Шум и его виды. Физические характеристики шума

В современном мире в условиях научно-технического прогресса шум стал одним из существенных неблагоприятных факторов, воздействующих на человека. Рост мощностей современного оборудования, машин, бытовой техники, развитие всех видов транспорта привели к тому, что человек на производстве и в быту постоянно находится под воздействием шумов достаточно высокой интенсивности. Шум бывает: механического происхождения, вследствие вибрации при работе механизмов и оборудования, а также единичных или периодических ударов в соединениях деталей и конструкций; аэродинамического происхождения, возникающий при подаче газа или воздуха по трубопроводам, вентиляционных систем или их стравливании в атмосферу; гидродинамического происхождения, который возникает вследствие процессов, происходящих в гидкостях; электромагнитного происхождения, который возникает вследствие колебания элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных полей.

Шум в производственных условиях негативно влияет на работника: ослабляет внимание, усиливает развитие усталости, замедляет реакцию на опасность, снижается работоспособность и повышается вероятность несчастных случав. Поэтому вопрос борьбы с шумом на сегодняшний день является актуальным почти для всех отраслей производства.

Для успешной борьбы с шумом необходимо знать физические характеристики, закономерности возникновения и распространения.

Шумом принято считать звуки, которые негативно влияют на организм человека, мешают его работе. Поэтому шум часто называют неблагоприятным звуком. Звук, как физическое явление представляет собой движение, распространяемое волнообразно в упругой среде (газообразной, жидкой или твердой). Звук, а значит и шум, характеризуется: скоростью с (м / с); частотой f (Гц); звуковым давлением р (Па); интенсивностью (Вт/м2, т/м2).

Скорость звука зависит от характеристики среды, в которой распространяется звуковая волна. В газообразной среде скорость звука равна

где х - показатель адиабаты (х = 1,44); Р, р - давление и плотность газа (соответственно)

При нормальных атмосферных условиях (Т = 293º К и Р = 1034 гПа) скорость звука в воздухе равна с = 344 м / с

Частота звука определяется числом колебаний упругой среды в единицу времени и измеряется в герцах (1 Гц - это одно колебание в секунду). По частоте звуковые (акустические) колебания разделяются на три диапазона: инфразвуковые с частотой колебания менее 20 Гц; звуковые (воспринимаются органом слуха человека) от 20 до 20 000 Гц; ультразвуковые - свыше 20 000 Гц. В свою очередь, звуковой диапазон принято делить на низкочастотный - до 400 Гц, среднечастотный - 400-1000 Гц, высокочастотный - свыше 1000 Гц.

Звук, распространяющийся в воздушной среде, называется воздушным звуком, а в твердых телах – с труктурным. Воздушное пространство, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. Врезультате колебаний, генерируемых источником звука, в воздухе возникает звуковое давление, которое накладывается на атмосферное. Разницу между атмосферным давлением и значением явного давления в данной точке звукового поля прийнято считать звуковым типом (р). Распространение звуковой волны сопровождается переносом звукового воздействия. Средний поток звуковой энергии в любой точке среды по одиночке времени, отнесенный к единице поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны, называется интенсивностью, или силой звука, в данной точке и измеряется в Вт/м2. Соотношение между интенсивностью звука и звуковым давлением р имеет вид:

где р и с - соответственно плотность и скорость звука в данной среде

Выделяют два пороговых значения звукового давления и интенсивности звука. Минимальные значения звукового давления и интенсивности звука, которые воспринимаются органом слуха человека как звук, называются порогом слышимости. Звуковое давление, при которых начинают возникать болевые ощущения в органе слуха человека, называются порогом болевого ощущения.

Единица уровня силы звука - бел (Б), принятая в честь физика О. Г. Белла (1847-1922 гг), который считается изобретателем телефона. Поскольку орган слуха человека способен различать изменения уровня силы звука на 0,1 В, то на практике за единицу уровня силы звука обычно выбирают децибел (ДБ) - десятую часть бела:

Приближенные равные силы звука (шума) от некоторых источников, его генерирующих приведены в табл.. 2:

Таблица 2. Уровни силы звука (шума) от некоторых источников, его генерируют

Восприятие звука органом слуха человека зависит не только от его количественных характеристик (звукового давления или интенсивности), но и от его "качества" (частоты). Поэтому уровень силы звука (шума) и громкость - это разные понятия. Уровень силы звука определяет только физическую величину силы звука независимо от его частотной характеристики. Уровень громкости учитывает еще и физиологические особенности восприятия, чувствительности органа слуха к звукам разной частоты. Наше ухо наиболее чувствительно к звукам частотой 2000-4000 Гц.

Дата добавления: 2014-12-08