Характеристика производственных виброакустических колебаний и их влияние на организм человека

Шум - беспорядочное сочетание неприятных для человека звуков. Звук представляет собой колебательное движение частиц упругой среды, распространяющиеся волнообразно.

Зона пространства, в которой распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. В каждой точке звукового поля давление и скорость движения изменяются во времени (рис. 3.3).

Разница между мгновенным значением полного давления и средним давлением, наблюдается в неподвижном среде, называется звуковым давлением. Звуковое давление р (Па) является одним из основных физических параметров шума. На слуховой аппарат человека действует средний квадрат звукового давления:

где р - звуковое давление, Па; Т - период колебания, с; t - время, с.

При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, которая является нормальной относительно направления распространения волны, называется интенсивностью звука в определенной точке (Вт / м 2):

где р с - удельное акустическое сопротивление среды; р - плотность среды, в которой распространяется звук, кг / м 3; с - скорость звука в этой среде, м / с.

График распространения звуковой волны

Минимальное значение звуковой энергии И0, что воспринимается ухом человека как звук, называется порогом слышимости. Порог слышимости при частоте 1000 Гц равен 2 * 10 в -5 степени Н / м 2 (Па). Верхний предел, где звук, воспринимается, вызывает ощущение боли - "болевой порог" - отвечает интенсивности звука 10 в 2 степени Вт / м 2 и звуковому давлению 2 * 10 во второй степени Н / м 2 (Па) (рис. 3.4) .

Значение звукового давления и интенсивности звука могут меняться в практике борьбы с шумом в широких пределах: давления - до 10 в 8 степени раз; интенсивности - до 10 в 16 степени раз. Понятно, что оперировать такими цифрами неудобно. К тому же ухо человека способно реагировать на относительное изменение параметра шума, а не на абсолютную.

Слуховое восприятие человека

Согласно закону Вебера-Фехнера, который определяет зависимость между ощущением и раздражителями, те ощущения человека, возникающие при разного рода раздражениях, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Именно поэтому в акустике измеряют не абсолютны значение звукового давления и интенсивности звука, а их логарифмические уровни L, дБ, взятые по пороговым значением интенсивности звука И0 или пороговым давлением Р0. Величину уровня интенсивности Li применяют при акустических расчетах

а звуковое давление Lр - для измерения шума и оценки его воздействия на человека. Источник шума (ДШ) характеризуется уровнями звуковой мощности в октавных полосах Lр (дБ) и параметром направленности излучения шума машиной. Уровень звуковой мощности определяется по формуле:

где Р - звуковая мощность, Вт; Р0 - пороговая звуковая мощность, равная 10 ~ 12 Па.

При излучении звуковых колебаний в полупространство (в замкнутых помещениях) (рис. 3.5) звуковая мощность источника Р может быть определена по формуле:

где I - интенсивность звука прямой и отраженной волн; П - площадь полупространства, в котором распространяются звуковые волны; r - расстояние от источника шума до точки измерения (ТВ).

Если измерить интенсивность звука / вокруг источника шума, можно определить мощность источника Р, позволяет легко провести акустический расчет, то есть определить интенсивность шума от источника на любом расстоянии от него (прямой Ипр и отраженный Ивидб звуки) по следующим формулам:

где Sогор - площадь ограждающих конструкций, м 2;  - коэффициент звукопоглощения стен, потолка; 4 - учитывается четырехкратное отражение.

Схема распространения звуковых волн в пипростори

Уменьшение шума оценивают исходя из изменения уровня звукового давления (уровня интенсивности):

L1 - L2 = 20 lg P1 / P0 - 20 lg P2 / P0 = 20 lg P1 / P2 = 10 lg I1 / I2 (3.38)

Например, если шум агрегата снизить по интенсивности в 1000 раз, то уровень интенсивности будет снижен так:

В случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, составляют их интенсивности (не равны):

где ИΣ - суммарная интенсивность звука от нескольких источников в точке наблюдения (рабочее место); И 1, 12 ... in - интенсивности звука источников. После преобразований формула выглядит так:

где L1, L2, ... Ln - уровни интенсивности, создаваемых каждым источником в расчетной точке при их единичной работе. При одинаковой мощности источников:

где Lи - уровень интенсивности любого i-го источника с n существующих.

Неблагоприятное воздействие шума зависит также от частотного состава шума. Слуховой аппарат человека воспринимает звуковые колебания с частотой примерно от 16 до 20000 Гц. Графическое изображение состава шума называется спектром. Спектр шума показывает распределение звуковой энергии по звуковому диапазону частот, создает возможность выделить наиболее вредные звуки и т.

Порог слышимости человека разный в зависимости от звуков различной частоты. С увеличением частоты он снижается (см. Рис. 3.4), чем объясняется тот факт, что высокочастотные шумы значительно неприятнее, чем низкочастотные.

Влияние шума на организм человека зависит от уровня звукового давления, частотных характеристик, продолжительности действия, а также индивидуальных особенностей человека. Шум создает значительную нагрузку на нервную систему, причем шум, вызываемый самим человеком, его не беспокоит. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а часто и к заболеваниям.

Повышенные уровни шума при длительном воздействии вызывают быструю утомляемость, ухудшение самочувствия, снижение остроты зрения и, в конце концов, через переподразнення нервной системы вызывают множественный расстройство функций внутренних органов (нарушение кровяного давления, ритма сердца и дыхания, пищеварения и др.) - "шумовую" патологию (виброшумов заболевания).

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >