Негізгі теориялық мӘліметтер

КІРІСПЕ

Шу – кедергі келтіретін, жағымсыз, әртүрлі жиіліктегі және үдемелі қарқындықтағы кездейсоқ дыбыстардың жиынтығы.

Шу – қоршаған ортаның жағымсыз физикалық және өндірістік факторлардың кеңінен таралған түрі.

Шумен күресу – ертеден келе жатқан мәселе болып табылады. Онымен күрес орта ғасырларда Ежелгі Грецияда, Римде басталып, қазіргі кезге дейін жалғасып келеді.

Біздің заманымызда шу адамға ерекше әсер етеді. Дыбыс энергиясы барлық жерде пайда болады және жасанды жолмен жаратылып барлық жерге енеді. Дыбыс толқындары көбінесе ретсіз қиылысып, әсерлі күшке дейін жетеді де, адамға қатты әсерін тигізеді. Сол кезде біз шуға шағымданамыз.

Мүкіс – құлақ-ауруларының ең қауіпті түрі. Асқазан ауруы, асқазан және жіңішке ішек жарасы көп жағдайда, шулы жерде жұмыс істейтін адамдарда жиі кездеседі. Шу жүрек ауруларына, психикалық ауруларға, сонымен қатар, қатерлі ісіктің пайда болуына себепші болады. Ол жүйке жүйесін әлсіретеді, ағзаның жалпы кедергісін төмендетеді. Шулы жағдай адамның еңбек өнімділігін төмендетеді.

Негізгі теориялық мӘліметтер

Шу – уақыт бойынша жүйесіз өзгеретін, әртүрлі жиіліктегі және үдемелі қарқындықтағы дыбыстардың жиынтығы.

Өндірістегі қатты шу еңбек өнімділігін едәуір төмендетеді және сәтсіз оқиғаның себепшісі болуы мүмкін.

Физикалық тұрғыдан шу күштері мен жиіліктері әртүрлі дыбыстардың жүйесіз үйлесімі. Ал физиологиялық тұрғыдан – адамға қандай да болмасын дәрежедегі жағымсыз дыбыстық үрдіс.

Акустикалық шу – ағзаға ерекше қасиетімен әсер ететін және күрделі уақыттық құрылымымен ерекшеленетін, үндестігі жоқ (гармониялық емес) дыбыс. Табиғи пайда болуына қарай: 1) Механикалық шу қатты денелердің дірілінен (жұмыс істеп тұрған машиналар мен механизмдерден) пайда болады. 2 ) Аэро- және гидродинамикалық шу бос ағыстағы газдың, будың және сұйықтықтың әртүрлі жылдамдықпен қозғалғандағы қысым пульсациясы (яғни, дірілі) нәтижесінде пайда болады. Мысалы, реактивті қозғалтқыштың ағынында. Қысым пульсациясы, сонымен қатар, ағынның біртекті болмауынан, шу айналмалы дөңгелектері бар машиналарда пайда болады (желдеткіштерде, турбиналарда). 3) Термиялық шу ағын турбулизациясынан, жану кезінде газдардың флуктуациясынан және жарылыс немесе разрядтану кезіндегі жылудың қарқынды бөлінуі (қысымның лезде көтерілуі) нәтижесінде пайда болады. 4) Кавитациялық шу сұйықтықтағы көпіршіктің жарылу нәтижесінде пайда болатын дыбыстық импульстер. Олар акустикалық кавитациямен беріледі.

Өндірістегі шу технологиялық жабдықтардың, отынды құрылғылардың, электрлік машиналардың, жану үрдістерінде және т.с.с. жұмыс істеуінен пайда болады.

Әртүрлі шуларды бөлшектеп жазу мақсатымен, оларды акустикада бірнеше түрге бөледі:

Ақ шу – спектральды тығыздығы белгілі бір диапазондағы жиілікке байланысты емес шу.

Қызғылт шу – октавалық жолақта тұрақты энергиясы бар шу. Яғни, әрбір октавалық жолақта жиілікке кері пропорционал дыбыс энергиясы болады.

Үздіксіз шу – деңгейі белгіленген немесе белгісіз уақыт аралығында өзгеріссіз қалатын шу.

Ауыспалы шу – деңгейі уақыт аралығында өзгеріп тұратын шу.

Кездейсоқ шу – берілген уақытта амплитудасы мен жиілігі анықталмаған шу.

Кең жолақты шу – энергиясы жиіліктің кең диапазонында таралатын шу (бір октавадан көп).

Импульсті шу – қысқа ұзақтығымен, әдетте 1 секундтан төмен, өте жоғары қарқындылығымен, лезде пайда болуымен, сөну жылдамдығы мен спектральді құрамы тез өзгеруімен сипатталатын шу.

Үндестілік шу – кейде “әндеткіш” деп аталатын шу, уақыт аралығында ретсіз өзгеретін, кейбір жиілік басымырақ болатын шу.

Қауіпті шу – оның әсерінен кейбір адамдардың есту қабілеті өзгеретін шу.

Дыбыс толқындары тек серпімді ортада тербелетін дененің немесе серпімді орта бөлшектерінің (газ тәріздес, сұйық немесе қатты) кез келген күш әсерінен қозғалғанында пайда болады. Жиіліктері секундына 16-дан 20 000 Гц (секундына 1 тербеліс) аралығындағы дыбыстарды адам ести алады. Жиілігі 16 Гц-тен төмен тербелістерді инфрадыбыс деп атайды. Жиілігі 20 000 Гц-тен жоғары тербелістер – ультрадыбыс деп аталады. Бұл екі тербелістер құлақпен қабылданбайды, бірақ белгілі бір үдемелі қарқындықта адамға зиянды болып табылады.

Дыбысты қысымымен жетілдіру көзі арқылы, адамның дыбыс қабылдау аймағы есту бастамасы мен қатерлі бастама арасында орналасқан, мұнда 1000 Гц жиілікте 2х10^-5 Па және 6х10^-2 Н/м² дыбыс қысымы сәйкес келеді. Шекаралары шартты түрде алынған.

Дыбыс қысымынан басқа, шуды қарқындылықпен сипаттауға болады, яғни дыбыс күшімен немесе электротехникада айтылатындай, дыбыс қуатының ағыны және дыбыс қуаты көрсеткіштерімен сипатталады. Бұл шамалардың арасында мынадай математикалық байланыс бар:

мұнда, J – дыбыс қарқындылығы; w – дыбыс қуаты; S – дыбыс энергиясын қабылдайтын аудан; P – дыбыс қысымы; r – дыбыс тарайтын ортаның тығыздығы, с – осы ортадағы дыбыс жылдамдығы.

Дыбыс көзінің әсерінен ортада қысымның азғантай тербелісі пайда болады. Дыбыс тербелістері жоқ ортада байқалатын, сол мезеттегі және толық қысым мен орташа қысым арасындағы айырмашылық дыбыстық қысым деп аталады. Шуды сипаттайтын шамалар, айырмашылығы 10¹³ және одан да көп қатарлы, өте кең шектерде өзгере алады. Тәжірибеде осындай әртүрлі сандарды қолдану мүмкін емес. Сонымен қатар, адамның есту мүшесі нақты дыбыс қысымын емес, оның салыстырмалы өзгерісін қабылдайды. Акустикада бұл шамаларды логарифмдік бірлікте – белдермен немесе 10 есе аз – децибелдермен өлшеу қабылданған. Дыбыстың қарқындылық дәрежесі, дыбыс қуаты мен дыбыс қысымы белмен келесі түрде көрсетіледі:

,

мұнда, L – дыбыстың үдемелі қарқындық шамасының деңгейі; J₀ = 10^-12, Вт/м²; ω₀= 10^-12 Вт, Р₀ = 2x10^-5 Н/м² – 1000 Гц жиіліктегі есту бастамасының сәйкесінше шамалары.

Адамның дыбыс қаттылығын субъективті қабылдау, дыбыстың материалдарымен жұтылу және кедергілер арқылы өту қабілеті тербеліс жиілігіне байланысты. Сондықтан, акустикалық зерттеулер мен есептеулер жүргізгенде шудың спектральды құрамын білу қажет.

Шуды немесе кез келген акустикалық дыбысты қарапайым синусоидаларға қоюға болады, бірақ мұндай әрекетті істеудің пайдасы жоқ. Сондықтан, кең жолақты шудан, шу спектрінің анализаторы көмегімен жиіліктің бөлек жолақтарын жиілеп бөледі. Бұл аспаптың акустикалық сүзгілері (сорғыштары) әлдебір қатты кесек материалдан, белгілі бір фракцияларды бөлетін елек топтары сияқты жұмыс істейді.

Ең жоғары жиілігі ең төменгіден екі есе үлкен жиіліктің тұрақты октава жолақтары, жиілік диапазоны келесі орташа-геометриялық жиілікке ие: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Зерттеулер мен есептеулерді тұрақты жолақтардың әрқайсысында өткізу керек. Дыбыс көзінен таралатын дыбыс толқындары тура дыбыс өрісін түзейді. Қарапайым өндіріс орындарында дыбыс толқындары қоршауларға шағылып, шағылған дыбыс өрісін түзейді, ол тура дыбыс өрісімен бірігіп ортаның акустикалық тәртібін тудырады. Шағылған және тура өрістің энергиялары немесе реверберация энергиясы тең болатын дыбыс көзінің арақашықтығында шекаралық радиуспен сипатталатын жорамал беті пайда болады. Бұл беттің ауданы S келесі теңдіктен табылады:

, м²

мұнда, ω – дыбыс шағылысатын көпжақты бұрыш, стерадиан, r_шр – шекаралық радиус, м.

Егер дыбыс көзі кеңістікте болса, онда дыбыс энергиясы сфераға шағылады және ω=4π, стерадиан, шағылу жартылай сфераға болса – (дыбыс көзі жерде орналасқан) онда ω=2π, стерадиан.

Егер дыбыс көзі екі қырлы бұрышта орналасса, онда ω=π, егер үш қырлы бұрышта тұрса, онда ω=π/2, стерадиан.

Бағытталмаған дыбыс көзінің шекаралық радиусын келесі теңдеуден табады:

,

мұнда П₁₀₀₀ – 1000 Гц жиіліктегі ортаның тұрақтысы, м².

Бөлменің тұрақтысы – тұйықталған ауа кеңістігінің акустикалық сипаттамаларының негізгісі. Ол ғимарат ішіндегі материалдар мен жабдықтарға немесе бөлменің оқшаулығына және де ондағы ауа көлеміне байланысты.

1000 Гц орташа геометриялық жиіліктегі бөлме тұрақтысының мәндері ҚНжЕ № 02.007.94, 1-кестеде келтірілген.

1-кесте. Бөлменің көлеміне байланысыты, 1000 Гц орташа геометриялық жиіліктегі бөлменің тұрақтысы, м²

Жиіліктің октавалық жолақтарындағы бөлменің тұрақтысын мына теңдіктен табамыз:

П=К·П₁₀₀₀

мұнда, К – жиілікті көбейткіш, 2-кестеден анықталады.

2-кесте. Жиіліктің октавалық жолақтарындағы орта тұрақтысын есептеуге арналған жиілікті көбейткіш

Бір бағытталмаған шу көзі бар, жұмыс орнындағы ортаның есептеу нүктелеріндегі дыбыс қысымының октавалы дәрежесін келесі формуламен анықтайды:

шекаралық радиус сферасында:

тура дыбыс зонасында:

шағылған дыбыс зонасында:

;

мұнда, L – дыбыс қысымының октавалық деңгейі, дБ; Lω – шу көзінің дыбыс қуатының октавалық деңгейі, дБ; ω – шу шағылатын денелік бұрыш, стерадиан; r_шр – шекаралық сфера радиусы, м; r – шу көзінің акустикалық ортасынан есептеу нүктесіне дейінгі арақашықтық, м; П – жиіліктің октава жолағындағы бөлменің тұрақтысы, м²; Ψ – бөлмедегі дыбыс өрісінің диффузиялығын ескертетін коэффициенті, ол келесі формуладан табылады:

S_оқш – ғимаратты оқшаулайтын беттік аудан.

Еденде немесе қабырғада орналасқан шу көзінің акустикалық ортасы деп тік немесе көлденең жазықтыққа шу көзінің ортасының проекциясын айтады.

Егер бөлмеде дыбыс қуаты бірдей немесе 7 дБ-дан айырмашылығы бар бірнеше шу көздері болса, онда дыбыс қысымының қосынды дәрежесін былай анықтайды:

L=L₀+lgn.

Егер дыбыс көздері әртүрлі болса, онда деңгейлерді энергетикалық қосу жүргізіледі.

,

мұнда, n – шу көздерінің саны; d – дыбыс қысымының деңгейіне қоспа, дБ. Ол мына формуламен анықталады:

L₀ – қуаты күштірек шу көзінің дыбыс қысымының деңгейі; ∆i – ең үлкен және оған жақын кіші шу көзінің арасындағы дыбыс қысымы деңгейінің айырмасы, дБ.

Мысалы, шу көздері 100, 98, 95, 92 дБ тең дыбыс қысымының деңгейін туғызады. Бірінші айырмашылықты анықтаймыз: 100 – 98 = 2. Бұл шамаға 2 дБ тең түзету сәйкес келеді. Оны ең үлкен мәнге қосамыз: 100 + 2 = 102 дБ. Келесі айырмашылық 100 – 95 = 7 дБ және түзету 0,8 дБ тең. Жалпы деңгей 102,8 дБ өсті. Келесі түзетулерді табудың мағынасы жоқ, себебі децибелдермен әрекеттерді олардың толық мәндері аралығында жасайды. Яғни, берілген мысалды жалпы дыбыс қысымының деңгейі 103 дБ тең.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: