Лабораторная работа Исследование шума и методов борьбы с ним. Лабараторная 3, шум, Зубарева Лиза. 1. Цель работы 2 Общие положения. 2

• Название: 1. Цель работы 2 Общие положения. 2
• Анкор: Лабораторная работа Исследование шума и методов борьбы с ним
• Дата: 12.05.2022
• Размер: 74.15 Kb.
• Имя файла: Лабараторная 3, шум, Зубарева Лиза.docx
• Тип: Документы; #525719

Содержание

1.Цель работы: 2

2.Общие положения. 2

3.Применяемые приборы и оборудование. 5

4.Особенности работы с оборудованием стенда. 6

5. Подготовка к работе. 7

6. Порядок проведения эксперимента. 7

7. Графическая обработка результатов эксперимента. 10

Список используемой литературы 11

1. Цель работы:

• 
  ознакомиться с особенностями воздействия звуковых волн и шума на организм человека;
  

ознакомиться с нормативными требованиями к производственным шумам и шумам от других источников;

• 
  определить эффективность средств поглощения звука и звукоизоляции;
  
• 
  изучить характеристики и особенности использования шумомеров.
  

2. Общие положения.

1. 
   Шумом называется совокупность звуков, издаваемых производственным оборудованием, природной средой, окружающей человека и т. п.
   

Общей особенностью шума, вибрации и зрения является принадлежность их к физическим явлениям, связанных с органами чувств. Все эти явления жизненно важны для человека и изменяются в очень широком диапазоне энергий и интенсивностей.

По интенсивности эти звуки отличаются в 10⁹- 10¹⁴ раз. Для «объективной линейной оценки» интенсивности в этом случае наши звуковой анализатор и мозг «логарифмируют» энергию сигнала.

Поэтому при оценке уровня интенсивности Lj (или энергии) звуковой волны используется десятичный логарифм энергии, умноженный на 10:




где J - интенсивность звуковой волны, ./₀ — пороговое (минимальное) значение интенсивности при частоте 1 кГц, ощущаемое человеком; р - звуковое давление, р – плотность среды, в которой распространяется звуковая волна, с – скорость звука; для порогового значения давления имеем р₀= 2 х Ю "⁵Па.

Уровень Lj измеряется в децибелах (dB); эта единица измерения расшифровывается следующим образом:

• 
  деци - «величина, умноженная на 10» (как «дециметр»);
  
• 
  1 бел = lg 10; это обозначение введено одним из первых связистов Беллом.
  

В логарифмическом масштабе зависимость Lj (■l/la) линейна, что и позволяет нам «объективно» сравнивать звуки разной интенсивности.

Эта особенность наших органов чувств определяется как «закон Вебера - Фехнера».

Развитие физики позволило создать приборы, способные объективно измерять давление и интенсивность звуковых волн. При этом установлено, что наша субъективная «операция логарифмирования» немного некорректна; на частоте 1 кГц необходимо вводить поправку:

[дБА] = [дБ] + 5 дБ. (2)

где дБА - акустическая оценка уровня звука по физиологическому ощущению.

2. 
   Особенности расчета отражения и поглощения шума
   в лабораторной работе.
   

В лабораторной работе в качестве преграды используется
пластина из алюминия; для расчета ослабления шума можно
использовать полуэмпирическую формулу:
L прегр. = 17,3xlg(yxhxS х f) - 41; (3)

здесь у -плотность; (у = 2,7 x10 ^sкг/м³);

h- толщина преграды, м;

S - единичная площадь; S =1 м²
f- частота, Гц.

Формула учитывает передачу энергии преграде фононами;
она называется «формулой масс» - эффективность отражения
энергии пропорциональна «погонной массе»
ух h, кг/м² и частоте звука

Для расчета звукопоглощения можно использовать формулы:

; A_{1 =}a₁ S₁; A₂=a₂ S₂+a_l (S_l-S₂); (4)

где: а₁- коэффициент звукопоглощения необлицованных стен;
- площадь необлицованных стен; .V, = 0,3 м²;
а₂ - коэффициент звукопоглощения стен с облицовкой;

- площадь стен с облицовкой; S₂= 0,6 м².

Расчет произвести для одной частоты; значения
коэффициентов взять в соответствии с таблицей :

Номер бригады	3
Номер варианта	3
a1	0,15
a2	0,7

Предполагается, что расчет ведется для частоты 1000 Гц.

L прегр. = 17,3xlg (2,7 x10 ³ x 2,5 x 1 х 1000) – 41 = 25 дБ

A_{1 =}a₁ S₁= 0,15 x 0,3 = 0,045

A₂=a₂ S₂+a_l (S_l-S₂)=0,7 x0,6+0,15 x(0,3-0,6)= 0,375

3. Применяемые приборы и оборудование.

Установка состоит (рис. 5) из:

• 
  камеры 1 с откидной крышкой размером 0,76x0,37 х0,29 м³, имитирующей лабораторное помещение;
  
• 
  источника шума 2 (динамика), подключенного к генератору промышленных шумов 3;
  

измерителя октавного шума 4, соединенного с микрофоном 5;

• 
  переносного измерителя 6 шума ШУМ - 1м;
  

звукоизолирующей преграды 7, выполненной из алюминиевого листа толщиной 3 мм;

• 
  
  звукопоглощающей облицовки 8, выполненной из листов поролона толщиной 10 мм; их располагают так, чтобы не перекрыть путь «динамик - микрофон».
  

4. Особенности работы с оборудованием стенда.

1. 
   Генератор промышленных шумов имеет возможность генерировать три типа шума. В работе используется один из этих режимов; преподаватель может предложить Вам провести эксперимент для другого типа шума.
   
   2. 
      Как следует из анализа спектра промышленных шумов (рис. 1), максимальный уровень шума имеет место при частоте, близкой к 1000Гц. С целью полного использования возможностей стенда по точности измерений желательно, чтобы максимальный уровень шума был близок к пределу измерений прибора 4 шумомера (например, математическое ожидание уровня шума составляло 115 дБ при максимально возможном значении 120 дБ.)
      

Поэтому при первоначальной установке уровня шума необходимо экспериментально найти этот уровень (и во время экспериментов по подавлению исходного шума не менять его).

2. 
   Прибор 4 шумомера переделан из микроамперметра, на шкалу которого по данным образцового прибора нанесены уровни шума. Для повышения точности измерений рекомендуется использовать график зависимости дБ (цА), размещенный на крышке камеры 1.
   
1. 
   Прибор 3 (Шум - 1м), как отмечалось ранее (см. табл. 2), измеряет интенсивность уровня суммарного шума при всех частотах. В соответствии с таблицей 2 измерения проводятся по шкале Б (уровень шума 35 - 130дБ).
   

Эти измерения проводятся в конце каждого эксперимента (пустая камера 1; камера с преградой 7; камера с облицовкой 8). При этом данные измерений на всех частотах необходимо использовать для предварительной установки уровня измерений шума.

1. 
   Особенностью прибора Шум - 1м является выбор уровня шума через каждые 10 дБ (переключатель «диапазон»),
   
2. 
   Предполагается, что студенты будут использовать этот прибор при выполнении раздела «безопасность жизнедеятельности» в дипломном проекте. Поэтому при выполнении лабораторной работы необходимо приобрести навык работы с прибором; он может быть проверен преподавателем.
   
3. 
   Прибор не требует никаких действий студента, кроме работы с переключателем «диапазон».
   
4. 
   В производственных условиях при наличии добавочного устройства этот прибор способен снимать полный спектр шума. В этом случае необходимо ознакомиться с заводской инструкцией и паспортом прибора.
   

5. Подготовка к работе.

1. Ознакомиться с настоящим описанием работы.

2. Подготовить заготовку для записи и обработки результатов эксперимента.

3. Получить допуск у преподавателя, продемонстрировав готовность п.п. 1 и 2.

6. Порядок проведения эксперимента.

Задание 1. Измерить спектр шума в камере без средств шумопоглощения и звукоизоляции.

Как отмечалось выше, измерения проводить при максимальном уровне шума порядка 115 дБ; использовать градуировочную кривую.

Прибором Шум - 1м измерить общий уровень шума.

Результаты эксперимента нанести на график приложения и сделать выводы.

Задание 2. Вставить преграду 7 в камеру 1 и повторить эксперимент.

Задание 3. Вынуть преграду 7; уложить поглощающие шум прокладки; повторить эксперимент.

Задание 4. Сравнить графики рисунка приложения 3.1 и сделать выводы.

Задание 5. Найти экспериментальные значения коэффициентов ослабления шума (вычесть из исходного уровня шума по заданию 1 уровни, полученные при выполнении заданий 2 и 3).

Задание 6. Найти расчетные значения коэффициентов ослабления шума (по формулам (3 - 4)).

Решение:

1. 
   L прегр. = 17,3 x lg( y x h x S х f) - 41;
   

здесь y - плотность; (y = 2,7x10 ^s кг/м³);

h= 2,5 м

S - единичная площадь; S =1 м²
f- частота, Гц.

1. 
   f= 63 Гц
   

L прегр. = 17,3xlg (2,7 x10 ³ x 2,5 x 1 х 63) – 41 = 4 дБ

2. 
   f= 125 Гц
   

L прегр. = 17,3xlg (2,7 x10 ³ x 2,5 x 1 х 125) – 41 = 10 дБ

3. 
   f= 250 Гц
   

L прегр. = 17,3xlg (2,7 x10 ³ x 2,5 x 1 х 250) – 41 = 15 дБ

4. 
   f= 500 Гц
   

L прегр. = 17,3xlg (2,7 x10 ³ x 2,5 x 1 х 500) – 41 = 20 дБ

5. 
   f= 1000 Гц
   

L прегр. = 17,3xlg (2,7 x10 ³ x 2,5 x 1 х 1000) – 41 = 18 дБ

6. 
   f= 2000 Гц
   

L прегр. = 17,3xlg (2,7 x10 ³ x 2,5 x 1 х 2000) – 41 = 30 дБ

7. 
   f= 4000 Гц
   

L прегр. = 17,3xlg (2,7 x10 ³ x 2,5 x 1 х 4000) – 41 = 36 дБ

8. 
   f= 8000 Гц
   

L прегр. = 17,3xlg (2,7 x10 ³ x 2,5 x 1 х 8000) – 41 = 41 дБ

2. 
   
   

A_{1 =}a₁ S₁= 0,15 x 0,3 = 0,045
A₂=a₂ S₂+a_l (S_l-S₂)=0,7 x0,6+0,15 x(0,3-0,6)= 0,375


Результаты измерений спектра шума в камере без средств шумопоглощения

Частота, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	Шум 1 м
Уровень L, дБ	20	45	70	80	85	98	100	100

Результаты измерений спектра шума в камере со звукоизолирующей преградой

Частота, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	Шум 1 м
Lпр, дБ	8	16	20	27	40	45	48	48
L-Lпр, дБ	12	29	50	53	45	53	52	52
∆Lрасч, дБ	4	10	15	20	18	30	36	41

Примечание.

1. 
   1др, дБ - шум с преградой.
   
2. 
   L-L_np, дБ - экспериментальное ослабление шума.
   
3. 
   L расч., дБ - расчетное ослабление шума.
   

Выводы: Расчетный уровень ослабления шума является более комфортным, чем экспериментальное ослабление шума. По сравнению с уровнем шума в незащищенной изолирующей перегородкой камере, уровень шума значительно снизиться при наличии перегородки и вполне находится в пределах значения комфортного для человека уровня шума.

Результаты измерений спектра шума в камере с облицовкой

Частота, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000	Шум 1 м
Lобл, дБ	10	20	38	40	48	51	53	53
L-Lобл, дБ	10	25	32	40	37	47	47	47
∆Lобл, дБ	9	9	9	9	9	9	9	9
ПС-80	99	92	86	83	80	78	76	74

S1=0,3 м2 ; S2 =0,6 м2 ; А1= 0,045; А2=0,015; a1=0,15; а2=0,7

Выводы: экспериментально доказано что даже при повышении частотыдо 8000 Гц в камере с использованием облицовки уровень шума будет не сильно отличатся от уровня шума комфортного для слуха человека.

7. Графическая обработка результатов эксперимента.

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы выявлено, что в камере с использованием облицовки уровень шума ниже, чем в камере с использованием перегородки, и не сильно отличается от комфортного для человеческого слуха уровня шума(35 Дб).

Список используемой литературы

1. Безопасность жизнедеятельности (под ред. С.В.Белова). 3-е изд. - М.: Высш. шк., 2001. - 485 с.

2. Инженерная экология и экологический менеджмент (под ред. Н.И. Иванова и И.М. Фадина.) - М.: Логос, 2002. - 528 с.

3. Техническая акустика транспортных машин: Справочник /Под ред. Н.И. Иванова. СПб.: Политехника, 1985, 400с.

4. Борьба с шумом на производстве: Справочник / Под ред. Е.Я. Юдина. М.: Машиностроение, 1985. 400 с.

5. Иванов Н.И., Никифоров А.С. Основы виброакустики: Учебник. СПб.: Политехника, 2000. 482 с.

6. Охрана труда в машиностроении. / Под ред. Е.Я. Юдина.М.: Машиностроение, 1976, с. 120 - 157.