Дослідження шуму і методів боротьби з ним

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРАКТИЧНА РОБОТА

з теми: «Дослідження шуму і методів боротьби з ним»

1. Мета робота

Ознайомитись з акустичними приладами та нормативними вимогами до виробничих шумів, провести виміри шуму об'єкту, визначити ефективність застосування звукоізоляційних коробів.

2. Завдання на підготовку до практичної роботи

Студент повинний прийти на заняття з підготовленим протоколом і таблицею для запису результатів досліджень. Підготовку до роботи він проводить у відповідності зі списком приведеної літератури. Студент повинний:

Знати: мету і зміст майбутньої роботи; принципи нормування параметрів шуму робочої зони; які засоби колективного захисту можуть використовуватися для захисту від несприятливих значень шуму робочої зони.

Уміти: користатися приладами контролю шуму; порівнювати показання приладів з даними відповідних нормативних документів, запропонувати заходи щодо гігієнічного нормування шуму в робочій зоні.

Список літератури:

1. ДСТ 12.1.003 - 83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.

2. ДСН 3.3.6-037-99. Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку.

3. Конспект лекцій з курсу "Основи охорони праці" для студентів усіх професійних напрямків підготовки денної та заочної форми навчання / Укл. О.А. Нетребський/ - Одеса: ОНАХТ, 2009. - 61 с.

3. Основні теоретичні положення

В основу шуму та вібрації лежить одне фізичне явище - механічні коливання, які виникають при роботі машин та механізмів.

Шум - безладне сполучення звуків різної частоти та інтенсивності, який чинить шкідливу дію на організм людини.

Звук - механічні коливання в пружному середовищі та тілах.

Розрізняють два поняття про звук: фізичне (об'єктивне - незалежне від людини) та фізіологічне (суб'єктивне - в залежності від конкретної людини).

Фізичне уявлення про звук - це хвилеподібне коливання частинок пружного середовища буд-якої частоти. Характеризується частотою f (Гц),звуковим тиском Р (Па), інтенсивністю І (Вт/м²), потужністю W (Вт).

Фізіологічне - лише коливання повітря у визначеному інтервалі частот, яке уловлює вухо людини. Характеризується тоном, тембром та гучністю.

Кожна синусоїдальна хвиля (гармонійне коливання) називається тоном. Висота тону залежить від частоти. Чим вище частота, тим вище тон. Гучність тону залежить від амплітуди коливань.

Тембр залежить від складу звуку та визначається обертонами.

Гучність звуку є мірою сили слухового відчуття, яка визначається амплітудою коливань та залежить від тиску.

Звукові хвилі, частоти яких знаходяться у межах від 0 до 20 Гц, називаються інфразвуком. Людина цих звуків органами слуху не сприймає, але вони несприятливо впливають на організм, особливо небезпечною є частота 7 Гц, тому що збігається з Ь - ритмом біотопів мозку.

Звуки з частотою від 20 до 20 000 Гц - звуковий діапазон, який людина чує (вухо найчутливіше до звуків 800 - 4 000 Гц).

Звуки з частотою від 20 000 Гц до 10⁹ Гц називаються ультразвуками. Людське вухо їх не сприймає, але спостерігаються функціональні порушення нервової, серцево-судинної систем, зміна кров'яного тиску, складу крові, головний біль, втомлюваність.

Спектр частот представляють у вигляді смуг, визначених граничними частотами f_Н і f_В - відповідно нижня та верхня частота смуги. За середню частоту f_СР приймають середньогеометричне її значення

виробничий шум акустика звукоізоляція короб

f_СР = (f_Н · f _В) (4.1)

Смугу частот, в якій відношення f_В / f_Н = 2, називають октавною. Наприклад, для середньо геометричної частоти 1 000 Гц f_Н = 710 Гц, а f_В = 1400 Гц.

Вухо людини здатне розрізняти широкий діапазон інтенсивностей звукового тиску (Па). Порогом чутливості вважається інтенсивність звукового тиску 2 · 10^-5 Па на частоті 1 000 Гц. Максимальна інтенсивність звукового тиску, яку здатна витримувати людина, дорівнює 20 Па (поріг відчуття тиску). Отже, шкала звукового тиску, що його розрізняє людина, становить 1: 1 000 000. У зв'язку з тим, що оперувати величинами такого порядку важко і слуховий апарат людини реагує на відносні, а не на абсолютні зміни звуку, їх оцінюють за рівнями звукового тиску в логарифмічній шкалі децибелів, дБ (Децибела - це десятикратний десятинний логарифм відношення двох любих величин, із яких одна прийнята за одиницю порівняння)

Lp = 10 lg (Р² /Р_о²) = 20 lg (Р/Р_о), (4.2)

де Р - вимірюваний звуковий тиск, Па;

Р_о - поріг чутливості, Р_о = 2 · 10^-5 Па.

Нормування шуму.

Завдання гігієнічного нормування шуму полягає у тому, щоб встановити такі гранично допустимі рівні шуму, при яких систематична дія його на людину протягом багатьох років не спричиняла б захворювання і не заважала б нормальній праці. В санітарно-гігієнічних нормах закладено два принципи нормування шуму відповідно з встановленими гранично допустимими рівнями звукового тиску (дБ) в дев'яти октавних смугах з середньо геометричними частотами - 31,5; 63; 125; 250; 500; 1 000; 2 000; 4 000; 8 000 Гц.

За іншим принципом здійснюється інтегральна оцінка всього спектра за частотною характеристикою "А" шумоміру, яка приблизно відповідає сприйняттю шуму вухом людини.

Допустимі рівні шуму на виробництві регламентуються ДСТ 12.1.003 - 83 і наведені у табл.4.1.

Таблиця 4.1 - Допустимі рівні шуму на виробництві за ДСТ 12.1.003 - 83

Оцінка результатів вимірювання шуму.

Для вимірювання шуму використовують спеціальні прилади-шумоміри типу Ш-63, Ш-71, РSІ-202. Шумомір - складний вимірювальний прилад, до якого входять мікрофон, що реагує на з міни звукового тиску, підсилювальна частина і стрілочний індикатор, який від градуйовано у дБ. Спектральний аналіз виконується за допомогою окремих октавних фільтрів (ОF 101, 01016 тощо), або вмонтованих у шумомір (ВШВ-003, ИШВ-1,00017).

У приміщеннях з груповим розташуванням обладнання вимірювання здійснюється на постійних робочих місцях, або, як мінімум, в трьох точках робочої зони.

Якщо відома величина шуму кожного окремого обладнання, то теоретично можливо приблизно розрахувати сумарний рівень шуму від усіх джерел. Для його розрахунку потрібно провести енергетичне складання кількох логарифмічних величин. Сумарний рівень шуму від n однакових за рівнем джерел шуму L у рівновіддаленій від них точці визначається за формулою

L₁ = L + 10 lg n (4.3)

Сумарний рівень шуму при одночасній дії декількох джерел з різними рівнями звукового тиску визначається шляхом попарно-послідовного підсумування. Для кожної пари розрахунок проводиться за формулою

L₂ = L_Б + ?l, (4.4)

де L_Б - найбільший із підсумовуючих рівнів, дБ;

?l - добавка, яка визначається за таблицею 4.2 в залежності від різниці рівні шуму підсумовуючих джерел.

Таблиця 4.2.- Значення добавок ?l, дБ

Примітка: L_М - менший із двох рівнів, які підсумовують.

Якщо різниця рівнів двох джерел більше 15, то рівень шуму більш слабкого джерела можна не брати до уваги.

Для непостійних шумів вимірюють еквівалентні (за енергією) рівні звука L_А, дБА.(Примітка: еквівалентний рівень звука L_{А ЕКВ} певного непостійного шуму являє собою рівень постійного широкосмугового, не імпульсного шуму, що діє на людину так само, як і непостійний.

Еквівалентний переривчастий шум визначається за формулою

L_{А ЕКВ} = (L_А1 - ?L_А1), (4.5)

де L_А1 - рівень звука і-го ступеня (ступінь - час, протягом якого рівень звукового тиску є постійним), дБА.

?L_А1 - поправка на час дії шуму у і-му ступені, дБА, яка знаходиться за табл.. 4.3.

Підсумування одержаних різниць (L_А1 - ?L_А1) виконується у відповідності з табл.4.2.

Таблиця 4.3 - Поправки на час дії шуму, дБА

Наприклад, протягом робочої зміни (8 год) на робочого діяв (впливав) непостійний переривчатий шум, який змінювався трьома ступінями з рівнями звуку L_Аі = 80; 88; 84 дБА тривалістю відповідно 360; 60 і 60 хв. Визначити еквівалентний рівень звука.

За табл.3.3 знаходимо поправку ?L_Аі і віднімаємо її із L_Аі : (80-1,2); (88-9) і (84-9). Одержані значення підсумовуємо попарно-послідовно згідно табл.3.2 і отримаємо еквівалентний рівень звука - 83 дБА.

Одержані дані про сумарні рівні звукового тиску в октавних смугах спектра, середні сумарні рівні звука і еквівалентні рівні звука необхідно порівняти з допустимими для відповідних приміщень (табл.4.1).

Методи боротьби з шумом.

Основними методами боротьби з шумом є зниження шуму в джерелі його виникнення, звукопоглинання і звукоізоляція.

Зниження шуму в джерелі його виникнення передусім потрібно передбачати при проектуванні і виготовленні нового обладнання на заводах, оскільки зниження рівня шуму вже працюючого обладнання складна і дорога справа, а інколи і нездійсненна.

Зниження шуму, який розповсюджується через повітря, здійснюється за допомогою звукопоглинання і звукоізоляції.

Звукопоглинання - це здатність пористих матеріалів поглинати енергію звукових коливань шляхом переходу її в тепло.

Звукоізоляція - це здатність загороджуючи конструкцій послабляти звук, який проходить через них шляхом відбиття потоку звукової енергії.

Для локалізації шуму окремих вузлів і машин застосовують звукоізолюючі кожухи різних конструкцій. Вони дозволяють істотно знизити шум на розташованих робочих місцях. Ефективність кожухів забезпечується тільки при достатній герметизації люків, дверей, вікон тощо. У вентиляційних каналах повинні встановлюватися камерні та інші глушники шуму. При застосуванні кожуха рівень звукового тиску під ним зростає, тому підвищення ефективності досягається облицюванням внутрішньої поверхні звука вібро поглинаючими матеріалами.

Ефективність встановлення кожуха у дБ розраховують за формулою

?L_К = ЗК · 10 lg б , (4.6)

де б - коефіцієнт звукопоглинання матеріалу, який нанесено на внутрішню поверхню кожуха і що являє собою відношення звукової енергії, яка поглинається, до загальної падаючої;

ЗК - звукопоглинальна здатність стінок кожуха, яка розраховується за формулою

ЗК = 20 lg (G · f) - 60, (4.7)

де G - маса 1 м² стінок кожуха, кг;

f - частота, Гц.

Аналіз формул (4.6) і (4.7) свідчить, що ефективність не залежить від розмірів кожуха, а визначається тільки звукоізолюючою здатністю конструкції, її маси і коефіцієнтом звукопоглинання внутрішніх поверхонь кожуха.

4. Прилади та обладнання

В лабораторній роботі використовуються:

прилади - шумомір РSІ-202, октавний фільтр ОF-101, конденсаторний мікрофон МК 102/МУ-101, генератор шуму NRG 201, магнітофон "Маяк", підсилювач потужності КЗВП.

Обладнання - металевий ящик, який імітує виробниче приміщення; джерело шуму (гучномовець) і звукоізолюючі кожухи.

Загальний вигляд лабораторної установки наведено на рис.4.1.

Процедура вимірювання шуму полягає у тому, щоб шляхом зміни положення ручок 2 і 3 ("Bereich 1", "Bereich 2") шумоміра добитись, щоб стрілка індикатора 4 знаходилась у діапазоні 0-10 дБ. При цьому спочатку потрібно користуватися ручкою 2, а потім ручкою 3. значення вимірюваного діапазону фіксується у віконці 5. знайдений результат буде дорівнювати сумі значень "віконця" і показання стрілочного індикатора.

Для вимірювання загального рівня шуму перемикач 6 шумоміра встановлюють у положенні А - "LANGSAM", а при частотному аналізі в ЕХТ і знімаючи положення перемикача 1 фільтра VІ виконати вимірювання рівня звукового тиску в кожній октаві нормованого діапазону частот.

При закалюванні стрілки індикатора 4 і загоранні сигнальної лампи 7 необхідно перемикач 3 повернути вліво до тих пір, поки лампочка не погасне, а стрілка не вийде із "закалювання". Якщо цього недостатньо, то додатково необхідно повернути вліво перемикач 2.

УВАГА! Мікрофоном потрібно користуватись обережно, не допускати струсів і ударів, в перервах між вимірюванням на мікрофон потрібно одягати поліетиленовий чохол.

Рис.4.1 - Загальний вигляд лабораторної установки:

І - генератор шуму: 1 - гніздо "вхід"; 2 - ручка "рівень плавно"; 3 - тумблер "мережа"; 4 - перемикач "біло-рожевий шум".

ІІ - підсилювач: 1 - гніздо "вхід"; 2 - клавіша "вхід"; 3 - регулятор підсилення сигналу; 4 - регулятор тембру високих частот (ВЧ); 5 - регулятор тембру низьких частот (НЧ).

III - шумомір: 1 - гніздо "вхід мікрофона"; 2 - перемикач діапазонів I;

3 - перемикач діапазонів II"; 4 - стрілочний індикатор; 5 - "віконце" діапазонів;

6 - перемикач виду робіт; 7 - сигнальна лампа перевантаження роботи приладу.

IV - октавний фільтр: 1 - перемикач діапазонів частоти.

V - верхня секція установки ( відсік для приладів).

VІ - нижня секція установки (імітатор виробничого приміщення).

ИШ - джерело шуму. М- конденсаторний мікрофон. О - обмежник для установки кожуха.

5. Питання для самоперевірки

1. Що таке звук, шум ?

2. Як впливає дія шуму на людину ?

3. За якими показниками характеризується шум ?

4. Логарифмічна шкала визначення рівнів інтенсивності шуму

5. Гігієнічне нормування шуму.

6. Прилади для визначення параметрів шуму

7. Методика визначення параметрів шуму у виробничих приміщеннях

8. Заходи захисту від шуму

9. В чому полягає метод звукоізоляції ?

10. Характеристика методу звукопоглинання.

6. Порядок виконання роботи

УВАГА ! Перед включенням установки в електричну мережу напругою 220 В необхідно впевнитись, що ручки 2, 3, 6 шумоміра V і ручка 2 генератора І знаходяться у крайньому лівому положенні, а клавіша 2 підсилювача потужності ІІ у відкритому виді.

1. включити установку у мережу, поставити ручку 6 шумоміра на "А" ("LANGSAM"), ручку 3 генератора в положення "Вкл.". Натиснути клавішу 2 підсилювача і за допомогою його ручок 3, 4, 5 і ручок генератора 2, 4 встановити початкові характеристики, які імітують виробничий шум - виконується викладачем.

Примітка. Характеристики для кожної бригади задаються різні.

2. Виконати вимірювання шуму у такій послідовності:

без кожухів; з кожухом К₁ і К₂; з кожухами К₁ + К₂ (імітується кожух з подвійними стінками);

Таблиця 4.4 - Результати вимірювань

з кожухом К_З - із звукопоглинаючого матеріалу (примітка: кожух повинен щільно прилягати до поверхні);

з кожухом К_З , у якого одна стінка встановлюється на обмежник "О", що імітує наявність щілини у кожусі (див.табл.4.4).

отримане значення занести до табл.4.4 (відповідний рядок 1, L_К1, L_К2, L_К1+К2, L_К3 , L_{К3 °}).

3. Розрахувати ефективність застосування кожухів як різницю між шумом джерела без кожуха і одним із видів кожуха.

4. Розрахувати сумарний рівень тиску п'яти джерел шуму з однаковим рівнем звука, прийнявши величину його такою, що дорівнює одному із значень виміряних рівнів звука, дБА.

5. Розрахувати еквівалентний рівень звука при непостійній переривчастій дії шуму на оператора, прийнявши кількість ступенів такою, що дорівнює кількості проведених експериментів, а шум в кожному ступені - значенню рівня звука у дБА (табл..3.4).

Час дії шуму в ступені задає викладач.

6. За значеннями (табл..4.4) побудувати графіки залежності рівнів звукового тиску від частоти для перших п'яти випадків. На графіку показати вибрані допустимі рівні звукового тиску згідно табл.4.1 (інтервал поділки прийняти для осі абсцис - 15 мм для однієї октави і для осі ординат - 2 мм для однієї дБ).

9. Оформлення звіту і порядок його представлення

Звіт повинний містити:

1. Мета і задачі досліджень.

2. Основні теоретичні положення.

3. Порядок роботи з приладами.

4. Порядок проведення експерименту.

5. Висновки (відобразити вплив на ефективність подвійних стінок кожуха, звуковбирального матеріалу, щілин у кожусі; згідно ДСТ 12.1.003 - 83 провести санітарну оцінку шуму самого джерела і джерела з кожухами; вибрати тип кожуха, який забезпечує зниження шуму до рівня санітарних норм).

Размещено на Allbest.ru