Семинар 3 ШумоВиброрасчет сайт (Все семинар Готлиб Я.Г)

15

Семинар 3 ШумоВиброрасчет

Акустический расчет .

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ УРОВНИ акустических величин в ДЕЦИБЕЛАХ.

Уровень интенсивность звука L_I = 10 lg (I / Io),

Уровень звукового давления L = 10 lg (р _СК² / p₀ ² ) = 20 lg (р _СК / p ₀ ),

где пороговые значения Io = 10^-12 Вт/м² и p₀ = 2.10^-5 Па

Указанные диапазоны изменений уровней звукового давления в дБ: 0 - 140 дБ,

Перевод соотношения уровней звукового давления в дБ в РАЗЫ:

L₁ - L₂ = 20 lg (P₁/P₂)

1 дБ - 1,12 раза, 12 дБ - 4 раза,

3 дБ - 1,41 раза, 20 дБ - 10 раз,

6 дБ - 2 раза, 40 дБ - 100 раз,

10 дБ - 3,15 раза, 60 дБ - 1000 раз.

СЛОЖЕНИЕ уровней Когда в одну точку попадает шум от нескольких источников (или при решении других акустических задач), необходимо узнать СУММАРНУЮ ИНТЕНСИВНОСТЬ и ее УРОВЕНЬ (т.е. уровень суммарной интенсивности). СУММАРНАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ I_Σ (суммарная энергия) равна СУММЕ отдельных интенсивностей (энергий) Ii : I_Σ = I1 + I2 + I3 +....+ In Уровень суммарной интенсивности L_Σ определится по формуле L_Σ = 10 lg(10 ^L1/10 + 10 ^L2/10 + 10 ^L3/10 +...+ 10 ^Ln/10) = 10lgΣ10 ^Li/10. Эта формула ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СЛОЖЕНИЯ уровней ИНТЕНСИВНОСТИ и уров­ней звукового давления. Если имеется n одинаковых источников шума с одинаковыми уровнями Li то L_Σ = Li + 10 lg n . Видно, что при сложении ДВУХ одинаковых уровней их СУММАР­НЫЙ уровень будет на 3 дБ больше каждого из уровней (10 lg 2 = 3) : L_Σ2 = L₁ + 3. Уровень суммы двух источников по 90 дБ равен 93 дБ (а не 180 дБ).

При сложении ДВУХ различных уровней СУММАРНЫЙ уровень L_Σ2 можно определять с помощью ДОБАВКИ ∆, прибавляемый к БОЛЬШЕМУ из двух уровней Lmax, по формуле

L_Σ2 = Lmax + ∆.

Добавка ∆ определяется в зависимости от РАЗНОСТИ складываемых уровней (Lmax - Lmin) по специальном графику или таблице (с интерполяцией для промежуточных значений):

Lmax - Lmin,дБ | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |10 |15 |20 |

∆, дБ | 3| 2,5| 2 |1,8|1,5|1,2| 1 |0,8|0,6|0,5|0,4 |0,2 | 0 |

При разнице складываемых уровней более 20 дБ суммарный уровень практически будет равен БОЛЬШЕМУ из двух уровней.

Примеры на сложение уровней в дБ: 1. Два одинаковых уровня по 45 дБ дадут суммарный уровень 48 дБ: (Lmax- Lmin) = 0 дБ, а ∆ = 3 дБ, 45 + 3 = 48 дБ. 2. Уровни 35 дБ и 29 дБ дадут суммарный уровень 36 дБ: (Lmax- Lmin) = 6 дБ, а ∆ = 1 дБ, 35 + 1 = 36 дБ. 3. В цехе 5 источников шума 60,60,63,66 и 69 дБ. Чему равен уровень шума в цехе, если все источники работают одновременно? 60 и 60 при ∆ = 3 дадут 63 дБ. 63 и 63 при ∆ = 3 дадут 66 дБ. 66 и 66 дБ при ∆ = 3 дадут 69 дБ. 69 и 69 при ∆ = 3 дадут 72 дБ. 4. В цехе включены 3 источника шума 60,60,85 дБ. Найти общий уровень шума. 60 и 60 дадут суммарный уровень 63 дБ. Третий источник дает шум 85 дБ на 22 дБ выше. Добавка составит ∆ = 0 дБ. 85 +0 = 85 дБ. 5.В цехе работают 2 одинаковых станка. При этом уровень шума в помещении 60 дБ. Чему будет равен уровень шума, если выключить один из станков? Одновременно работающих 2 одинаково шумящих станка дают добавку ∆ = 3. Значит каждый станок создает шум 60 – 3 = 57 дБ. От одного работающего станка шум в цехе будет 57 дБ.

Эффективность защиты (от шума)  может быть определена как статистически достоверная разность параметра (УЗД в дБ) ( или отношение звукового давления в Па) в защищаемой точке (без или до применения оцениваемой защиты и того же параметра там же при или после применении этой защиты.

Примеры на эффективность защиты от шума:

1. Какова должна быть требуемая эффективность всех средств защиты от шума рабочего места станочника, если шум на его рабочем месте равен 85 дБА, а по нормам допускается не более 80 дБА? Требуемая эффективность всех средств защиты должна быть:  85 - 80 = 5 дБА.

2. Для какого максимального уровня шума на рабочем месте можно применять средства защиты от шума, имеющие эффективность не более 15дБ, если по нормам для этого рабочего места допускается шум не более 75 дБ? Эти средства защиты от шума с эффективностью не более 15 дБ, можно применять при шуме на данном рабочем месте не более:  75 + 15 = 90 дБ.

3. Достаточно ли для обеспечения безопасных условий труда заточника

инструмента по шуму применение противошумных наушников, имеющих

эффективность на высоких частотах 20 дБ, если оборудование создает на

этих частотах уровень шума на рабочем месте 98 дБ, а гигиеническими

нормами для этих частот установлен ПДУ шума 76 дБ?

Нет, т.к. на ухо рабочего действует уровень шума, равный  98 - 20 = 78 дБ,  

 что превышает ПДУ по нормам.

Акустический расчет

При проектировании новых предприятий и цехов производится АКУСТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ, позволяющий оценить ОЖИДАЕМЫЕ уровни шума на РАБОЧИХ МЕСТАХ.

АКУСТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ включает в себя следующие основные ЭТАПЫ:

1. Определение УРОВНЕЙ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ (УЗД) в расчетной точке (РТ) L _РТ по известным уровням звуковой мощности ( УЗМ) источников шума (ИШ) L_W.

Естественно, что для таких расчетов необходимы:

- схема взаимного расположения ИШ и РТ;

- акустические характеристики помещения, где расположены ИШ и РТ. 2. Определение требуемого СНИЖЕНИЯ ШУМА ∆Lтр на рабочем месте или в расчетной точке.

Для этого необходимо установить значение ДОПУСТИМЫХ (нормативных) значений показателей шума Lдоп на рабочем месте или в расчетной точке.

3. В случае, если требуется снижение шума (т.е. ∆Lтр > 0 ), то проводится выбор и рас-чет методов и средств ЗАЩИТЫ от шума, обеспечивающих СНИЖЕНИЕ ШУМА на рабочем месте или в расчетной точке на ТРЕБУЕМУЮ величину.

1. Определение УЗД в расчетной точке (РТ).

Прежде всего определяется расчетная схема, устанавливающая количество и взаимное расположение РТ и ИШ:

1.А). Для схемы А) , когда один ИШ и одна РТ находятся в одном помещении, ос­новная расчетная формула:

L_РТ = Lw + 10 lg (k Ф /S + 4/B), где

L_РТ - октавные уровни звукового давления в расчетной точке РТ, дБ;

Lw – октавные уровни звуковой мощности источника шума ИШ по его паспорт­ным или измеренным характеристикам, дБ;

k - коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля, принимаемый в зависимости от отношения r / lmax ,

где r - расстояние между акустическим центром ИШ и РТ, м;

lmax - максимальный габаритный размер ИШ, м;

(при r > 2lmax k =1, а при r / lmax < 0,5 ( РТ находится около ИШ)- k = 4)

Ф - фактор направленности ИШ, определяемый по опытным данным;

S - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей ИШ при равном удалении от его поверхности (и упрощенно повторяющей его форму) и проходящей через РТ, м²;

При r > 2lmax S = Ω r², где Ω - пространственный угол излучения, зависящий от местополо­жения ИШ: - на поверхности пола, перекрытия Ω = 2 π ;

В - постоянная помещения, м², В = А / (1 – α_ср ), (1)

где А - эквивалентная площадь звукопоглощения помещения, м²

α_ср - средний коэффициент звукопоглощения ограждающих поверхностей по­мещения для октавных полос;

α_ср = А / Sпов (2)

где Sпов - общая площадь ограждающих поверхностей, м² ;

А = α_ср . Sпов (3)

Если помещение ПЕРВОНАЧАЛЬНО (до проведения АКУСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ) СОВСЕМ не облицовано, то такое помещение до облицовки характеризуется параметрами С ИНДЕКСОМ - 1 до облицовки :

S ₁ полн = S ₁ до обл. , α ср ₁  = α ср₁  до обл ,

В₁ = А₁ до обл / (1 – α ср ₁ до обл ), А₁ до обл= α ср₁  до обл . S ₁ до обл

После проведения АКУСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОМЕЩЕНИЯ (обычно ТОЛЬКО ЧАСТИ его – только стен, или только половины высоты стен от пола, или только потолка и т.п.), то такое помещение после облицовки ЧАСТИ его поверхности характеризуется 3-мя группами параметров:

С ИНДЕКСОМ - облицовванные (частично):

S  обл , α  ср обл  и ∆ А обл =   α  ср обл . S  обл 

С ИНДЕКСОМ - не облицованные (частично):

S  не обл  = S ₁ полн - S обл. = S ₁ до обл. - S обл.;

α ср не обл  = α ср ₁  = α ср₁  до обл и

А не обл =   α ср не обл . S  не обл = α ср ₁  . S не обл = α ср ₁ до обл . S  не обл 

С ИНДЕКСОМ – 2 (после облицовки) :

S ₂ полн = S ₁ полн

А ₂ полн = ∆ А обл + А не обл =   α  ср обл . S  обл + α ср не обл . S  не обл =

= α  ср обл . S  обл + α ср ₁ . S  обл = α  ср обл . S  обл + α ср ₁ до обл .S  не обл 

α ср ₂ полн  = А₂ полн / S₂ полн = А₂ полн / S ₁ полн