лекция шум. Лекция 15 Шум. Лекция 15 Шум на промышленных предприятий и защита от него
 Скачать 152.77 Kb.
|
|
Лекция 15 Шум на промышленных предприятий и защита от него В последние десятилетия в связи с бурным развитием техники, сопровождающимся постоянным увеличением мощности и производительности машин, скорости их рабочих органов, шум на рабочих местах постоянно возрастает на 1...3 дБ в год и во многих случаях значительно превышает допустимые нормы. Избыточный шум вредно воздействует на состояние здоровья работающих, снижает производительность и качество труда, является косвенной причиной производственного травматизма, поэтому борьба с шумом имеет важное социально-экономическое значение (по оценке различных экспертов в США, общая стоимость потерь от шума в стране составляет от 120 млн. до 1 млрд. долларов в год). Шумом называется совокупность звуков, имеющих различную частоту и интенсивность, неблагоприятно воздействующих на организм человека. По физической сущности шум представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение частиц упругой (газовой, жидкой или твердой) среды. В жидкости и газе могут распространяться только продольные волны. Изменение состояния среды при распространении звуковой волны характеризуется звуковым давлением P - превышением давления над давлением в невозмущенной среде в паскалях. При нормальных атмосферных условиях (температура 293 К и давление 103,4 КПа) скорость звука в воздухе равна 344 м/с (в жидкостях 1500 м/с, в твердых телах 4000 м/с). Колебания в диапазоне частот 16 Гц -20 кГц могут восприниматься ухом человека как звуки. Колебания с частотой менее 16 Гц - инфразвуки и с частотой более 20 кГц - ультразвуки ухом не воспринимаются, но могут также оказывать неблагоприятное воздействие на человеческий организм. Весь слышимый диапазон частот (16 Гц – 20 кГц) разбит на 11 октав со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. По условиям возникновения производственные шумы могут быть механического, аэродинамического, электромагнитного и гидродинамического происхождения, по условиям paспространения различают воздушный и структурный шумы. Шум механического происхождения - шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкций в целом. Шум аэродинамического происхождения - шум, возникающий вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах (например, истечение воздуха или газа из отверстий). Шум электромагнитного происхождения - шум, возникающий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (например, колебания ротора и статора электрических машин, сердечника трансформатора и др.). Шум гидродинамического происхождения - шум, возникающий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (например, гидравлические удары, турбулентность потока и др.). Шум, возникающий и распространяющийся в воздушной среде от источника вoзникновeния до места наблюдения, называется воздушным. Шум, распространяющийся в твердых телах и излучаемый их колеблющимися поверхностями, называется структурным. В большинстве (более чем в 90%) случаев промышленный шум имеет механическое происхождение. Колебания характеризуются амплитудой и частотой. Амплитуда колебаний определяет давление и силу звука, чем больше амплитуда, тем больше звуковое давление и громче звук. Наше ухо улавливает отклонения от давления воздуха, создаваемого звуковой волной от атмосферного. Существует два порога чувствительности – нижний и верхний. Нижний порог – 2105 Па при частоте 1000 Гц, верхний порог – 20 Па при той же частоте. Частота колебаний влияет на звуковое восприятие и определяет высоту звучания. Колебания с частотой ниже 16 Гц – инфразвук, а выше 20 000 Гц – ультразвук. С возрастом чувствительность слухового восприятия у человека снижается и верхняя граница у людей пожилого возраста может снизиться до 10 000 Гц. Восприятие человеком звуков в зависимости от частоты меняется. На частоте 1000-4000 Гц оно максимальна, ближе к инфра и ультра звуковым значениям она падает. Основные характеристики и единицы измерения Основными физическими параметрами, характеризующими звук, является звуковое давление р и интенсивность звука I. Р  азность между давлением, существующем в возмущенной среде рср в данный момент, и атмосферным давлением ра, называется звуковым давлением  Звуковое давление Слуховой аппарат человека реагирует на величину, пропорциональную среднему квадрату звукового давления  где р(t) – разность между мгновенными значениями полного давления и средним давлением в среде при отсутствии звукового поля; T − время усреднения, которое для уха человека равно 30…1000 мс. При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Интенсивностью звука называется количество звуковой энергии, переносимое звуковой волной в единицу времени через единицу поверхности  где ρ − плотность среды, кг/м3; с − скорость звука, м/с. Кроме этого, любой источник шума характеризуется звуковой мощностью, которая представляет собой общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство. Если окружить источник шума замкнутой поверхностью площадью S, то звуковая мощность источника определится как  где In - нормальная к поверхности составляющая интенсивности. Интенсивность звука связана со звуковым давлением зависимостью  Область слышимости звуков ограничивается не только определенными частотами, но и определенными значениями давления и интенсивности звука. Максимальные и минимальные звуковые давления интенсивности, воспринимаемые человеком как звук, называются пороговыми. Минимальная интенсивность звука, которая воспринимается ухом, называется порогом слышимости. В качестве стандартной частоты сравнения принята частота 1000 Гц. При этой частоте порог слышимости I0 = 1012 Вт/м2, а соответствующее ему звуковое давление р0 = 2105 Па. Максимальная интенсивность звука, при которой орган слуха начинает испытывать болевое ощущение, называется порогом болевого ощущения, равным 102 Вт/м2, а соответствующее ему звуковое давление р = 2102 Па. Так как изменения интенсивности звука и звукового давления слышимых человеком, огромны и составляют соответственно 1014 и 107 раз, то пользоваться для оценки звука абсолютными значениями интенсивности звука или звукового давления крайне неудобно. Для гигиенической оценки шума принято измерять его интенсивность и звуковое давление не абсолютными физическими величинами, а логарифмами отношений этих величин к условному нулевому уровню, соответствующему порогу слышимости стандартного тона частотой 1000 Гц. Эти логарифмы отношений называют уровнями интенсивности и звукового давления, выраженные в белах (Б). Так как орган слуха человека способен различать изменение уровня интенсивности звука на 0,1 бела, то для практического использования удобнее единица в 10 раз меньше – децибел (дБ). Уровень интенсивности звука L в децибелах определяется по формуле  где I – интенсивность звука в данной точке, I0 – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, равному 10-12 Вт/м. Так как интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то эту формулу можно записать также в виде  где р – звуковое давление в данной точке пространства, р0 – пороговое звуковое давление, равное 2105 Па. Использование логарифмической шкалы для измерения уровня шума позволяет укладывать большой диапазон значений I и р в сравнительно небольшом интервале логарифмических величин от 0 до 140 дБ. При нормальном атмосферном давлении LI = Lp. Пороговое значение звукового давления р0 соответствует порогу слышимости L = 0 дБ, порог болевого ощущения 120-130 дБ. Шум, даже когда он невелик (50-60 дБ) создает значительную нагрузку на нервную систему, оказывая психологическое воздействие. При действии шума более 140-145 дБ возможен разрыв барабанной перепонки. Для измерения шума с целью оценки его воздействия на человека, используется уровень звукового давления Lp (часто обозначается просто L). Уровень интенсивности LI используют при акустических расчетах помещений. Слуховой аппарат человека обладает неодинаковой чувствительностью к звукам различной частоты: наибольшей чувствительностью на средних и высоких частотах (800…4000 Гц) и наименьшей – на низких (20…100 Гц). Суммирование источников шума Шум от нескольких источников не соответствует сумме шумов от каждого источника в отдельности. Суммарный уровень звукового давления L, создаваемый несколькими источниками звука с одинаковым уровнем звукового давления Li, рассчитываются по формуле L=Li+10lg n , дБ, где n – число источников шума с одинаковым уровнем звукового давления. Так, например, если шум создают два одинаковых источника шума, то их суммарный шум на 3 дБ больше, чем каждого из них в отдельности. Для двух находящихся рядом установок шум определяется следующим образом: Если показатели уровня шума одинаковы, то суммарный уровень шума на 3 дБ превышает уровень шума каждой установки. Если разница уровней шума превышает 10 дБ, суммарный уровень шума равен величине большего из двух шумов. Например, общий шум от двух установок с уровнями 30 и 60 дБ, равен 60 дБ. Если разница уровней шума не более 10 дБ, нужно воспользоваться приведенной ниже таблицей. Вычисляем разность уровней шума установок.
Если источников шума более двух, метод расчета не меняется, и источники рассматриваются парами, начиная с самых слабых. Например, есть четыре установки с уровнями шума 25 дБ, 38 дБ, 43 дБ и 50 дБ. Сначала делаем подсчет для двух слабейших установок: 38 - 25 = 13 дБ. Разница больше 10 дБ, и эту установку вообще не учитываем. Для установок 38 и 43 дБ: 43 - 38 = 5 дБ, поправка из таблицы равна 1.2 дБ. Суммарный шум трех установок: 43 + 1.2 = 44.2 дБ. Теперь найдем полный шум всех установок. 50 - 44.2 = 5.8 дБ. Округляя разность уровней шума до 6 дБ, по таблице находим поправку 1.0 дБ. Итак, общий уровень шума четырех установок равен 50 + 1 = 51 дБ. По уровню интенсивности звука еще нельзя судить о физиологическом ощущении громкости этого звука, так как наш орган слуха неодинаково чувствителен к звукам различных частот; звуки равные по силе, но разной частоты, кажутся неодинаково громкими. Например, звук частотой 100 Гц и силой 50 дБ воспринимается как равногромкий звуку частотой 1000 Гц и силой 20 дБ. Поэтому для сравнения звуков различных частот, наряду с понятием уровня интенсивности звука, введено понятие уровня громкости с условной единицей – фон. Один фон – громкость звука при частоте 1000 Гц и уровне интенсивности в 1 дБ. На частоте 1000 Гц уровни громкости приняты равными уровням звукового давления. Есть единица измерения звука – сон, она более наглядна. Уровень громкости в 40 фон принят за 1 сон, 50 фон – 2 сона, а 60 фон – за 4 сона, следовательно, увеличение в фонах на 10 в сонах – в 2 раза. Обычно параметры шума и вибраций оценивают в октавных полосах. За ширину полосы принята октава. Октава – это диапазон частот, в котором верхняя граница диапазона в два раза больше нижней. Весь диапазон частот, который мы слышим, разбит на октавы. Октава характеризуется среднегеометрическим показателем частоты колебаний (31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 Гц), определяемым по формуле  В ряде случаев октава является очень широкой полосой и требуется исследование шума в более узких полосах. Принимают понятие 1/3 октавы - это полоса частоты, у которой  При измерении шума для того, чтобы приблизить результаты объективных измерений к субъективному восприятию, используют корректированный уровень звукового давления (уровень интенсивности). Коррекция заключается в том, что вводятся зависящие от частоты звука поправки к уровню соответствующей величины (путем коррекции частотной характеристики шумомера). Эти поправки стандартизованы в международном масштабе. Наиболее употребительна коррекция А. Корректированный уровень звукового давления LА= L – ΔLА называется уровнем звука и измеряется в дБА. Стандартное значение коррекции приведено ниже
Постоянный шум может быть разложен на тональные (гармонические, синусоидальные) составляющие с указанием интенсивности и частоты каждого тона (разложение в ряд Фурье). Зависимость уровня тональных составляющих от частоты называется частотным спектром шума. Всякий производственный шум имеет свой характерный для него спектр. Изучение спектра шума позволяет обнаружить неисправности в работе машин, выделить доминирующие источники шума, производить рациональный выбор средств защиты от шума (эффективность работы различных средств зависит от спектрального состава шума). Спектры получают, используя анализаторы шума – набор полосовых электрических фильтров. Для анализа и нормирования шума наибольшее распространение получили фильтры с постоянной относительной полосой пропускания, в частности, октавные полосовые фильтры, в которых верхняя граничная частота в два раза больше нижней fВ/ fН= 2. Классификация шума Шум классифицируется по его спектральным и временным характеристикам. По характеру спектра шум подразделяется на: • широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы; • тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. Тональный характер шума, для практических целей, устанавливают измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня звукового давления в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ. Например, шум дисковой пилы является тональным, а реактивного двигателя – широкополосным. По временным характеристикам шум подразделяется на : • постоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА; • непостоянный, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день изменяется во времени более чем на 5 дБА. В свою очередь непостоянный шум подразделяется на: • колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени; • прерывистый, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более; • импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с. Действие шума на организм человека В зависимости от уровня и характера шума можно выделить несколько ступеней его воздействия на человека: Шума нет - полное отсутствие шума противоестественно. Абсолютная тишина угнетает. Пребывание в полной тишине более нескольких суток ведет к психическим расстройствам. Шум 20...60 дБА, - шумовой фон, постоянно действующий на человека в повседневной деятельности. Степень вредности такого шума во многом зависит от индивидуального отношения к нему. Привычный шум или шум, производимый самим человеком, не беспокоит. Шум свыше 40 дБА может создавать повышенную нагрузку на нервную систему, особенно при умственной работе. Воздействие на психику возрастает с увеличением частоты и уровня шума, а также с уменьшением ширины полосы частот шума, Шум 60...80 дБА оказывает психологическое воздействие, создавая значительную нагрузку на нервную систему человека (особенно при умственной работе). В результате наблюдается повышенная утомляемость, раздражительность, ослабляется внимание, замедляются психические реакции, как следствие, снижается производительность и качество труда. При импульсных и нерегулярных шумах степень воздействия шума повышается. Шум 80...110 дБА оказывает физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме. Под влиянием шума свыше 80 дБА наблюдается ухудшение слуха (снижение слуховой чувствительности в первую очередь на высоких частотах), Однако действие сильного шума на организм человека не характеризуется только по состоянию слуха. Изменения в функциональном состоянии нервной системы и ряда органов наступают гораздо раньше, их совокупность характеризуется как шумовая болезнь. Методы и средства защиты от шума Классификация средств и методов защиты от шума определена ГОСТ 12.1.029-80. По отношению к защищаемому объектусредства и методы защиты подразделяются на: • средства и методы коллективной защиты; • средства индивидуальной защиты. Коллективные средства в зависимости от способа реализацииподразделяются на 3 группы: архитектурно-планировочные; организационно-технические; акустические. Архитектурно-планировочные методы защитывключают: рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов; рациональное размещение технологического оборудования, машин и механизмов; рациональное размещение рабочих мест; рациональное акустическое планирование зон и режима движения транспортных средств и транспортных потоков; создание шумозащищенных зон в различных местах нахождения человека. Технические подразделяются на 2 группы: 1) Снижение в источнике возникновения 2) Снижение на пути распространения Организационные: ограничение транспортных потоков, рациональное расположение предприятий, рациональное расположение рабочих мест. К организационно-техническим методам защиты относят: применение малошумных технологических процессов (изменение технологии производства, способа обработки и транспортирования материала и др.); оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и автоматического контроля; применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц; совершенствование технологии и обслуживания машин; использование рациональных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях. Акустические средства защиты от шума в зависимости от принципа действия классифицируются на: средства звукоизоляции; средства звукопоглощения; средства виброизоляции; средства демпфирования; глушители шума. Средства индивидуальной защиты человека от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на: противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему; противошумные шлемы и каски. Средства и методы коллективной защиты Наиболее эффективный метод уменьшения шума – снижение шума в источнике его возникновения. В зависимости от характера образования шума различают: средства, снижающие шум механического(вибрационного) происхождения; средства, снижающие шум аэродинамическогопроисхождения; средства, снижающие шум электромагнитногопроисхождения; средства, снижающие шум гидродинамическогопроисхождения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные возвратно-поступательные перемещения деталей на вращательные, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей. Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения, зубчатых и цепных передач – клиноременными и гидравлическими, металлических деталей – деталями из пластмасс. Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости обтекания воздушными потоками препятствий; улучшением аэродинамики конструкций, работающих в контакте с потоками; снижением скорости истечения газовой струи и уменьшением диаметра отверстия, из которого эта струя истекает. Однако уменьшить аэродинамические шумы в источнике их возникновения зачастую не удается и приходиться использовать другие средства борьбы с ними (применение звукоизоляции источника, установка глушителей). Гидродинамические шумыснижают за счет выбора оптимальных режимов работы насосов для перекачивания жидкостей, правильного проектирования и эксплуатации гидросистем и ряда других мероприятий. Для борьбы с шумами электромагнитного происхождениярекомендуется тщательно уравновешивать вращающиеся детали электромашин (ротор, подшипники), осуществлять тщательную притирку щеток электродвигателей, применять плотную прессовку пакетов трансформаторов, использовать демпфирующие материалы и т.д. Широкое применение получили акустические средства защиты от шума на пути его распространения: средства звукоизоляции; средства звукопоглощения; глушители шума. 1. Звукоизоляция Метод основан на снижении шума за счёт отражения звуковой волны от преграды. Звукоизоляция применяется в виде ограждений, перегородок, экранов, кожухов, кабин и глушителей шума. Для звукоизоляции применяют материалы с большим удельным весом. Звукоизолирующие свойства ограждения определяются коэффициентом звукопроницаемости τ, который представляет собой отношение: прошедшей через перегородку энергии к падающей энергии. Величина обратная коэффициенту проницаемости называется звукоизоляцией и обозначается R. Эффект снижения шума за счет применения однослойной звукоизолирующей перегородки может быть определен по формуле  где ρ – плотность материала перегородки, кг/м3; h – толщина перегородки, м; f – частота звука, Гц; А и С – эмпирические коэффициенты. Из формулы следует, что звукоизоляция перегородки тем выше, чем она массивнее и чем выше частота звука. Поэтому перегородки выполняются из плотных твердых материалов (металла, бетона, железобетона, кирпича, керамических блоков, стекла и др.). Наиболее шумные механизмы и машины закрывают звукоизоизолирующими кожухами, изготовленными из конструкционных материалов (стали, сплавов алюминия, пластмасс, ДСП и др.). Внутренняя поверхность кожуха обязательно должна облицовываться звукопоглощающими материалами толщиной 3050 мм для повышения его эффективности. Стенки кожуха не должны соприкасаться с изолируемой машиной. Звукоизолирующие кабины представляют собой локальные средства шумозащиты, устанавливаемые на автоматизированных линиях у постов управления и рабочих местах в шумных цехах для изоляции человека от источника шума. Их изготовляют из кирпича, бетона, стали, ДСП и других материалов. Окна и двери кабины должны иметь специальное конструктивное исполнение. Окна с двойными стеклами по всему периметру заделываются резиновой прокладкой, двери выполняются двойными с резиновыми прокладками по периметру. Если нет возможности полностью изолировать либо источник шума, либо самого человека с помощью ограждений, кожухов и кабин, то частично уменьшить влияние шума можно путем создания на пути его распространения акустических экранов. Они представляют собой конструкцию, изготовленную из сплошных твердых листов (из металла, фанеры, оргстекла и т.п.) толщиной не менее 1,5…2 мм 11, с покрытой звукопоглощающим материалом поверхностью. Акустический эффект экрана(снижение уровня шума) основан на: образовании за экраном области звуковой тени зона относительной тишины, возникающей за экраном или экранирующим сооружением куда звуковые волны проникают лишь частично (рис.1)  Рис. 1. Схема образования звуковой тени Эффективность экрана зависит от длины звуковой волны по отношению к размерам препятствия, то есть от частоты колебаний (чем больше длина волны, тем меньше при данных размерах область тени за экраном, а следовательно, тем меньше снижение шума). Поэтому экраны применяют в основном для защиты от средне- и высокочастотного шума, а при низких частотах они малоэффективны, так как за счет эффекта дифракции звук легко их огибает. Важно также расстояниеот источника шума до экранируемого рабочего места: чем оно меньше, тем больше эффективность экрана. В акустически необработанных помещениях снижение уровня шума экраном составляет обычно не более 23 дБ. Эффективность экрана повышается при облицовке звукопоглощающими материалами, прежде всего, потолка помещения; отражении звукаот конструкции экрана; поглощении звуказвукопоглощающим материалом, покрывающим поверхность экрана. Плоские экраныэффективны в зоне действия прямого звука, начиная с частоты 500 Гц; вогнутыеэкраны различной формы (П-образные, С-образные и т.д.) эффективны также в зоне отраженного звука, начиная с частоты 250 Гц. 2. Звукопоглощение Метод основан на снижении шума за счёт перехода звуковой энергии в тепловую в порах звукопоглощающего материала. Большая удельная поверхность звукопоглощающих материалов, которая создается стенками открытых пор, способствует активному преобразованию энергии звуковых колебаний в тепловую. Это происходит из-за потерь на трение. То есть звуковая волна должна без проблем заходить в поры материала, вызывать колебание находящихся там молекул воздуха и за счет трения, возникающего как непосредственно между этими молекулами, так и между молекулами и материалом вокруг поры, и угасать, переходя в тепло. Использование звукопоглощения для снижения шума в помещении называется акустической обработкой помещения, которая сводится к нанесению на потолок и стены звукопоглощающих материалов. Эффективность поглощения звука оценивают при помощи коэффициента звукопоглощения , который равен отношению количества поглощенной энергии к общему количеству падающей на материал энергии звуковых волн. Звукопоглощающие материалы отличаются волокнистым, зернистым или ячеистым строением и делятся на группы по степени жесткости: твердые, полужесткие, мягкие. У твердых материалов объемная масса составляет 300—400 кг/м3 и коэффициент звукопоглощения порядка 0,5. Производят на основе гранулированной либо суспензированной минеральной ваты. Сюда же относятся материалы, в состав которых входят пористые заполнители — вермикулит, пемза, вспученный перлит. Группа полужестких материалов включает в себя минераловатные или стекловолокнистые плиты с объемной массой от 80—130 кг/м3 и коэффициентом звукопоглощения в пределах 0,5—0,75. Сюда же входят звукопоглощающие материалы с ячеистым строением — пенополистирол, пенополиуретан и т. п. Мягкие звукопоглощающие материалы производят на основе минеральной ваты или стекловолокна. В эту группу входят маты или рулоны с объемной массой до 70 кг/м3 и коэффициентом звукопоглощения 0,7-0,95. Сюда же относятся такие всем известные звукопоглотители, как вата, войлок и т. д. Для защиты материала от механических повреждений и высыпаний используют ткани, сетки, пленки, а также перфорированные экраны. Кроме того звукопоглощение может производится путем внесения в изолированный объем штучного звукопоглотителя, изготовленного например в виде куба, подвешенного к потолку (рис.2).  Рис.2. Звукопоглотитель 3. Глушители шума применяют для снижения аэродинамического шума, создаваемого вентиляторами, дросселями, диафрагмами и т. д. и распространяющегося по воздуховодам систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Основной источник шума в вентиляционных установках - вентилятор, причём преобладающим является аэродинамический шум, который имеет широкополосный спектр. Установка в систему вентиляции (кондиционирования) шумоглушителей является одной из эффективных мер по снижению аэродинамического шума в воздушном потоке. По принципу действия глушители шума делятся на глушители: активного (абсорбционного) типа; реактивного (отражающего) типа; комбинированные. В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет превращения звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале(т.е. за счет потерь звуковой энергии на трение в звукопоглощающем материале), размещенном во внутренних полостях воздуховодов. Глушители этого типа эффективны в широком диапазоне частот. К наиболее распространенным глушителям абсорбционного типа относится облицованный звукопоглощающим материалом аэродинамический тракт, так называемый трубчатый глушитель. Трубчатый шумоглушитель выполняется в виде двух круглых или прямоугольных труб, вставленных одна в другую. Пространство между наружной (гладкой) и внутренней (перфорированной) трубой заполнено звукопоглощающим материалом, например, стекловолокном, покрытым тонким слоем пластика. Размеры внутренней трубы совпадают с размерами воздуховода, на котором устанавливается шумоглушитель. На рис. 3 показан трубчатый шумоглушитель, состоящий из кожуха 1 , диафрагмы 2 и каркаса 3. Пространство между кожухом и каркасом равномерно заполнено по длине и сечению звукопоглощающим материалом 4 . Каркас защищает звукопоглощающий материала от выдувания потоком воздуха. Каркас выполнен из перфорированного оцинкованного стального листа и обтянут стеклотканью. Перфорированные листы для каркаса изготовляются с двумя видами перфорации: диаметр отверстий 3 мм, шаг 5 мм и отверстий 12мм, шаг 20 мм. Перфорированные листы с отв. 3 мм, шаг 5 мм, стеклотканью не обтягиваются. Трубчатые шумоглушители применяют на воздуховодах диаметром до 500 мм. Величина понижения шума в шумоглушителе, при равных показателях скорости воздуха, зависит, главным образом, от толщины и местоположения звукопоглощающих слоев, а также длины самого шумоглушителя, имеющего, как правило, стандартную длину 600,900 и 1200 мм.  Рис. 3. Трубчатый шумоглушитель В реактивных глушителях (рис.4) снижение шума обеспечивается за счет отражения части звуковой энергии обратно к источнику. Звуковые волны, попадая в полость реактивного глушителя, возбуждают в нем собственные колебания, поэтому в одних частотных диапазонах происходит ослабление звука, в других – усиление. Глушители этого типа представляют по сути акустические фильтры и характеризуются чередующимися полосами заглушения и пропускания звука, а поэтому применяются для снижения шума с резко выраженными дискретными составляющими спектра.  Рис.4. Схемы глушителей реактивного типа Реактивные глушители подразделяются на: камерные (см. рис.4а), выполненные в виде расширительных камер, (часто конструируются в виде серии расширительных камер, соединенных короткими трубками). Звуковые волны отражаются от противоположной стенки камеры и, возвращаясь к началу в противофазе по отношению к прямой волне, уменьшают ее интенсивность; резонансные, в которых снижение шума достигается за счет потерь звуковой энергии на колебательный процесс в резонаторе (рассчитаны на определенную длину звуковой волны). Резонансные глушители - это объемы с жесткими стенками, сообщающиеся с трубопроводом через отверстия, причем эти объемы могут быть выполнены ответвленными (см. рис. 4б) или концентричными (см. рис. 4в).Они наиболее эффективны в случае присутствия в спектре шума дискретных составляющих высокого уровня. На практике глушитель выполняют в виде комбинаций камер и резонаторов, каждый из которых рассчитан на глушение шума определенного диапазона. Реактивные глушители широко используются для снижения шума выпуска выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. В комбинированных глушителях, содержащих активные и реактивные элементы, снижение шума достигается за счет сочетания поглощения и отражения звука. Так, камеры реактивного глушителя могут быть облицованы внутри звукопоглощающим материалом, тогда в низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной – как поглотители звука. Тип и размеры глушителей подбирают в зависимости от величины требуемого снижения шума с учетом его частоты из табличных данных акустической эффективности. Индивидуальные средства защиты Индивидуальные средства защиты применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается. Они служат для защиты наиболее чувствительного канала воздействия шума на организм человека – уха. Их применение позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и нервной системы от действия чрезмерного раздражителя. Наиболее эффективны индивидуальные средства защиты, как правило, в области высоких частот. В качестве индивидуальных средств защиты применяют противошумные наушники, вкладыши. Для высокого уровня шума применяются специальные шлемы, противошумные костюмы. Вкладыши – это вставляемые в слуховой канал мягкие тампоны из ультратонкого волокна, иногда пропитанные смесью воска и парафина, или жесткие тампоны (из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита) в форме конуса. Это самые дешевые, но недостаточно эффективные и удобные средства. Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются на голове дугообразной пружиной. Наиболее эффективны при высоких частотах. Снижают уровень звукового давления от 7 дБ на частоте 125 Гц до 38 дБ на частоте 8000 Гц. Шлемы применяются при воздействии шумов с очень высокими уровнями (более 120 дБ), когда шум действует непосредственно на мозг человека, проникая не только через ухо человека, но и непосредственно через черепную коробку. В этих условиях вкладыши и наушники не обеспечивают необходимой защиты. Шлемы герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30...40 дБ в диапазоне частот 125...8000 Гц. |