- •Захист від шуму, ультра- і інфразвуку, вібрації
- •1. Дія шуму, ультра- і інфразвуку, а також вібрації на організм людини
- •2. Класифікація виробничих акустичних коливань
- •2.1. Класифікація шумів
- •2.2. Класифікація ультразвуку
- •2.3. Класифікація інфразвуку
- •2.4. Нормування шуму, інфра- і ультразвуку
- •3. Основні методи боротьби з шумом, инфра- і ультразвуком і вібрацією
Захист від шуму, ультра- і інфразвуку, вібрації
1. Дія шуму, ультра- і інфразвуку, а також вібрації на організм людини
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Шум - _______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Механічні коливання __________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Мінімальний інтервал часу, через який відбувається повторення руху тіла, називають періодом коливань(Т), а зворотну йому величину - частотою коливань(f). Ці величини пов'язані між собою простим співвідношенням:
(1)
де f - частота коливань в герцах(Гц);
Т- період коливань в секундах, с.
Таким чином, частота коливань визначає число коливань, що сталися за 1 секунду. Одиниця виміру частоти - герц(Гц), 1 Гц=1 с- 1.
Для характеристики коливань використовують також циклічну частоту (ω, с-1), яка визначається як число коливань, що відбуваються за 2π секунд. Між звичайною і циклічною частотами існує наступний зв'язок:
(2)
Циклічна частота і період коливань пов'язані наступним співвідношенням:
(3)
Одним з найбільш частих видів коливань, існуючих в природі, являються гармонійні коливання (рис.1), що описуються рівнянням:
(4)
де х - зміщення тіла від положення рівноваги;
ω - циклічна частота коливань; t - час.
Максимальне значення зміщення від положення рівноваги (xm) називається амплітудою коливання. Величина, що стоїть під знаком косинуса, називається фазою гармонійного коливання:
. (5)
Фаза коливань початковий момент часу t = 0 називається початковою фазою. Фаза коливання характеризується величиною і напрямом відхилення коливання від положення рівноваги залежно від часу.
Поверхню, яка відділяє частки, що коливаються, від часток, що доки ще не прийшли в коливальний рух, називають ____________________________________________________. Сукупність точок, що коливаються в однакових фазах, ______________________________.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Фронт хвилі розташований перпендикулярно до напряму поширення хвилі. За формою фронту хвилі розрізняють плоскі і сферичні (рис.2).
Відстань між двома сусідніми частками, що знаходяться в однаковому режимі руху або в однаковій фазі, називається завдовжки хвилі X. На рис. 1 представлено графічне зображення гармонійних коливань і довжина хвилі.
Рис. 17.2. Види хвиль: а) плоска; б) сферична
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Швидкість V поширення коливань в просторі називається швидкістю хвилі. Зв'язок між довжиною хвилі λ, швидкістю хвилі V і періодом коливання T дається вираженням:
λ=VT, (6)
з виразу: V= (7)
Враховуючи, що частота коливання пов'язана з періодом співвідношенням (1), швидкість хвилі можна виразити через частоту:
V=λf.
Швидкість поширення звукових хвиль в газоподібному середовищі (ідеальний газ) визначається вираженням:
(8)
де Х – показник адіабати (стала величина, для повітря =1,41); Р – тиск газу; ρ – щільність газу.
У табл. 1 приведені швидкості поширення звукових хвиль в різних речовинах при кімнатній температурі.
Табл. 1. Швидкість розповсюдження хвиль для різних речовин
Речовина |
Швидкість розповсюдження хвиль для різних речовин |
|
Подовжні |
Поперечні |
|
Алюміній |
6320 |
3130 |
Свинець |
2160 |
700 |
Залізо |
5900 |
3230 |
Мідь |
4730 |
2300 |
Нікель |
5894 |
3219 |
Цинк |
4120 |
2350 |
Кварцове скло |
5570 |
3520 |
Вода (273 К) |
1481 |
- |
Повітря |
331 |
- |
Інтенсивність звуку виражається таким чином:
(9)
де I - інтенсивність звуку, Вт/м2;
Р - звуковий тиск(різниця між миттєвим значенням повного тиску і середнім значенням тиску, який спостерігається в середовищі за відсутності звукового поля). Па;
ρ - щільність середовища, кг/м3;
С - швидкість звуку в середовищі, м/с.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Рівень інтенсивності звуку визначають за формулою:
L1= (10)
де L1 – рівень інтенсивності в децибелах (дБ);
I – інтенсивність звуку, Вт/м2;
I0 – інтенсивність звуку, що відповідає порогу чутливості людського вуха (I0 – стала величина; I0 = 10-12 Вт/м2 на частоті 1000 Гц).
Людське вухо, а також багато акустичних приладів реагують не на інтенсивність звуку, а на звуковий тиск, рівень якого визначається по формулі:
(11)
де Р – звуковий тиск. Па;
P0 – пороговий звуковий тиск (P0 – стала величина, P0 = 2×10-5 Па на частоті 1000 Гц).
Зв'язок між рівнем інтенсивності і рівнем звукового тиску визначається наступним вираженням:
L1= (12)
де ρ0 і С0 – відповідно щільність середовища і швидкість звуку за нормальних атмосферних умов, тобто при t = 20 ºС і P0 = 105 Па;
ρ і С – щільність середи і швидкість звука в умовах виміру.
Ультразвук - __________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Інфразвук - ___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________