ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА
И МЕТОДОВ БОРЬБЫС НИМ
Методические указания к лабораторной работе
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
для студентов направления
240100.62– Химическая технология
Невинномысск 2011
Методические указания предназначаются для проведения лабораторной работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». Они предназначены для студентов направления 240100.62– Химическая технология
очной формы обучения и составлены в соответствии с рабочей программой дисциплины и ГОС ВПО.
Методические указания содержат теоретические сведения, порядок проведения эксперимента, требования к содержанию отчета по работе и контрольные вопросы для самопроверки. В результате освоения дисциплины студент преобретает следующие комптенции ПК-6 владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий; ПК-12 использовать правила техники безопасности, производственной санитарии, пожарной безопасности и нормы охраны труда; измерять и оценивать параметры производствееного климата, уровня запыленности и загазованности, шума и вибрации освещенности рабочих мест.
Составители: доц. Г.И. Рожановский, асс. Е.А. Ковалева
Рецензент: доц. Б.А. Добнер
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА
И МЕТОДОВ БОРЬБЫС НИМ
ВВЕДЕНИЕ
Внедрение в промышленность новых технологических процессов, рост мощности оборудования и машин привели к тому, что человек подвергается действию шума высокой интенсивности. Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает неблагоприятное воздействие на деятельность человека, вызывает заболевания, ослабление внимания и быстроты реакции, головную боль, головокружение, нарушение функций слуховых органов.
Воздействие шума более 75 дБ ведет к медленному прогрессирующему снижению слуха, а шум более 140 дБ вызывает болезненные ощущения. Существует и индивидуальная чувствительность к шуму. Шум способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, повышает вероятность гипертонической болезни.
Сильный шум в условиях производства значительно снижает производительность труда и может явиться причиной несчастного случая.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с акустическими приборами и нормативными требованиями к производственным шумам, произвести измерения шума объекта, определить эффективность некоторых мероприятий по его уменьшению.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
С физической точки зрения шум представляет собой беспорядочное сочетание различных по частоте и силе звуков. Звуковые волны возникают всегда в том случае, когда в упругой среде имеется колеблющееся тело или когда частицы упругой среды (газообразной, жидкой или твердой) приходят в колебательное движение под действием какой–либо возмущающей силы. Человек может слышать только те звуки, частота которых находится в пределах от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой менее 16 Гц называются инфразвуковыми, с частотой выше 20000 Гц – ультразвуковыми. Эти колебания ухом не воспринимаются, хотя при определенной интенсивности являются вредными для человека.
При действии источника звука происходит небольшое колебание давления в среде. Разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в среде при отсутствии звуковых волн, называется звуковым давлением. В практике борьбы с шумом приходится иметь дело с огромным диапазоном значений звукового давления, соответствующим его изменению в 104 – 109 раз. Поскольку оперировать многозначными числами неудобно, а также из-за того, что человек оценивает относительное изменение звукового давления, введено понятие уровня звукового давления, которое выражается зависимостью:
, (1)
где Р – звуковое давление, создаваемое источником звука, Н/м2;
Р0 – пороговое звуковое давление, Р0 = 2×10-5 Н/м2. Оно является порогом слышимости при частоте звука 1000 Гц.
Уровни звукового давления измеряются с помощью шумомера.
Разложение сложного колебательного процесса (шума) на простые составляющие называют частотным анализом шума, а зависимость амплитуд отдельных составляющих от частоты колебаний (Гц) – спектром шума. Звуки различных частот при одинаковых уровнях звукового давления по-разному действуют на орган слуха человека. Наиболее неблагоприятны для восприятия звуки высоких частот. Это обстоятельство учитывается при составлении норм, а также при проектировании различных шумопоглощающих конструкций, эффективность которых также зависит от частоты. Для того чтобы эффективно вести борьбу с шумами, необходимо знать их звуковой спектр.
Анализ шума производится с помощью устройств, состоящих из набора электрических фильтров; каждый из них вырезает в исследуемом шуме определенную полосу частот, которая характеризуется граничными частотами (f1 – нижняя и f2 – верхняя граничные частоты), шириной и средней частотой (Гц), за которую обычно принимают среднегеометрическую величину:
. (2)
При исследовании шумов обычно пользуются фильтрами с постоянной относительной полосой пропускания (f2 / f1 = соnst). Полоса, в которой f2 / f1 = 2 называется октавой. В этом случае говорят, что анализ производится в октавных полосах частот. Если f2 / f1 = 1,26, то ширина полосы = 1/3 октавы.
Спектр шума, в котором отдельные составляющие синусоиды отделены друг от друга частотными интервалами, называется линейчатым или дискретным. Спектр, в котором интервалы между частотными составляющими бесконечно малы (т.е. составляющие следуют друг за другом непрерывно, называется сплошным. Если на участок сплошного спектра накладываются отдельные дискретные составляющие, его называют смешанным.
На основе существующих норм установлены предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц при непрерывном действии шума не менее 4 ч за рабочую смену. В зависимости от характера шума и суммарного времени воздействия в рабочую смену в предельно допустимые уровни вносят поправки.
Основные методы борьбы с шумом:
· ослабление шума в его источнике;
· изоляция шума;
· поглощение шума.
Мероприятия по борьбе с шумом могут быть строительно-планировочными, конструктивными, организационными.
К строительно-планировочным относят облицовку помещения акустическими панелями, использование зеленых насаждений для снижения уровня шума. Конструктивные мероприятия – установка звукоизолирующих преград (экранов), а также использование объемных звукопоглотителей. К организационным мероприятиям относят определенный режим труда и отдыха персонала, планирование работы значительных источников шума таким образом, чтобы они были удалены друг от друга.
Наиболее радикальная мера борьбы с шумом – применение малошумных машин и механизмов. Однако это не всегда возможно из-за сложности конструктивных изменений в машинах, поэтом чаще пользуются методами изоляции и поглощения. В данной лабораторной работе исследуется эффективность установки звукопоглощающего кожуха на источник шума и звукопоглощающей облицовки в помещении. Звукоизолирующими кожухами закрывают наиболее шумные механизмы. Кожухи выполняют из дерева, металла или пластмассы, а внутреннюю поверхность стенок облицовывают звукопоглощающим материалом. Эффективность установки кожуха (дБ):
, (3)
где a – коэффициент звукопоглощения материала, нанесенного на внутреннюю поверхность кожуха и представляющего собой отношение поглощенной звуковой энергии к падающей энергии;
ЗИ – звукоизоляция стенок кожуха (дБ):
, (4)
где G – масса 1 м2 стенок кожуха, кг;
f – частота, Гц.
Подставив выражение (4) в (3), получим:
. (5)
Звуковое поле в помещении создается прямыми (идущими от источника шума) и отраженными от стен помещения звуковыми волнами. Снижение шума за счет применения звукопоглощающей облицовки в помещении основано на уменьшении энергии отраженных волн вследствие их поглощения. Эффективность установки звукопоглощающей облицовки в помещении (дБ):
, (6)
где А 1 и А 2 – суммарное звукопоглощение в помещении до и после облицовки, м2;
А 1 = a1 S,(7)
где a1 – коэффициент звукопоглощения поверхностей необлицованных стен, потолка и пола помещения;
S – площадь этих поверхностей, м2.
А 2 = a2Sобл + a1(S – Sобл), (8)
где a2 – коэффициент звукопоглощения облицовки;
Sобл – площадь поверхности помещения с облицовкой, м2.
Подставив выражения для А1 и А2 в формулу (6), получим:
, дБ (9)
Примеры значений параметров находятся в таблицах.
ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИБОРЫИ ОБОРУДОВАНИЕ
Камера с откидной крышкой имитирует производственное помещение, в котором имеется источник шума (вентилятор). Звукоизолирующий кожух позволяет снизить уровень шума. Для измерения шума используется измеритель шума и вибрации, представленный на рисунке 1.
Рисунок 1 – Измеритель шума и вибрации
Измеритель шума и вибрации – малогабаритный прибор, предназначенный для измерения уровня звука (в дБА), частотного анализа, инфразвука и вибрации. Частотный анализ проводится октавными фильтрами со средними геометрическими частотами, Гц 1; 2; 4; 8; 16; 31; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000.
Принцип работы прибора состоит в том, что мембрана микрофона, воспринимая звуковые колебания, создает переменное электрическое напряжение, величина которого пропорциональна уровню звукового давления. Это напряжение поступает на вход специального усилителя, увеличивается в определенное число раз, выпрямляется и измеряется стрелочным индикатором, выградуированным в децибелах.