответствует количеству колебаний звуковых волн в единицу времени, а в качестве единицы измерения частоты используется герц (Гц). 1 герц (Гц) равен 1 колебанию звуковой волны за 1 секунду.

Непосредственное измерение силы шума представляет собой достаточно сложную техническую задачу. Кроме того, дополнительной проблемой является существенное различие (в тысячи раз) в силе шума, например, при тихом разговоре и при взлете самолета. Поэтому, для широкого использования в технических расчетах ввели специальную логарифмическую величину - децибел (дБ), которая позволила представить наиболее используемые шумовые характеристики в сопоставимых и удобных для сравнения величинах [9].

Стационарные компрессорные установки различных типов являются источниками интенсивного шума, как в машинных залах компрессорных станций, так и на окружающей их территории. Шумы внутри и снаружи компрессорных станций имеют различное происхождение.

Имеются четыре основных механизма образования шума:

1) взаимодействие лопастей с возмущениями втекающего потока и турбулентностью, а также с близлежащими элементами крепления (шум вращения);

2) отрыв вихрей в ламинарном пограничном слое;

3) взаимодействие лопастей с вихрем в концевом зазоре;

4) срыв потока на поверхности лопасти.

Если излучаемый компрессорами шум создает в производственных зданиях и в других помещениях уровни звукового давления, превышающие допустимые по санитарным нормам, необходимы меры по защите этих помещений от шума или снижению излучаемого шума.

3. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА БОРЬБЫ С ШУМОМ

Основные мероприятия по борьбе с шумом - это технические мероприятия, которые проводятся по трем главным направлениям:

- устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике;

- ослабление шума на путях передачи;

- непосредственная защита работающих.

Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные, однако этот путь борьбы не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение его в источнике. Снижение шума в источнике достигается путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.

Одним из наиболее простых технических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух, который может закрывать отдельный шумный узел машины.

Значительный эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места или зоны обслуживания машины.

Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолка и стен шумных помещений приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда.

Учитывая, что с помощью технических средств в настоящее время не всегда удается решить проблему снижения уровня шума большое внимание должно уделяться применению средств индивидуальной защиты (антифоны, заглушки и др.). Эффективность средств индивидуальной защиты может быть обеспечена их правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума, а также контролем за условиями их эксплуатации [11].

3.1 Общие подходы

Методы борьбы с шумом целесообразно систематизировать и разделять в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 "ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация".

1 Средства и методы защиты от шума по отношению к защищаемому объекту подразделяются на:

- средства и методы коллективной защиты;

- средства индивидуальной защиты.

2 Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения шума подразделяются на:

- средства, снижающие шум в источнике его возникновения;

- средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

2.1 Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера воздействия подразделяются на:

- средства, снижающие возбуждение шума;

- средства, снижающие звукоизлучающую способность источника шума.

2.2 Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера шумообразования подразделяются на:

- средства, снижающие шум вибрационного (механического) происхождения;

- средства, снижающие шум аэродинамического происхождения;

- средства, снижающие шум электромагнитного происхождения;

- средства, снижающие шум гидродинамического происхождения.

2.3 Средства, снижающие шум на пути его распространения, в зависимости от среды подразделяются на:

- средства, снижающие передачу воздушного шума;

- средства, снижающие передачу структурного шума.

3 Средства защиты от шума в зависимости от использования дополнительного источника энергии подразделяются на:

- пассивные, в которых не используется дополнительный источник энергии;

- активные, в которых используется дополнительный источник энергии.

4 Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на:

- акустические;

- архитектурно-планировочные;

- организационно-технические.

4.1 Акустические средства защиты от шума в зависимости от принципа действия подразделяются на:

- средства звукоизоляции;

- средства звукопоглощения;

- средства виброизоляции;

- средства демпфирования;

- глушители шума.

4.2 Средства звукоизоляции в зависимости от конструкции подразделяются на:

- звукоизолирующие ограждения зданий и помещений;

- звукоизолирующие кожухи;

- звукоизолирующие кабины;

- акустические экраны, выгородки.

4.3 Средства звукопоглощения в зависимости от конструкции подразделяются на:

- звукопоглощающие облицовки;

- объемные (штучные) поглотители звука.

4.4 Средства виброизоляции в зависимости от конструкции подразделяются на:

- виброизолирующие опоры;

- упругие прокладки;

- конструкционные разрывы.

4.5 Средства демпфирования в зависимости от характеристики демпфирования подразделяются на:

- линейные;

- нелинейные.

4.6 Средства демпфирования в зависимости от вида демпфирования подразделяются на:

- элементы с сухим трением;

- элементы с вязким трением;

- элементы с внутренним трением.

4.7 Глушители шума в зависимости от принципа действия подразделяются на:

- абсорбционные;

- реактивные (рефлексные);

- комбинированные.

4.8 Архитертурно-планировочные методы защиты от шума включают в себя:

- рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов;

- рациональное размещение технологического оборудования, машин и механизмов;

- рациональное размещение рабочих мест;

- рациональное акустическое планирование зон и режима движения транспортных средств и транспортных потоков;

- создание шумозащищенных зон в различных местах нахождения человека.

4.9 Организационно-технические методы защиты от шума включают в себя:

- применение малошумных технологических процессов (изменение технологии производства, способа обработки и транспортирования материала и др.);

- оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и автоматического контроля;

- применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц;

- совершенствование технологии ремонта и обслуживания машин;

- использование рациональных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях.

5 Средства индивидуальной защиты от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на:

- противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи;

- противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему;

- противошумные шлемы и каски;

- противошумные костюмы.

5.1 Противошумные наушники по способу крепления на голове подразделяют на:

-независимые, имеющие жесткое и мягкое оголовье;

- встроенные в головной убор или в другое защитное устройство.

5.2 Противошумные вкладыши в зависимости от характера использования подразделяются на:

- многократного пользования;

- однократного пользования.

5.3 Противошумные вкладыши в зависимости от применяемого материала подразделяются на:

-твердые;

- эластичные;

- волокнистые.

3.2 Звукоизолирующие кабины

Уровень шума в помещении самих компрессорных станций может значительно превышать допустимый по санитарным нормам, поэтому, необходимо принимать средства и меры коллективной защиты обслуживающего персонала от шума, а именно средства звукоизоляции. Все рабочие места, а также приборы управления и контроля на компрессорных станциях целесообразно размещать в кабинах наблюдения или дистанционного управления, отделенных от машинного зала (рисунок 2). Размещение на компрессорных станциях рабочих мест вспомогательного персонала не допускается. Стены, отделяющие машинный зал от кабины, должны иметь звукоизоляцию, соответствующую звукоизоляции кирпичной стены толщиной в полкирпича Смотровые окна должны быть с двойным остеклением при толщине стекол не менее 4 мм. Стекла вставляются в металлические переплеты на резиновых прокладках по периметру с максимальным зазором между ними.

Для дополнительного снижения шума в кабинах наблюдения и дистанционного управления стены и потолок их облицовывают изнутри конструкциями, имеющими высокие коэффициенты звукопоглощения в области средних и низких частот. Высокочастотный шум достаточно хорошо снижается ограждающими конструкциями.



1 - глушитель шума всасывания; 2 - фильтр; 3 - кабина наблюдения; 4 - звукоизолирующий кожух; 5 - компрессорный агрегат; 6 - виброизолированный фундамент; 7 - трубопроводы с вибропоглощающей облицовкой; 8 - ресивер; 9 - предохранительный клапан; 10 - глушитель шума стравливания

Рисунок 2 - Схема комплекса шумоглушащих устройств для компрессорной станции

Внутренний размер кабины должен обеспечивать нормальные условия для работы. При постоянном нахождении в ней одного человека она должна быть не менее 2х2 м. Звукоизоляция кабин зависит от типа применяемых элементов.

В кабину целесообразно вывести контрольные приборы и щит управления компрессорами и оборудовать в ней постоянное рабочее место дежурного машиниста. На время выхода в помещение компрессорной станции для контроля работы агрегатов или ремонта обслуживающий персонал должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты от шума. Их следует надевать и снимать в тихом помещении до выхода из кабины и после входа в нее из машинного зала [1, с 140].

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ИЗОЛЯЦИИ

4.1 Методика расчёта

Расчёт ведётся на основании СНиП 23-03-2003 "Защита от шума".

Расчетные точки при акустических расчетах следует выбирать внутри помещений зданий и сооружений, а также на территориях, на рабочих местах или в зоне постоянного пребывания людей на высоте 1,2-1,5 м от уровня пола, рабочей площадки или планировочной отметки территории.

1. Определяем требуемое снижение шума кабиной R_каб.тр.

R_каб.тр. = L_ш - L_доп, дБ (1)

где L_ш - октавный уровень звукового давления на рабочем месте шумного помещения на предлогаемом месте установки кабины, дБ, измеренный в действующем помещении;

L_доп - допустимый уровень звукового давления на рабочих местах в кабинах, дБ.

2. Определяем требуемую изоляцию воздушного шума R_тр.i. каждым элементом кабины и выбирают соответствующую конструкцию этого элемента, используя данные по звукоизоляции ограждений.

R_тр.i = L_ш - 10lgB_n + 10lgS_i - L_доп + 10lg(n), дБ (2)

где B_n - постоянная помещения кабины, м²;

S_i - площадь i-го элемента кабины, через который шум проникает в кабину, м²;

n - количество одинаковых элементов.

Постоянную помещения В_n, м, в октавных полосах частот следует определять по формуле:

В_n = В₁₀₀₀ · µ (3)

где B₁₀₀₀ - постоянная помещения, м, на среднегеометрической частоте 1000 Гц, определяемая по таблице 1 в зависимости от объема V, м, и типа помещения;

µ - частотный множитель, определяемый по таблице 2.

Таблица 1 - Постоянная помещения в зависимости от V, м³ и типа помещения

Тип помещения	Описание помещения	Постоянная помещения в , м
1	С небольшим количеством людей (металлообрабатывающие цехи, вентиляционные камеры, генераторные, машинные залы, испытательные стенды и т.п.)
2	С жесткой мебелью и большим количеством людей или с небольшим количеством людей и мягкой мебелью (лаборатории, ткацкие и деревообрабатывающие цехи, кабинеты и т.п.)
3	С большим количеством людей и мягкой мебелью (рабочие помещения зданий управлений, залы конструкторских бюро, аудитории учебных заведений, залы ресторанов, торговые залы магазинов, залы ожидания аэропортов и вокзалов, номера гостиниц, классные помещения в школах, читальные залы библиотек, жилые помещения и т.п.)
4	Помещения со звукопоглощающей облицовкой потолка и части стен

Таблица 2 - Частотный множитель

Объем помещения , м	Частотный множитель на среднегеометрических частотах октавных полос, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
200	0,8	0,75	0,7	0,8	1	1,4	1,8	2,5
От 200 до 1000	0,65	0,62	0,64	0,75	1	1,5	2,4	4,2
1000	0,5	0,5	0,55	0,7	1	1,6	3	6

3. Производим поверочный расчет ожидаемого снижения шума кабиной R_каб по формуле:

R_каб = R_ср + 10lgB_n - 10lg, дБ (4)

где R_ср - средняя звукоизоляция всех ограждений кабины, определяемая по формуле:

дБ (5)

где S_общ - общая площадь неоднородного ограждения, м²;

R_i - звукоизоляция отдельного элемента, дБ.

Если R_каб ? R_каб.тр., то на этом расчет заканчивается. В противном случае необходимо увеличить звукоизоляцию кабины.

4.2 Результаты расчета

Произведем расчет для частоты 63Гц и остальные результаты расчета сведем в таблицу 3.

Таблица 3 - Результаты расчета

Величина	Уровни звукового давления в октавных полосах частот, дБ
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Lш	66	78	80	81	83	77	64	55
Lдоп	91	83	77	73	70	68	66	64
Rкаб.тр.	-25	-5	3	8	13	9	-2	-9
µ	0,8	0,75	0,7	0,8	1	1,4	1,8	2,5
Вn	3,36	3,15	2,94	3,36	4,2	5,88	7,56	10,5
Rтр окна	-27,25	-6,97	1,33	5,75	9,78	4,32	-7,78	-16,2
Rтр двери	-28,22	-7,94	0,36	4,78	8,81	3,35	-8,75	-17,17
Rтр стен	-11,47	8,81	17,11	21,53	25,56	20,1	8	-0,42
Ri.окна	-	21	25	29	33	31	34	-
Ri.двери	-	12	14	16	22	22	20	-
Ri.стен	32	39	40	42	48	54	60	60
Rср	-	22,15	24,32	26,48	32,22	32,18	30,7	-
Rкаб	-	10,96	12,83	15,57	22,28	23,7	23,32	-
L'	-	67	67	65	61	53	41	-

1. Определяем требуемое снижение шума кабиной R_каб.тр.:

R_каб.тр = 66 - 91 = -25 дБ

2. Определяем объем кабины:

V_к = 4 • 5 • 4,2 = 84 м²

3. Определяем В₁₀₀₀ исходя из типа помещения, следовательно:

В₁₀₀₀ = V/20 = 84/20 = 4,2 м²

4. По формуле (3) рассчитываем:

В_n = 4,2 · 0,8 = 3,36 м²

5. Рассчитываем площадь окна:

S_окна = 2 · 1 = 2 м²

6. Рассчитываем площадь двери:

S_двери = 0,8 · 2 = 1,6 м²

7. Рассчитываем площадь двух стен, т.к. кабина расположена в углу помещения компрессорной (приложение А).

S_стен = 4 · 4,2 + 5 · 4,2 = 37,8 м²

8. Определяем требуемую изоляцию воздушного шума R_тр.i. каждым элементом кабины:

R_{тр.окна} = -25 - 10lg3,36 + 10lg2 + 10lg1 = -25 - 5,26 + 3,01 + 0 = -27,25 дБ

R_{тр.двери} = -25 - 10lg3,36 + 10lg1,6 + 10lg1 = -25 - 5,26 + 2,04 + 0 = -28,22 дБ

R_{тр.стен} = -25 - 10lg3,36 + 10lg37,8 + 10lg2 = -25 - 5,26 + 15,78 + 3,01 =

= -11,47 дБ

Исходя, из таблицы 1 подбираем звукоизолирующую кабину машиниста:

- стены кабины изготовлеваются кирпичной кладкой, оштукатуренной с двух сторон;

- дверь из стандартного полотна толщиной 40 мм;

- одинарное окно с силикатным стеклом толщиной 6 мм.

9. Определяем R_ср:

R_ср = 10lg (20/(2 · 10^-0,1·21 + 1,6 · 10^-0,1·12 + 37,8 · 10^-0,1·39)) = 22,15 дБ

10. Определяем R_каб:

R_каб = 22,15 + 10lg(3,15) - 10lg(41,4) = 10,96 дБ

Расчет на этом закончен, так как на всех октавных полосах частот R_каб ? R_каб.тр..

По графику в приложении Б видно, что полученный уровень звукового давления L' не превышает допустимый L_доп.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были рассмотренные общие характеристики компрессорной станции, а также выявлены четыре основных механизма образования шума: взаимодействие лопастей с возмущениями втекающего потока и турбулентностью, а также с близлежащими элементами крепления (шум вращения); отрыв вихрей в ламинарном пограничном слое; взаимодействие лопастей с вихрем в концевом зазоре; срыв потока на поверхности лопасти.

По приведенной методике рассчитали требуемую изоляцию каждым элементом кабины машиниста и из полученных расчетов подобрали звукоизолирующую кабину. Подобранные материалы для изготовления стен, дверей и окон, выбирались с учетом экономичности и эффективности в наше современное время.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Борьба с шумом на производстве: Справочник. Под общ. ред. Е. Я. Юдина - М.: Машиностроение, 1985. - 400 с., ил.

2 В.А. Кудинов, Э.М. Карташов - Техническая термодинамика. Учеб. пособие для вузов. 3изд. М., 2003 - 261с.

3 ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация.

4 ГОСТ 12.2.016.1-91 ССБТ. Оборудование компрессорное. Определение шумовых характеристик. Общие требования.

5 ГОСТ 23426-79 Методы измерения звукоизоляции кабин наблюдения и дистанционного управления в производственных зданиях

6 Козьяков А.Ф., Морозова Л.Л. Охрана труда в машиностроении: Учеб. для учащихся сред. спец. учеб. заведений. - М.: Машиностроение, 1990 - 256 с.

7 СНиП 23-03-2003 Защита от шума

8 Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справочник/ С.В. Белов, А.Ф. Козьяков, О.Ф. Партолин и др.; Под ред. С.В. Белова.- М.: Машиностроение, 1989.- 368с., ил.

9 Шум при работе компрессоров и его снижение. - М., 2008. - URL: http://www.kompressoren.ru/page/24-2006_7_b-4342.html. - 10.11.2009.

10 Классификация компрессоров и характер их производства. - URL: http://comair.ru/info/67.html. - 28.11.2009.

11 Доклад: Производственный шум. - URL: http://www.bestreferat.ru/referat-24230.html. - 30.11.2009.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

План размещения кабины

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Октавный спектр шума