МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ УЛЬТРАЗВУКА

В зависимости от того, где находится источник ультразвука (УЗ) - на открытом пространстве или в помещении, - для расчета уровня УЗ в расчетной точке (РТ) применяют различные формулы.

На открытом пространстве (рис. 13.4) уровень УЗ в расчетной точке можно определить по формуле

где - уровень звуковой мощности источника УЗ, дБ. Это характеристика источника, определяемая по определенным методикам и обычно приводимая в его технических характеристиках; G - показатель направленности источника, дБ. Это также техническая характеристика источника, показывающая на сколько дБ энергия УЗ, излучаемого в данном направлении больше или меньше энергии, которая бы излучалась источником с таким же уровнем звуковой мощности во всех направлениях одинаково. Значение G отрицательно, если в данном направлении излучаемая энергия меньше энергии равномерно излучающего источника, и положительно, если больше; S - площадь поверхно-

S 2 2

сти, в которую излучается звук ( °= м ), м . Например, если источник УЗ находится на полу, то УЗ распространяется в полусферу и

S — 2яг ? где Г . расстояние от источника ультразвука до расчетной точки; AL - снижение уровня шума на пути его распространения. Если на пути шума нет никаких препятствий и расстояние г не более 50 м, значение AL можно принимать нулевым.

Таким образом, если источник звука расположен на поверхности, т. е. излучает звук в полусферу, формула может быть представлена в следующем виде:

Излучение звуковых волн на открытом пространстве

Рис. 12.4. Излучение звуковых волн на открытом пространстве

В помещении_(рис. 12.5) уровень УЗ в расчетной точке складывается из прямых и отраженных от стен, пола и потолка звуковых волн, и его можно определить по следующей формуле:

1 r,lG

где Ф - фактор направленности, аналогичный G и равный ^ И ; В - так называемая постоянная помещения, м .

Излучение звуковых волн в помещении Постоянная помещения определяется по формуле

Рис. 12.5. Излучение звуковых волн в помещении Постоянная помещения определяется по формуле

ас

где ср - средний коэффициент звукопоглащения внутренних поверх- ностей помещения площадью пов А для производственных помещений он редко превышает 0,3...0,4, но может быть увеличен специальной обработкой поверхностей.

Анализ формул (12.5) и (12.6) показывает, что для защиты от УЗ можно использовать следующие методы:

  • - снижение звуковой мощности источника звука (уменьшение ^р);
  • - размещение рабочих мест с учетом направленности излучения звуковой энергии (уменьшение G):
  • - удаление рабочих мест от источника звука (увеличение F );
  • - акустическая обработка помещений (увеличение В):
  • - звукоизоляция (увеличение ):
  • - применение глушителей (увеличение AZ);
  • - применение средств индивидуальной защиты.

Снижение мощности источника ультразвука (уменьшение ^р). Для снижения ультразвука, исходящего от механизмов и машин применяют методы, аналогичные методам, снижающим вибрацию машин.

Аэродинамический шум, вызываемый движением потоков воздуха и газа и обтеканием им элементов механизмов и машин, - наиболее мощный источник ультразвука, снижение которого в источнике наиболее сложно. Для уменьшения интенсивности генерации ультразвука улучшают аэродинамическую форму элементов машин, обтекаемых газовым потоком, и снижают скорость движения газа.

Изменение направленности излучения ультразвука (уменьшение G). При размещении установок с направленным излучением необходима соответствующая ориентация этих установок по отношению к рабочим и населенным местам, поскольку величина направленности может достигать 10... 15 дБ. Например, отверстие воздухозаборной шахты вентиляционной установки или устье трубы сброса сжатого газа необходимо располагать так, чтобы максимум излучаемого ультразвука был направлен в противоположную сторону от рабочего места.

Акустическая обработка помещений

Рисунок 12.6. Акустическая обработка помещений: а - звукопоглощающая облицовка помещений: 7 - защитный перфорированный слой; 2 - звукопоглощающий материал; 3 - защитная стеклоткань; 4 - стена или потолок; 5 - воздушный промежуток; 6 - плита из звукопоглощающего материала; б - звукопоглотители различных конструкций

Удаление рабочих мест от источника ультразвука (увеличение У ). Как видно из формулы (12.5) увеличение расстояния от источника звука в 2 раза приводит к уменьшению уровня ультразвука на 6 дБ.

Акустическая обработка помещения - это мероприятие, снижающее интенсивность отраженного от поверхностей помещения (стен, потолка, пола) ультразвука. Для этого применяют звукопоглощающие облицовки поверхностей помещения (рис. 12.6, а) и штучные (объемные) поглотители различных конструкций (рис. 12.6, б), подвешиваемые к потолку помещения.

Поглощение ультразвука происходит путем перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту за счет потерь на трение в пористом материале облицовки или поглотителя. Для большей эффективности звукопоглощения пористый материал должен иметь открытые со стороны падения ультразвука незамкнутые поры. Звукопоглощающие материалы характеризуются коэффициентом звукопоглоще-

ния, ^ равным отношению звуковой энергии, поглощенной материалом, и энергии, падающей на него. Звукопоглощающие материалы должны иметь коэффициент звукопоглощения не менее 0,3. Чем это значение выше, тем лучше звукопоглощающий материал. Звукопоглощающие свойства пористых материалов определяются толщиной слоя, частотой звука, наличием воздушной прослойки между материалом и поверхностью помещения. Эффект снижения ультразвука за счет применения звукопоглощающей облицовки можно оценить по формуле

Вх В2

где 1, и z - постоянные помещения соответственно до и после проведения акустической обработки.

Постоянную помещения рассчитывают по формуле

в которой — эквивалентная площадь звукопоглоще-

ния, м , - средний коэффициент звукопоглощения помещения, а - коэффициент звукопоглощения облицовки,

соответствующая ему площадь поверхности и общая площадь поверхностей помещения.

Установка звукопоглощающих облицовок снижает уровень УЗ на 6...8 дБ в зоне отраженного УЗ (вдали от его источника) и на 2...3 дБ в зоне превалирования прямого УЗ (вблизи от источника). Несмотря на такое относительно небольшое снижение уровня УЗ, применение облицовок целесообразно по следующим причинам: во-первых, спектр УЗ в помещении меняется за счет большей эффективности (8... 10 дБ) облицовок на высоких частотах: он делается более глухим и менее раздражающим; во-вторых, становится более заметным УЗ, излучаемый оборудованием, а следовательно, появляется возможность слухового контроля его работы, становится легче разговаривать, улучшается разборчивость речи. По этим причинам помещения концертных залов подвергают акустической обработке.

Штучные звукопоглотители применяют при недостаточности свободных поверхностей помещения для закрепления звукопоглощающих облицовок. Поглотители различных конструкций, представляющие собой объемные тела, заполненные звукопоглощающим материалом (тонкими волокнами), подвешивают к потолку равномерно по площади. Эффективность снижения УЗ штучными поглотителями рас-

А = А - п

считывают по указанной выше формуле, принимая 1 , где

  • fi
  • 1 и - соответственно эквивалентная площадь звукопоглощения одного поглотителя и их количество. Для стандартных материалов облицовок и типов штучных звукопоглотителей значения коэффициентов

звукопоглощения а и эквивалентной площади звукопоглощения 1 известны и содержатся в справочных данных по борьбе с ультразвуком.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >