МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ, МЕТОДИКА РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧТА ЗАВДАННЯ ДЛЯ ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ

ТЕМА 1. Визначення рівня стресового навантаження людини

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

 

Кожне завдання виконується відповідно до теми практичних занять.

Примітка 1.Кожному студенту завдання виконуватиза варіантом, який співпадає зі номером студента в загальній потоковій групі (список висилається студентам окремо).

Примітка 2.Виконане завдання потрібнооформити за нижче наведеною формою (титульний аркуш):

 

ТЕМА 1. Визначення рівня шуму асинхронних двигунів(2 год.)

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Звук – це хвильовий рух пружного середовища, сприйманий слуховим апаратом.Наприклад, музикальний звук є накладання гармонійних звуків та їх синтез. Близько к гармонійним (синусоїдальним, канонічним) є звуки, які випромінюються камертонами.

Шум – це безладне сполучення звуків різної частоти й інтенсивності. Іншими словами, шум є хаотичним звуком, який заважає сприйняттю корисних сигналів.

Шум буває такого походження:

· механічного, тобто за рахунок вібрації поверхонь машин і обладнання, а також за рахунок ударіву з'єднаннях деталей і конструкцій;

· аеродинамічного, тобто при витоку стисненого повітря чи газу;

· гідромеханічного, тобто при витоку рідини;

· електромагнітного, тобто при коливаннях елементів електромеханічних і електромагнітних пристроїв.

Зокрема, джерелами шуму електричної і радіоелектронної апаратури є:

§ трансформаторне обладнання за рахунок явища магнітострикції (силові трансформатори, трансформатори струму, дроселі насичення, компенсуючі реактори, індуктивні накопичувачі, трансформатори кіл керування і т. ін. );

§ обладнання систем охолодження (вентилятори, електродвигуни, насоси та ін.);

§ захисні оболонки.

Надлишковий тиск, що виникає в пружному середовищі при поширенні звуку, називається звуковим тиском (р) – об’єктивна характеристика

Суб’єктивною характеристикою є гучність звуку (англ. loudness) –суб'єктивне сприйняття сили звуку (абсолютна величина слухового відчуття) людини з нормальним слухом.

Вухо людини реагує на середньоквадратичний звуковий тиск p (цей такий постійний тиск, що характеризується такою же акустичною енергією, як і відповідний йому змінний звуковий тиск). Усереднення тиску в людському вусі відбувається за проміжок часу, рівною 30-100 мкс. Якщо i-й амплітудний (миттєвий максимальний) звуковий тиск дорівнює p_i, i =  ,то для N амплітуд маємо формулу середньоквадратичного звукового тиску:

                                                                                                         (1.1)

Для нормального сприйняття мови необхідне значення Р = 7 ×10^-6 атм.

ДВè Зазначимо, що одиниця вимірювання (англ. measuring unit, unit of measure) – фізична величина певного розміру, прийнята для кількісного відображення однорідних з нею величин. Значення цієї величини приймають рівним одиниці. Розрізняють основні одиниці вимірювання, які визначаються за допомогою еталонів, і похідні одиниці, що визначаються за допомогою основних. Будемо позначати одиниці вимірювання фігурними дужками {} на відміну від позначення розмірності фізичної величини, яка звично подається квадратними дужками [].

У нашому випадку, для атмосферного тиску маємо: { Р } = 1 атмосфера (внесистемна одиниця).А в системі СІ: { Р }= 1 Паскаль (Па). 1 атм = 101325 Па »1,01 ×10⁵ Па. ƒ

Під інтенсивністю звукуІрозуміють фізичну величину рівну потоку акустичної енергії, яка проходить через одиницю перпендикулярної напрямку поширення звукової хвилі.

Якщо S – величина площі, ρ – густина середовища, p – середньоквадратичний звуковий тиск, Ф – потік енергіїW, с–швидкість звуку, то інтенсивність звуку Iвизначається по таким загальній і конкретній формулах:

 

                                                       І = Ф / S, де Ф = W / t,                                      (1.2)

 

                                                         I = р² / (ρс), Вт / м² .                                        (1.3)

 

Поріг чутності – це мінімальна акустична енергія, яка на даній частоті викликає спрацьовування слухового апарата людини. Поріг чутності мінімальний при частоті 1000 Гц і рівний Вт /м² , або Па. З іншого боку, поріг больового відчуття відповідає таким параметрам: Вт /м² , або Па.

Як бачимо, від порогу чутності до больового відчуття інтенсивність (сила) звука збільшується в мільярди разів (І_max / І₀ = 10² / 10^{– 12} = 10¹⁴).

Такий величезний діапазон звуків доступний людині завдяки здатності його слухового органу реагувати не на абсолютну інтенсивність звуку (лінійно), а на приріст інтенсивності звуку, який називається рівнем інтенсивності звуку (нелінійно).

Рівень (Level) інтенсивності звуку виражається через логарифм відношення двох порівняльних сил звуку, а саме так:

L = 10 ×lg(I / I₀) , дБ                                  (1.4)

Рівень звукового тиску

L = 20 ×lg(р / р₀) , дБ                                   (1.5)

 

де P – середньоквадратична величина звукового тиску, вимірювана в Паскалях (Па).

Людина сприймає звуки в широкому діапазоні інтенсивності (від  до ). Але звуки різних частот сприймаються неоднаково. Найменша чутливість до звуку лежить в діапазоні 20 ¸ 100 Гц, а найбільша – в діапазоні 800 ¸ 4000 Гц (рис.1.1).

Вибір логарифмічної залежності ґрунтується на законі Вебера-Фехнера:приріст силивідчуттів прямо пропорційний логарифму відношення інтенсивностей двох порівнюваних подразнень.

Рівень гучності звуку L^*залежить від рівня інтенсивності звуку Lі його частотиf , тобто

 

L^*=f (L, f).                                                      (1.6)

 

Залежність ця складна і простим аналітичним співвідношенням виражена бути не може (визначається за кривими рівнів гучності). Рівень гучності звукуL^*– це суб'єктивна характеристика звуку, вимірювана в фонах.

Між величинами фізичної і фізіологічної акустики існує таке співвідношення:

Інтенсивність (сила) звуку LÛГучність (L^*);

Частота f₀ÛТон (основний);

Обертони (2f₀ , 3f₀, 4 f₀, …)ÛТембр звуку.

 

 

Рис. 1.1. Криві рівної гучності (залежність рівня звукового тиску, що сприймається людиною від частоти звуку).

 

Під «спектром» розуміється залежність рівня інтенсивності звуків, що складають даний шум, від частоти.

Звуки з частотами нижче 22,5 Гц та вище 11520 Гц спроможні чути менше 1% людей. Розглянемо діапазон [22,5; 11520] Гц, який розіб’ємо на 9 октавних смуг. Кожна октава – безрозмірна одиниця частотного інтервалу, яка дорівнює інтервалу між двома частотами, в яких верхня гранична частота вдвічі більша від нижньої. Тобто кожній октавній смузі відповідає вираз:

                                                                 f_i+1 / f_i = 2 .                                                (1.7)

 

У кожній октавній смузі вибирають середньо геометричну частоту

 

                                                         f_ср =  , j = i+1.                                       (1.8)

 

З врахуванням (2.7) маємо

f_ср = f_i

(1.9)

 

Цей метод передбачає обмеження рівнів звукового тиску в октавних смугах із середньо геометричними частотами, рівними: 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 і 8000 Гц.

Граничний спектр (ГС) – це сукупність припустимих рівнів звукового тиску в дБ для 9-ми октавних смуг.

Базовою частотою спектра є частота 1000 Гц. Позначають той чи інший граничний спектр рівнем його звукового тиску на частоті 1000 Гц. Наприклад, «ГС-75» означає, що даний граничний спектр має на частоті 1000 Гц рівень звукового тиску 75 дБ.

Оскільки сприйняття звуку людиною я за частотою, для вимірів шуму, що відповідає його суб’єктивному сприйняттю вводять поняття коректованого рівня звукового тиску.

Корекція здійснюється за допомогою поправок, які додаються участотних смугах.

Стандартні значення корекції в частотних смугахнаведені у табл. 1.1. Значення загального рівня шуму з урахуванням вказаної корекції по частотним смугам називають рівнемзвуку (дБА).

Таблиця 1.1

Стандартні значення корекції (А) рівнів звукового тиску у частотних смугах

Середньо геометричні частоти октавних смуг, Гц	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Корекція, дБ	– 42	– 26,3	– 16,1	– 8,6	– 3,2	0	1,2	1,0	– 1,1

 

У таблиці 1.2 для прикладу наведені норми гранично допустимого шуму вдеяких приміщеннях. Для тонального шуму, оскільки він більш неприємний для людини, ніж широкосмуговий, допустимі рівні зменшують на 5 дБ.

Таблиця 1.2

Нормовані рівні звукового тиску та рівні шуму робочих місцях

відповідно до ДСН 3.3.6.037-99

 

Вид трудової діяльності	Рівні звукового тиску (дБ) в октавних смугах з середньо-геометричними частотами									Рівень шуму, дБА
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1. Творча діяльність, керівна робота з підвищеними вимогами, наукова діяльність, конструювання, викладання, проектування, проектно-конструкторські бюро, програмування на ЕОМ	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
2. Висококваліфікована робо­та, вимірювання та аналітич­на робота в лабораторіях	93	79	70	63	58	55	52	50	49	60
3. Робота, що виконується з вказівками та акустичними сигналами. Приміщення дис­петчерських служб, машино­писних бюро	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
4. Робочі місця за пультами у кабінах нагляду та дистан­ційного керування без мов­ного зв'язку. Приміщення ла­бораторій з шумним устат­куванням	103	91	83	77	73	70	68	66	64	75
5. Постійні робочі місця у ви­робничих приміщеннях та на території підприємств.	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

 

При оцінюванні шуму, що надходить в розрахункову точку від декількох джерел, слід мати на увазі, що підсумовувати можна тільки енергетичні характеристики шуму: інтенсивність або квадрат звукового тиску, тобто сумарна інтенсивність для n джерел дорівнює арифметичній сумі складових інтенсивностей (властивість адитивності):

 

                                                                І_S = І₁ + І₂ + І₃ + …+ І_n,                                                         (1.10)

 

де n– число джерел шуму.

Логарифмічні рівні звукового тиску або звукової потужності безпосередньо підсумовувати не можна. Тому сумарний рівень звукового тиску від декількох джерел шуму, що створюють в даній точці певні рівні звукового тиску , визначають за формулою:

                                                 , дБА.                                        (1.11)

При одночасній дії двох джерел з різними рівнями маємо сумарний рівень:

 

                                                                                                                         (1.12)

 

де – найбільший за інтенсивністю із двох сумарних рівнім шуму; – добавка, яка залежить від різниці рівнів шуму двох джерел (див. табл. 1.3).

 

 

Таблиця 1.3

Сумарний рівень двох джерел шуму

0	3	4	1,5
1	2,5	5	1,2
2	2	6	1
3	1,8	10	0,5

 

При більшій кількості джерел шуму інтенсивності додаються послідовно від найбільшого до найменшого.

 

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 117; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!