Исследование шумозаглушающих свойств различных материалов

Шумом принято называть совокупность звуков, различных по силе и частоте, возникающих в результате колебательного процесса.

Источниками сильных звуковых шумов являются преимущественно различные двигатели и механизмы. При работе механизмов, кроме основной частоты колебаний, равной числу оборотов двигателя в секунду, возникают колебания отдельных деталей. При этом каждая деталь колеблется с определенной частотой. Механическая энергия преобразуется в звуковую.

Кроме упомянутых шумов, которые принято называть механическими, при работе вентиляторов имеют место аэродинамические шумы, возникающие, например, в результате обтекания воздухом элементов вентилятора, и гидравлические - при движении жидкости по трубам.

По изменению во времени различают стабильные и прерывистые шумы. Особенно неблагоприятное воздействие на организм человека оказывают высокочастотные шумы.

Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает влияние на деятельность всего организма человека: понижается световая чувствительность глаз до 20%, повышается кровяное давление, ухудшается деятельность дыхания и кровообращения.

Шум ослабляет внимание и затормаживает психические реакции, что может привести к несчастному случаю и к снижению производительности труда. Установлено, что при снижении шума на 20 дБ производительность труда возрастает на 5%, потери рабочего времени снижаются на 12% и брак продукции уменьшается на одну треть.

Шум от источника возникновения может распространяться непосредственно по воздуху, проникать через преграды, а также передаваться по строительным конструкциям.

В зависимости от пути распространения шума выбирается способ борьбы с ним. В помещениях для ослабления распространяющегося по воздуху шума применяют звукопоглощающие материалы, уменьшающие шум за счет поглощения звуковой энергии, 1 либо звукоизолирующие устройства, отделяющие источник шума от окружающей среды. При встрече с преградой звуковая энергия частично поглощается, в какой-то мере отражается и частично проникает через преграду.

Соответственно с этим акустические свойства изолирующих материалов характеризуются коэффициентами звукопоглощения, звукоотражения и звукопроводности. Коэффициент звукопоглощения равен отношению количества поглощенной энергии звука Эпога к падающей энергии звука Э и выражается формулой α = Эпога / Э. Шумопоглощающее свойство материала тем выше, чем больше значение коэффициента звукопоглощения. Коэффициент звукопоглощения для одного и того же материала зависит от частоты.

Наиболее высоким коэффициентом звукопоглощения (0.2-0.8) обладают пористые и волокнистые материалы (войлок, вата), а наименьшим - плотные (кирпич, бетон, дерево). Например, для кирпичной оштукатуренной стены коэффициент звукопоглощения для средних частот составляет 0.01-0.03.

Звукопоглощающие материалы применяются как в виде матов или плит для облицовки и выстилания стен, потолка и пола внутри помещения, например, акустическая штукатурка, технический войлок, минераловатные плиты, так и в виде объемных (штучных) поглотителей различной конфигурации (кубов, конусов), подвешиваемых непосредственно над источником образования шума.

В настоящее время промышленным способом изготавливаются специальные звукопоглощающие конструкции из пористых с перфорированной поверхностью материалов, обладающих высоким коэффициентом звукопоглощения. Применение звукопоглощающих облицовок наиболее эффективно в следующих случаях: если уровень громкости шума в цехе по мере удаления от источника возникновения не снижается или снижается очень незначительно.

если помещение имеет низкие потолки или вытянутую форму.

если объем помещения не превышает 500 м куб.

Снижение шума может быть достигнуто в самом источнике, например, заменой одной из взаимоудаляющихся металлических частей пластмассовой или капроном.

Звукоизоляция - наиболее эффективный способ борьбы с шумом, основанный на отделении источника шума от окружающей среды преградами, обладающими достаточной инерцией к возбуждению в них колебаний.

Звукоизолирующие устройства выполняются в виде:

специальных изолированных помещений - боксов;

кабин, ограждающих шумные технологические процессы или рабочего;

кожухов, укрывающих всю машину;

капотов, укрывающих отдельные "шумные" узлы агрегатов;

экранов, защищающих рабочих от прямого воздействия звуковой энергии.

Звукоизоляционные свойства преград возрастают с увеличением веса единицы ее поверхности, поэтому для изготовления преград применяются тяжелые и плотные материалы (металлические листы, зеркальное стекло, кирпич, железобетон, гипсовые плиты, стеклоблоки)

Всякий шум характеризуется частотным спектром. Диапазон слышимых звуков по частоте находится в пределах Г= 20 ч 18000 Гц и по звуковому давлению или по силе звука

Установка для исследования шумозаглушающих свойств материалов:

I. Шумовая установка: 1-корпус,2-двигатель,3-привод двигателя,4-источник шума,5,6-звукопоглащающая прокладка,7 - шумозаглушающий материал,8-крышка.

II. Шумомер “Ш-63": 1-микроамперметр, 2-переключатель характеристик,3-ручка переключателей уровней, 4-ручка рода работы, 5-стойка микрофона, 6-микрофон.

III. Октавный фильтр “ОФ-5": 1-переключатель частот,2-штеккер.

По результатам проведенных опытов построим Таблицу 1 и занесем туда данные с прибора.

Результаты расчетов и измерений

По результатам проведенных опытов построим Таблицу и занесем туда данные с прибора.

По данным нормативного уровня шума для помещений, представленных преподавателем (залы, кафе, рестораны), построим график “уровни звукового давления” как функцию L=φ (ѓ)