111Equation Chapter 1 Section 1

Содержание

Стр.

Введение…………………………………………………....…………..…4

1. Физические характеристики шума…………………………………....….5

2. Аэродинамический шум и борьба с ним………………………………...11

3. Задачи, методы, и средства борьбы с шумами на судах………………..20

4. Снижение шума в ГТУ……………………………………………………24

5. Глушители шума………………………………………………………….30

6. Снижение уровня шума во входном и газовыпускном трактах……….36

7. Метод прямого расчета уровней звука НПКГ„Зоря-Машпроект”…….40

8. Методы уменьшения шума судовых редукторов и зубчатых

передач механизмов………………………………………………………….43

Вывод……………………………………………………………………..47

9. Литература…………………………………………………………………48

Введение

Вопросы борьбы с шумом в настоящее время имеют большое значение во всех областях техники, особенно в машиностроении, на транспорте, в энергетике.

Шум на производстве и на судовом транспорте наносит большой ущерб, вредно действуя на организм человека и снижая производительность труда. Утомление рабочих, экипажа и операторов из-за сильного шума увеличивает число ошибок при работе, способствует возникновению травм. Нередко и в быту человек подвергается воздействию шума недопустимо высоких уровней. Поэтому борьба с шумом является важной задачей.

Часто возникает необходимость защиты не только от шума, но и от инфра- и ультразвука.[1]

1. Физические характеристики шума

Механические колебания с частотой от 20 Гц до 20 кГц, которые возникают в твердой, жидкой, или газообразной среде, называют звуком. Четкой разницы между понятиями „звук” и „шум” нет. Звуками, как правило, называют регулярные периодические колебания, а шумом – непериодические колебательные процессы. При проведении работ по обеспечению нормальных условий жизни человека шумом считают любой нежелательный звук независимо от его характера и происхождения.

Наиболее важными параметрами шума являются звуковое давление, интенсивность звука и звуковая мощность. В инженерной практике эти величины выражают в логарифмических единицах, что объясняется двумя причинами: 1) реакция уха человека на разную громкость имеет логарифмический характер; 2) диапазон изменения этих параметров очень широкий. Рассмотрим обозначенные параметры подробнее.

Звуковое давление – это разница между мгновенным значением полного давления и статического давления в данной точке. Оно характеризирует изменение плотности среды в направлении увеличения колебаний. Количественной оценкой звукового давления является среднеквадратическое выражение

212\* MERGEFORMAT (.)

где Т – время измерения; р.(t) – мгновенное значение звукового давления.

Значение р измеряют на определенном расстоянии от источника шума в заданной полосе частот. Уровень звукового давления L, дБ, определяют относительно порогового среднеквадратического значения звукового давления Па по формуле

313\* MERGEFORMAT (.)

Звуковой мощностью называют мощность звука, который излучается источником во всех направлениях пространства, окружающего источник. В этом понимании это интегральная характеристика шума, который создается источником. Отметим, что источник звука излучает звуковую мощность, а звуковое давление является следствием этого излучения. Слух человека воспринимает звуковое давление, а причиной этого восприятия выступает звуковая мощность источника. Уровень звуковой мощности L_p, дБ, определяют относительно мощности Вт по формуле

414\* MERGEFORMAT (.)

Звуковая мощность является степенью скорости излучения звуковой энергии, т. е. звуковой энергией относительно единице времени.

Интенсивность звука характеризует скорость потока звуковой энергии в определенной точке звукового поля. Уровень интенсивности звука L_I, дБ, определяют относительно порогового значения по формуле

515\* MERGEFORMAT (.)

Отметим, что

616\* MERGEFORMAT (.)

где - волновое сопротивление воздуха при нормальных атмосферных условиях, которое равно 416 кг/(м² · с). В табл. 1.1 и 1.2 приведены значения, , идля разных газов и жидкостей.

Звуковое давление и интенсивность звука являются точечными характеристиками звукового поля. Они зависят от размещения точки измерения и условий распространения звуковых волн. Звуковая мощность не зависит от указанных факторов, поэтому она является уникальной степенью шумности данного источника шума.[2]

Таблица 1.1. Значение ,, идля газов при температуре 20°С..[2]

Газ	, м/с	, кг/м^3	, кг/(м^2·с)
Водород	1310	0,08	110
Гелий	1005	0,17	168
Кислород	326	1,34	437
Азот	337	1,17	394
Неон	446	0,84	375
Аргон	323	1,60	517
Хлор	213	3,01	641
Оксид углерода	350	1,17	410
Углекислый газ	268	1,85	496
Сероводород	300	1,44	432
Диоксид серы	224	2,75	616
Метан	445	0,66	294
Ацетилен	327	1,10	360
Этилен	330	1,18	389
Водяной пар (130°С)	450	0,54	243
Воздух	344	1,21	416

Таблица 1.2. Значение ,, идля жидкостей..[2]

Жидкость	, м/с	, кг/м^3	, кг/(м^2·с)
Ацетон	1190	790	94
Этиловый спирт	1150	790	91
Метиловый спирт	1120	790	88
Этиловый эфир	1006	710	72
Бензол	1326	870	115
Бензин	1190	750	89
Глицерин	1950	1260	246
Толуол	1325	866	115
Соляная кислота	1500	908	136
Дистиллированная вода	1492	1000	149

Величину уровня интенсивности применяют при получении формул акустических расчетов, а уровня звукового давления – для измерения шума и оценки его воздействия на человека, поскольку орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению. Можно выразить связь между уровнем интенсивности и уровнем звукового давления. Прологарифмировав это выражение получим

717\* MERGEFORMAT (.)

При нормальных атмосферных условиях . Уменьшение шума определяют также в децибелах:

818\* MERGEFORMAT (.)

Например, если шум агрегата снизить по интенсивности в 1000 раз, то уровень интенсивности будет уменьшен на 30 дБ, т. е. дБ.

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, складывают их интенсивности, но не уровни. При этом считается, что источники некогерентные, т.е. создаваемые ими давления имеют произвольные фазы

Искомый уровень интенсивности (дБ) при одновременной работе этих источников получим, разделив левую и правую части данного выражения на и прологарифмировав:

919\* MERGEFORMAT (.)

или

10110\* MERGEFORMAT (.)

где уровни звукового давления или уровни интенсивности, создаваемые каждым источником (или гармоническими составляющими одного и того же источника) в расчетной точке.

Рассмотренные особенности суммирования уровней имеют большое практическое значение для шумоглушения. Так, при большом числе одинаковых источников глушение лишь нескольких из них практически не ослабит суммарный шум. Если же на рабочее место попадает шум от разных по интенсивности источников, то снижать необходимо сначала шум от более мощных источников.

Если имеется n одинаковых источников шума с уровнем звукового давления L_i, создаваемым каждым источником, то суммарный шум (дБ) . Из этой формулы видно, что два одинаковых источника совместно создадут уровень на 3 дБ больший, чем каждый источник.

Любую зависимость какой – либо величины (например, звукового давления) от времени можно представить в виде суммы конечного или бесконечного числа синусоидальных колебаний этой величины. Каждое такое колебание характеризуется своим среднеквадратичным значением физической величины и частотой f, т. е. числом колебаний в секунду ( Гц ).

Ухо человека может воспринимать как слышимые только те колебания, частоты которых находятся в пределах 20 Гц – 20 кГц. Ниже 20 Гц и выше 20 кГц находятся соответственно области неслышимых человеком инфра- и ультразвука.

Зависимость среднеквадратичных значений синусоидальных составляющих шума (или соответствующих им уровней в децибелах) от частоты называется частотным спектром шума (или просто спектром).

Спектры получают, используя анализаторы шума – набор электрических фильтров, которые пропускают сигнал в определенной полосе частот – полосе пропускания.

В практике борьбы с шумом, так же как и борьбы с вибрациями, наибольшее распространение получили фильтры с постоянной относительной полосой пропускания, в частности, октавные фильтры, нашедшие широкое применение в практике борьбы с шумом. Граничные и среднегеометрические частоты октавных полос ( Гц ) приведены ниже в таблице 1.3.

Таблица 1.3. Граничные и среднегеометрические частоты октавных полос.

Среднегеометрические частоты октавных полос ( Гц )	Граничные частоты октавных полос ( Гц )
63	45 – 90
125	90 – 180
250	180 – 355
500	355 – 710
1000	710 – 1400
2000	1400 – 2800
4000	2800 – 5600
8000	5600 – 11200

Измерения спектров шума в этих октавных полосах проводят для сравнения шума машин, нормирования и других целей. Для более детального исследования источников шума часто применяют треть октавные фильтры и узкополосные анализаторы. Спектр представляется либо в виде таблицы, либо в виде графика.

Шумы принято классифицировать (ГОСТ 12.1.003 – 76) по их спектральным и временным характеристикам.

В зависимости от характера спектра шумы бывают тональными, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона, и также широкополосными – с непрерывным спектром шириной более одной октавы. Например, шум дисковой пилы является тональным, а реактивного двигателя – широкополосным.

По временным характеристикам шумы подразделяют на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА, и непостоянные, для которых это изменение более 5 дБА. В свою очередь, непостоянные шумы делят на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.[1]