КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Производственный шум
Лекция 8
Одной из важных проблем безопасности является в настоящее время защита от шума. Внедрение в промышленность новых технологических процессов (плазменная резка, напыление, штамповка, взрыв и др.), рост мощности и быстроходности оборудования, механизация производственных процессов привели к тому, что человек на производстве и в быту подвергается воздействию высоких уровней шума. Для нормального существования, для того, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, человеку нужен шум 20-30 дБ (шум листвы). При работе в учреждениях человек испытывает шум 50 - 70 дБ, на заводах 80 - 100 дБ, в метро шум достигает 95 дБ, а на оживленных улицах 80 - 90 дБ. Количество людей, работающих в условиях повышенного шума (>85 дБ) составляет в России > 30 %. Неблагоприятно действует на слух и громкая музыка. Прослушивание музыки более чем 24 часа в неделю при уровне звука 88 дБ ведет к серьезному нарушению слуха. Во время рок-концертов в центре зала уровни звука достигают 106 -108 дБ, а вблизи оркестра почти 120 дБ. Музыка может вызвать поразительные физические явления: изменение пульса и дыхания, повышенную секрецию эндокринных желез, что изменяет содержание сахара в крови. Кроме того, музыка оказывает сильное психическое воздействие (нервно - чувствительное возбуждение, вызывающее эйфорию, истерию, галлюцинации, склонность к вандализму и т.п.). Слух вместе со зрением играет первостепенную роль, как на работе, так и на отдыхе; слух в сочетании с речью дает нам возможность общаться друг с другом, выражать свое мнение, учиться, развлекаться и наслаждаться жизнью. Орган слуха анатомически делится на три части: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное и среднее ухо предназначены для восприятия звуковых волн и преобразования акустической энергии в механическую, а внутреннее ухо преобразует механическую энергию в серию нервных импульсов, отражающих акустические события. Ушная раковина благодаря своей форме помогает передавать большое количество звука в наружный слуховой проход. В конце этого прохода имеется барабанная перепонка, которая колеблется под действием звуковой волны как мембрана. В полости среднего уха, заполненной воздухом, находится несколько небольших косточек, соединенных с барабанной перепонкой. Их называют слуховыми косточками. К ним относятся молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек соединен с барабанной перепонкой и вместе с наковальней увеличивает в три раза силу, воздействующую на стремечко. Стремечко соединено с частью перегородки, разделяющей среднее и внутреннее ухо, которую называют овальным окошечком. Кроме того, в среднем ухе есть две мышцы, которые воздействуют на молоточек и стремечко. Мышцы сокращаются под действием сильных звуков и снижают амплитуду перемещения косточек, ограничивая тем самым интенсивность звука, поступающего во внутреннее ухо. Внутреннее ухо можно разделить на две части: полукружные каналы, являющиеся органами равновесия, и улитку, являющуюся органом слуха. Спиральная часть улитки, заполненная жидкостью, разделена на две части перепонкой основания улитки. В верхней части перепонки расположено приблизительно 30000 чувствительных ресничных клеток, регистрирующих движение перепонки основания улитки и преобразующих это движение в нервные импульсы, поступающие по слуховому нерву в центр слуха мозга. Чувствительность перепонки основания улитки меняется в зависимости от частоты. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле. Шум - это совокупность звуков различной интенсивности и частоты, оказывающее на человека неблагоприятное воздействие. Звук представляет собой упругие колебания, распространяющиеся волнообразно в твердой, жидкой или газообразной среде. Звуковая волна характеризуется длиной волны l, м: где С - скорость звука, м/с. Скорость звука в воздухе ~ 340 м/с, в жидкости -1500 м/с, в металлах - 5000 м/с; f - частота звука, Гц. Звук как физическое явление характеризуется • звуковое давление (Па); • интенсивность (Вт/м2); • частота (Гц). как физиологическое явление • уровень звука (фон); • громкость (сон). При прохождении звуковой волны в пространстве образуется звуковое давление Р, Па, - это разность между мгновенным значением полного давления в данной точке среды и средним значением в невозмущенной среде. Звуковое давление воздействуя на барабанную перепонку, вызывает её деформацию, при этом ухо улавливает не разность давлений, а кратность изменения абсолютных величин в логарифмической зависимости звукового ощущения от звукового давления. Человек способен воспринимать звуковое давление в диапазоне 2×10-5 до 2×102 Па. Уровень звукового давления определяется как где Ро=2∙10-5 Па - пороговое звуковое давление на частоте 1000 Гц. Звуковые волны передают энергию, которая оценивается как интенсивность звука I, Вт / м 2. где W - звуковая мощность источника, Вт. S - площадь поверхности, м 2. Звуковая мощность различных источников колеблется в очень широких пределах, например, стартовый двигатель ракеты "Сатурн" - 108 Вт, реактивный самолет - 104 Вт, двигатель автомобиля - 10-2 Вт, голос - 10-5 Вт, шепот - 10-9 Вт. Интенсивность звука связана со звуковым давлением соотношением где 2 – среднеквадратичное значение звукового давления, Па (это усредненное значение за период Tо = 30 - 100 мс для органов слуха человека); ρ - плотность среды, кг/м3; С - скорость звука, м/с; ρС – волновое сопротивление среды. Ухо человека не может определять звуковую мощность в абсолютных единицах, но может сравнивать мощность различных источников звука. Именно поэтому, а также учитывая большой диапазон мощностей различных источников в акустике для оценки мощности и интенсивности звука применяются логарифмические уровни Lw и LI, дБ:
где Wo=10-12 Вт, Io =10-12 Вт/м2 - пороговые значения мощности и интенсивности звука, соответственно. При нормальных атмосферных условиях, когда акустическое сопротивление среды (ρС) постоянно LI = Lр. Снижение шума ΔL определяется разностью начального и конечного уровней в дБ: Суммарный уровень шума от нескольких источников находится сложением их интенсивностей звука: I S = I 1 + I 2 + I 3 +... + I N Уровень шума в расчетной точке, создаваемый несколькими источниками, имеющими разный уровень звука: Уровень шума в расчетной точке, создаваемый несколькими источниками, имеющими одинаковый уровень звука: Ухо человека благодаря сложному устройству рычагов, перегородок, каналов, перепонок и ресничных эпителиальных клеток может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот от 20 Гц до 20000 Гц, а по интенсивности от 10-12 до 102 Вт/ м2. Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. Область слышимых звуков ограничена двумя пороговыми кривыми: нижняя – порог слышимости, верхняя – порог болевого ощущения. Порог слуха молодого человека в диапазоне частот 1000 - 4000 Гц составляет примерно 0 дБ, что соответствует звуковому давлению 2×10-5 Па. Порог на частоте 100 Гц приблизительно в 100 раз выше (20 дБ), чем порог на частоте 1000 Гц. Ухо менее чувствительно к звукам низкой частоты. За порог физической боли принимают приблизительно 120 дБ. Болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м2. Звуковые ощущения оцениваются по порогу дискомфорта (слабая боль в ухе, ощущение касания, щекотания).
Громкость звуков оценивается в фонах. За фоны приняты уровни звукового давления при частоте 1000 Гц. Чтобы определить во сколько раз один звук громче другого используются числа громкости - соны. 1 сон = 40 фон, 2=50, 4=60. Таким образом, если уровень громкости возрастает на 10 дБ, то создается ощущение, что громкость увеличилась в 2 раза. Классификация звука. 1.По частоте: - инфразвук (ниже 16 Гц); - слышимая область (низкочастотный – 16-300 Гц, среднечастотный – 300-800 Гц, высокочастотный – 800-21000 Гц); - ультразвук (выше 21000 Гц). 2. В зависимости от среды, в которой распространяется звук: - воздушный (колебания конструкции возбуждаются звуковыми волнами, падающими на нее из воздуха); - структурный (звуковая вибрация) (колебания конструкции возбуждаются непосредственным механическим воздействием (вибрацией установленной на ней машины, ходьбой и т. п.). 3. По временным характеристикам: - постоянный (уровень звука за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени не более чем на 5 дБ); - непостоянный (уровень звука за 8-часовой рабочий день (рабочую смену) изменяется во времени более чем на 5 дБ). Непостоянный шум в свою очередь подразделяют на колеблющийся, прерывистый и импульсный. - колеблющийся (шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени); - прерывистый (шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБ А 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 1с). 4. По природе происхождения шума: - гидродинамический (источники - волны, дождь, движение воды по каналам, рекам, фонтаны, перемещение жидкости по трубопроводам, перемешиваемый расплавленный металл в индукционных печах, раскалённая лава при извержении вулканов); - аэродинамический (источники – ветряные потоки, потоки воздуха от вентиляторов, кондиционеров, выхлопных труб и других источников). Воздух своим напором может воздействовать на ухо непосредственно сам либо, попадая на различные твёрдые части или поверхности и отражаясь от них, приходить в виде звуковой волны от вибрирующих частей этих поверхностей. Частота звука и звуковое давление сильно зависят от скорости ветра, вращения вентиляторов или давления выбрасываемых газов. - механический (источники - механические части и детали различных приспособлений и устройств, совершающие движение, трение, удары, вращение). - электромагнитный (возникает при взаимодействии тока, протекающего по проводникам электротехнических устройств, и магнитного поля, создаваемого током, вибрация проводников, высокочастотные ультразвуковые установки). 5. По характеру частотного спектра: - широкополосный (характеризуется наличием звуков различной частоты); - тональный (в спектре имеются ярко выраженные дискретные тона). в)
Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 840; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |