Навигация
Главная
 
Главная arrow БЖД arrow Охрана труда в авиации - Буриченко ЛА
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая

Глава 7 ШУМ, инфразвука и ультразвука

71 Общие сведения

Шум является беспорядочным сочетанием звуков, которые отличаются интенсивностью и частотой в частотном диапазоне 20-20000 Гц (диапазон звукового восприятия) Органы слуха человека чувствительны к звуковым колебаниям частотой 800-5000 Гц С точки зрения физиологии шум характеризуется как звуковой процесс, в большей или меньшей степени неприятный для восприятия, что мешает работе и отдыхеку.

Звуки бывают воздушные и структурные: первые - распространяются в воздушной среде, другие - вызываются колебаниями, которые распространяются в твердых телах

Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды в результате воздействия на него любой збурювальнои силы

Частицы среды при этом начинают колебаться относительно положения равновесия, причем скорость таких колебаний (колебательная скорость) значительно меньше скорости распространения волны (скорости звука)

Скорость звука в газе в метрах в секунду (м / с) зависит от температуры Для воздуха

Где t-температура, ° С

Однако этой зависимостью можно воспользоваться только в случае относительно чистого воздуха Например, для газов, вытекающих из сопла реактивного двигателя и содержат значительное количество углекислого газа, завис ность скорости звука от температуры выражена слабее, чем для воздухя.

Известно также соотношение между скоростью звука с, частотой / и длиной волны X колебаний:

Произведение плотности среды р на скорость звука в нем называется удельным акустическим сопротивлением среды или волновым сопротивлением и выражается в паскалях в секунду на метр (ГП / м) Для воздуха удельный а акустическое сопротивление равно 410 Па-с / м, для воды - 1,5-10 * Па-с / м, для стали - 4,8107 Па-с /м.

Удельное акустическое сопротивление определяет степень отражения звуковых волн при переходе от одной среды к другой, а также звукоизолювальни свойства материалов

Звуковое поле - это область пространства, в которой распространяются звуковые волны В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяются со временем Разница между мгновенным значением полного давление ку звука и средним, которое наблюдается в невозмущенном среде, называется звуковым давлением Р.

Единица измерения звукового давления - паскаль Звуковое давление - величина скалярная Для того, чтобы представить себе звуковое давление в 1 Па, можно привести такой пример Нормальный атмосферное давление на уровне моря на а широте 45 ° и при температуре 0 ° С равна 101325 Па, откуда получается, что 1 Па примерно соответствует одной стотысячной атмосферного давлениеску.

Шепот создает в воздухе на расстоянии 1 м звуковое давление, равный примерно 0,001 Па, обычный разговор - около 0,1 Па, громкий крик - 0,5-1,0 Па Шум вблизи работающего поршневого авиадвигателя соотв ведает примерно давления 20 Па.

Интенсивностью звука и называется количество звуковой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения звуковой волны Интенсивность звука - величина а векторная, поскольку она определяется в зависимости от направления движения звукового потока Единицей измерения интенсивности звука является ватт на квадратный метр (Вт/м2) Интенсивность звука непосредственно определить трудно, гораздо легче измерить звуковое давление Если среднее значение звукового давления определить как Р и скорость звука с, интенсивность звука для плоской волны можно определить по формулелою:

Под интенсивностью звука, как правило, понимается и его громкость, хотя громкость и интенсивность звука не одно и то же Интенсивность звука - некоторая физическая величина, громкость же обусловлено ощущением эти иеи интенсивности звука нашим сознанием Из медицинских исследований известно, что всякое чувство, в том числе и ощущение интенсивности звука, увеличивается гораздо медленнее, чем раздражение, которое его вызывает есть Степень ощущения растет в арифметической прогрессии, а сила раздражения, что его вызывает, - в геометрической Но перед тем, как охарактеризовать понятие"громкость\", рассмотрим так называемую шкалу деци кабелей, которая частично учитывает описанную выше особенность слуха человекв слуху людини.

За основу построения шкалы децибел взят закон Вебера-Фехнера, согласно которому чувствительность слухового аппарата пропорциональна логарифму отношения интенсивности звуков I и Ио

Логарифмическая единица отношение интенсивностей или каждая ступень шкалы, соответствует изменению интенсивности звука в 10 раз, носит в акустике наименование бел (Б)

Уровень интенсивности звука (независимо от частоты тона)

Итак, в то время как интенсивность звука быстро растет в геометрической прогрессии, соответствующие показания по логарифмической шкале уровней медленно растут в арифметической прогрессии Это не только учитывает физио иологичну особенность слуха, но и создает соответствующие удобства при пользовании шкале, поскольку в небольшом количестве делений логарифмической шкалы укладывается огромный диапазон изменений интенсивности ценностей звука или шуму.

Человеческий слух способен отличать и меньше, чем в два раза изменения громкости Поэтому в акустике удобнее пользоваться мелкой единицей, равна 0,1 Б и называется децибелах (дБ)

Уровень интенсивности звука, измеряемая в децибелах

где Р0 - пороговый звуковое давление, за который условно взято давление ощутимого звука, Р0 = 2-10 Па в октавной полосе среднегеометрическими частотами 1000 Гц Так, например, во время работы токарного станка шум с составляет 70-80 дБ, пневматический инструмент создает шум 110-120 дБ, шум работающего реактивного двигателя транспортного ПС на расстоянии 1 м от сопла превышает 150 дБ и т.д.

Уровень интенсивности звука, выраженный в децибелах, еще не позволяет полностью сделать вывод о том физиологическое ощущение громкости, которое этот звук вызывает Это объясняется тем, что чувствительность слухового апа арата неодинакова к звукам разных частот, и поэтому звуки, одинаковые по своей интенсивности, но разные по частоте, могут казаться неодинаково громкими Итак, пользуясь шкалой децибел, трудно оценить ш кидливисть звука или шума Поэтому для сравнения различных по частотным составом звуков различных уровней служит единица - - ной За один ной условно принимают громкость частотой 1000 Гц, имеет уровень звукового давления 40 дБ

Каждая кривая равной громкости (рис. 71, а), которая построена при различных значениях уровней громкости ноях, представляет собой геометрическое место точек, координаты которых - частота и уровень звукового давления - обеспечивают одинаковую громкость При этом кривая 1 соответствует пороговые чувствительности, а кривая 2 - порога болевой ного ощущения Верхняя граница порога болевого ощущения от частоты почти не зависит, и разница в уровнях звукового давления ривногучних звуков на разных частотах при высоких абсолютных значениях уровней ш уму уменьшается Пересчет уровней звукового давления, выраженного в децибелах, представлены очерк 71,7.1,6.

Простое гармоничное, т.е. синусоидальный, колебания тела, например, камертона, вызывает звук, который воспринимается ухом как музыкальный или так называемый простой тонн Высота тона определяется частотой колебаний На п практике чаще приходится иметь дело со сложными звуками, которые представляют собой сочетание нескольких или многих простых колебаний разной интенсивности и частоты (рис 72, е) Такой сложный колебательный процесс можно математически представить в виде суммы гармонических функцийкцій:

V (F, T) =i +jі)

где f и t - частота и время; At и ji, - соответственно амплитуда и фаза отдельных членов ряда (и - любое целое число) При кратном и будем иметь ряд Фурье, который может быть построен для составляющих давления, скорости или других параметров когда в тельного процесса Составляющие ряда, изображающие сложный звук, нельзя откладывать в функции времени t, или частоты f Изображение колебательного процесса или отдельных его составляющих в функции времени называется осцы лограмоою.

Осциллограмма звукового давления в случае простого гармонического колебания, когда отсутствуют другие составляющие, кроме основной частоты, показана на рис 72, а, а на рис 72, б и в показаны сложные осциллограмм мы Недостатком такого способа представления колебательного процесса является трудоемкость Часто бывает так, что времени насу на

осциллографирования любого шума требуется значительно меньше, чем на расшифровке осциллограммы Поэтому в акустике чаще всего используют метод изображения колебательных процессов в виде составляющих в функции й частоты Такая запись называется спектрограммой процесссу.

Рис 72 Осциллограммы и спектрограммы некоторых колебательных процессов

Запись спектрограмм выполняют на специальной аппаратуре По спектрограммой любого звукового процесса можно его оценить с точки зрения слухового восприятия Поскольку звуки разной частоты воспринимаются лю земле по-разному, то спектрограмма позволяет оценить значение интенсивных составляющих и определить, на каких частотах они располагаютсяся.

спектрограмма (рис 72, г) отражает синусоидальные колебания фиксированной частоты в дискретном виде По горизонтальной оси, как и во всех последующих спектрограммах, отложена частота колебания, а по верт вертикальная - амплитуды составляющих Спектрограммы (рис 72, д, е) помещают большое количество составляющих различной частоты и амплитудлітуди.

Для оценки авиационного шума обычно применяют следующие критерии: уровни воспринимаемого шума РNL в РN децибелах (в этих единицах выполняется нормирования авиационного шума на местности в соответствии с Приложением 1 16 Чикагской конвенции ИКАО) эффективные уровне воспринимаемого шума ЕРNL в ЕРN децибелах Они определяются расчетом, куда входит реакция человека на шум разного частотного состава, а ЕРNL в децибелах учи овуе дополнительно И продолжительность действия шума Как уже отмечалось, эти критерии применяют чаще всего при оценке шума в населенных пунктах, расположенных вблизи крупных аэропортуів.

Расчеты уровней воспринимаемого шума выполняют по громкости отдельных полосах частот При этом громкость частотных полос сигнала и соответствующие уровни воспринимаемого шума РNL можно определить по таблицам, приведем граммами в ГОСТ 17229-85 Самолеты пассажирские и транспортные Метод определения уровней; шума, создаваемого на местности, или приближенно (см. рис 71. 7.1).

Аналитически суммарная громкости ноях

N = 0,85 +0,15 птах

Где nmax - максимальное из всех 24 значений ni, полученных при тритинооктавного анализа спектра

Тогда уровне воспринимаемого шума в РN децибелах

РNL = 40 33,3 lgN

В тех случаях, когда требуется высокая точность оценки шума ПС, часто используют прямые измерения с помощью стандартных шумомера с фильтрами А, В, С или D) Например, с помощью измеренных уровнейLA или LD с использованием приближенных соотношений можно записать:

РNL = LA 13; PNL = LD 7

Методика расчета эффективных уровней воспринимаемого шума имеет вид

EPNL = PNLTM Д

где PNLTM - максимальное значение изменяемого во времени уровня воспринимаемого шума РNL с учетом поправки на дискретные составляющие С, т.е. PNLTM = РNL С; Д - поправка на продолжительность действия шума

Для ориентировочной оценки воздействия постоянного или непостоянного производственного шума используют уровни звука, измеренные в децибелах по шкале А, условно записываются в децибелах (дБ) стандартного шумомера с к коррекцией, учитывает особенности восприятия звуков различных частот ухом человек.

 
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая
 
Дисциплины
Банковское дело
БЖД
Бухучет и Аудит
География
Документоведение
Экология
Экономика
Этика и Эстетика
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Естествознание
Психология
Религиоведение
Риторика
РПС
Социология
Статистика
Страховое дело
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы