Общие сведения о шуме

Вибрационное загрязнение.

Акустическое загрязнение – шумы.

Тема 7

Теоретические основы защиты окружающей среды от энергетических воздействий.

I. Шумы – источники: транспорт, техническое оборудование предприятий, вентиляционные установки, газотурбинные КС, аэродинамические установки, санитарно-техническое оборудование жилых и общественных зданий, электрические трансформаторы.

ІІ. Источники ультразвуковых волн:

· естественные – обдувание сильным ветром строительных конструкций;

· искусственные – механизмы с большой поверхностью, совершающие или поступательно-вращательное движение – виброгрохоты, реактивные двигатели, двигатели внутреннего сгорания большой мощности, турбины.

ІІІ. Источники вибрации – технологическое оборудование ударного

действия, насосы, компрессоры, рельсовый транспорт.

ІV. Электромагнитное загрязнение:

ü естественное магнитное поле Земли;

ü радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные

станции, высоковольтные линии электропередач, промышленные

предприятия.

V. Радиоактивное загрязнение: от предприятий добывающих и перерабатывающих ядерное горючее, атомные электростанции (АЭС), хранилища отходов.

Основные методы защиты:

глушители шума, при сбросе газов в атмосферу;

виброизоляторы технологического оборудования;

экраны для защиты от ЭМП.

Физические закономерности возникновения шума.

Любое нарушение стационарности состояния сплошной жидкой, твердой или газообразной среды в какой либо точке пространства приводит к появлению возмущений, распространяющихся от этой точки, которые называются волнами.

В твердом теле могут распространяться как продольные, так и поперечные волны, а в жидкостях и газе только продольные волны. В диапазоне частот 16 Гц – 20 кГц, в котором колебания воспринимаются ухом человека как звук, волны называют звуковыми, ниже 16 Гц – ультразвук, выше 20 кГц – ультразвук.

За любым телом, обтекаемым потоком воздуха, образуется аэродинамический след с сильно завихренным течением. Поверхность раздела между следом и собственным потоком является поверхностью вихревого слоя, который в силу неустойчивости на небольшом расстоянии от тела распадается на ряд вихрей. За счет действия сил вязкости среды эти вихри распадаются на ряд еще более мелких вихрей, вследствие чего вихревой след переходит в турбулентный.

Шум, сопровождающий этот процесс, называют «вихревой».

Аэродинамический (вихревой) шум излучается в широкой полосе частот и обуславливается неравномерностью и турбулентностью потока воздуха. В вентиляционных установках - пульсациями давления на лопатках колеса при срыве потока с лопаток, при проходе арматуры, фасонных частей, концевых участках сети. Шумообразование в фасонных элементах (+, <, ^) зависит от соотношения скоростей в магистрали и в ответвлениях, от степени турбулентности потока, от радиусов поворотов и формы поперечного сечения воздуховода. Наиболее шумный g воздуховод, далее n, менее шумный 1 - квадраты.

Акустическая мощность звука пропорциональна скорости движения воздуха. Оптимальная скорость 4 - 7 м/с, для промышленных систем 8 – 16 м/с.

Шум – беспорядочное сочетание звуков различной интенсивности.

Звук – механическое колебание среды, в диапазоне слышимости человека.

Шум и звуки создаются волнами, возникающими при сжатии и расширении, в воздухе, воздуховодах, системе гидравлики, в жидкостях, перемещающихся по трубам, в структуре здания.

Скорость распространения звука: в воздухе С= 344 м/с, в воде – 1370 м/с, в твердом теле (например дереве – 3350 м/с), а скорость частиц среды (U) значительно меньше скорости звука.

Основные параметры шума.

Основной параметр шума – частота.

Частота – количество колебаний в секунду волн расширения и сжатия.

Единица измерения – Герц (1 Гц= 1 колебанию в секунду).

Различают три диапазона частот:

• низкие 20 – 200 Гц;
• средние 250 – 1000 Гц;
• высокие до 8000 Гц и более.

Инфразвук, не различаемый ухом, может стать причиной возникновения шума в стенках воздуховодов или иных легких конструкциях.

При нормальных условиях работы обычно рассматривают спектр частот от 63 до 4000 Гц, реже до 8000 Гц.

Полосы частот подразделяют на 8 групп волн, называемые «восьмеричными группами». Каждая группа определяется средней частотой волн: 63 Гц, 125, 250, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Для определения частотной характеристики какого-либо шума, звуковой диапазон частот разбивают октавные полосы с характеристиками:

ƒ_в/ƒ_н = 2 или lg ƒ_в/ƒ_н = 1, ƒ_ср = √ ƒ_в*ƒ_н,

где: ƒ_в - верхняя граничная частота октавы;

ƒ_н - нижняя граничная частота октавы;

ƒ_ср - средняя граничная частота октавы.

Например: ƒ_в = 90, ƒ_н = 95,

ƒ_ср = √90*45 = 63

СаНПиН устанавливает ПД УЗД для различных групп помещений ПДУ = 55 дБ для жилых зданий.

Изменение состояния среды при распространении звуковой волны характеризуется:

звуковым давлением Р – превышением давления над давлением в невозмущенной среде, в Па;

плотностью среды, ρ, кг/м³;

вектором скорости колебания частиц среды, U, м/с.

Область среды, в которой распространяются звуковые волны, называются звуковым полем. Описание распространения волн уравнениями аэродинамики очень сложно, поэтому в акустике используют приближенные уравнения и рассматривают плоские звуковые волны, зависящие только от одной декардовой координаты – например x, тогда любая плоская волна может быть представлена в виде:

Р = Р₁ + Р₂,

Р = U_r * ρ_ср * С_зв,

где: Р₁ - плоская волна на оси x со скоростью С΄ в положительном направлении (+);

Р₂ – плоская волна в отрицательном направлении;

С – скорость распространения звука в воздухе при t = 20˚С;

Р = 10⁵ Па равна 344 м/с, в воде ≈ 1370 м/с, в дереве – 3350 м/с, в стали – 4880 м/с.

Дата добавления: 2014-12-16