Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции




Скачать 247.34 Kb.
НазваниеВолгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции
страница1/3
Дата публикации08.07.2013
Размер247.34 Kb.
ТипИсследование
zadocs.ru > Право > Исследование
  1   2   3


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»


Исследование средств звукоизоляции
Методические указания к лабораторной работе


РПК

"Политехник"

Волгоград

2010
УДК 534.8 (075) + 681.88 (075) + 621.317.757 (075)
Исследование средств звукоизоляции: метод. указ. к лабораторным работам / сост.: С. В. Смирнова, Т.И. Даниленко; Волгоград. гос. техн. ун-т. – Волгоград, 2010. – 16 с.

Содержат информацию о средствах звукоизоляции, а также основные понятия о производственных шумах и физические основы их происхождения. Приведена методика измерения уровней звукового давления на различных среднегеометрических частотах и порядок выполнения лабораторной работы.

Предназначаются для студентов ВолгГТУ всех специальностей и форм обучения при изучении курса «Экология» и «Безопасность жизнедеятельности.

Ил. 7. Табл. 1. Прил. 1. Библиогр.: 10 назв.
Рецензенты:
Зав. кафедрой «Процессы и аппараты

химических производств»,

доктор техн. наук, профессор А.Б. Голованчиков
Кандидат физ.-мат. наук,

доктор хим. наук,

профессор кафедры «Физика» А.О. Литинский

Печатается по решению редакционно–издательского совета Волгоградского государственного технического университета
© Волгоградский

государственный

технический

университет, 2010

^ 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель лабораторной работы – ознакомить студентов с теорией производственных шумов, физической сущностью и инженерным расчётом звукоизоляции, с приборами для измерения шума, нормативными требованиями к производственным шумами, провести измерения шума объекта, оценить эффективность мероприятий по снижению шума средствами звукоизоляции.
Основные задачи лабораторной работы:

  1. Изучение работы "Функционального генератора сигналов" ФГ-100 и шумомера ВШВ-003-М2.

  2. Исследование влияния параметров (соответственно, формы, частоты и амплитуды) звуковой волны на фактор экологической напряженности человеческого слуха.

  3. Изучение роли природы материала экранов-перегородок в эффективности защиты от шума для звуковой волны с заданными параметрами в диапазоне среднегеометрических частот f = 31,5…8000 Гц.


^ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Физическая сущность звукоизоляции

Звукоизолирующая способность преграды оценивается коэффициентом звукоизоляции r, который равен отношению интенсивностей звука J11 в падающих на преграду волнах к интенсивности звука J21 в волнах, прошедших через преграду:

(1)

Коэффициент прохождения τ связан с коэффициентом рассеяния δ и с коэффициентом отражения соотношением, определяющим закон сохранения энергии:

(2)

Звукоизоляция R, дБ - десятикратный логарифм отношения (1) рассчитывается как разность соответствующих значений интенсивности уровней звука:

(3)

Интенсивность звука в падающих на преграду под углом звуковых волнах определяется по формуле:

;

в прошедших за преграду под углом звуковых волнах:

,

где,

— плотность среды, в которой распространяется звуковая волна, кг/м3;

с — скорость распространения звуковой волны в данной точке среды, м/с.

Звукоизолирующая способность границы раздела двух разных сред r при падении на нее звуковой волны из среды с акустическим сопротивлением в среду с акустическим сопротивлением :

(4)

Рассмотрим прохождение волн через плоскую границу раздела двух полубесконечных сред (, ), в которых продольные волны могут распространяться без потерь. Звуковые давления р11, р12, p21 соответственно в волнах, падающих на границу, отраженных от границы и прошедших через нее, будут иметь вид:

;

;



В этих граничных условиях используются нормальные акустические импедансы:

; ;

Отношение звуковых давлений в падающих и прошедших волнах через нормальные акустические импедансы приобретает следующий вид:



Это так называемая формула Френеля, после подстановки которой в формулы (3) и (4), определяется звукоизоляция границы, раздела двух сред:

(5)

Обобщенное понятие звукоизоляции преграды выражается формулой:

(6)

которая свидетельствует о том, что физическая сущность звукоизоляции обусловлена как отражением потока звуковой энергии от преграды в соответствии с принципом рассогласования импедансов, так и поглощением звуковой энергии в этой преграде.

^ 2.2. Расчет требуемой звукоизолирующей способности от воздушного шума

Многие практические задачи защиты от шума решаются применением строительно-акустических мер, в частности, увеличением звукоизоляции между помещениями. В зависимости от способа возбуждения колебаний в строительных конструкциях различают изоляцию воздушного и структурного звуков. К последнему случаю относится изоляция ударного звука перекрытием. Под изоляцией воздушного звука ограждающей конструкцией понимают свойство последней передавать в соседнее помещение только часть падающей на нее мощности воздушного звука. Для оценки звукоизоляции используют формулу:

, (7)

где,

Р1 – мощность звука, падающего на преграду (строительную конструкцию);

Р2 мощность звука, излучаемого обратной стороной преграды (строительной конструкцией).

Эта формула справедлива только в тех случаях, когда справа и слева от звукоизолирующей преграды (строительной конструкции) находятся два помещения одинакового размера. Как правило, рассматриваемая строительная конструкция разделяет два различных помещения.

В этом случае при условии возникновения в том и другом помещении диффузных звуковых полей из формулы (7) следует:

, (8)

где,

L1 – уровень звукового давления в помещении с источником шума;

L2 – уровень звукового давления в звукоизолируемом помещении;

^ S – площадь разделяющей помещение конструкции;

А2 – эквивалентная площадь звукопоглощения в изолируемом помещении.

Требуемая величина звукоизоляции Rтр, дБ, ограждающей конструкции в октавной полосе частот при проникновении шума из одного помещения в другое определяется по формуле:

, (9)

где: L1 – октавный уровень звукового давления в помещении с источником шума, дБ; ^ В – постоянная помещения, защищаемого от шума, м2; Si – площадь ограждающей конструкции (или отдельного её элемента), через которую проникает шум в защищаемое помещение; Lдоп – допустимый октавный уровень звукового давления, дБ, в защищаемом помещении; n – общее количество ограждающих конструкций или их элементов, через которые проникает шум.
^ 2.3. Характеристики звукоизолирующих конструкций

Изоляция воздушного звука зависит в первую очередь от плотности применяемого в конструкции материала ρ, его модуля упругости Е и коэффициента внутренних потерь η. Основными звукоизолирующими, материалами являются: алюминиевые сплавы, асбокартон, базальтовый картон,
бетон, гетинакс, медные сплавы, органическое стекло, ПВХ линолеум, пробковые плиты, твёрдая резина, титановые сплавы, свинец, силикатное стекло, сталь, стеклопластик, фибра и др.

В конструктивном плане различают однослойные и многослойные звукоизолирующие конструкции. При использовании многослойной конструкции можно добиться значительно более высокой звукоизоляции, чем у однослойной стены равной массы.
^ 3. Экспериментальная часть

3.1. Описание лабораторного стенда
Стенд обеспечивает изучение различных средств звукоизоляции и звукопоглощения, их преимуществ и недостатков и возможность определения их качественных и количественных характеристик.

Стенд представляет собой макет 1 производственного помещения (далее – макет), который размещается на ровной поверхности стола. Рядом с ним размещены измеритель шума 2 и генератор 3. Макет содержит четыре стационарные стены, пол и откидную крышку-потолок 4. Корпус макета производственного помещения изготов­лен из древесностружечных плит (ДСП). Передняя стенка макета имеет два смотровых окна 5. Макет со­стоит из двух камер, имитирующих комнаты. В левой камере помещен ма­кет заводского оборудования – козлового крана 6, а также источник шума (динамик), который находится под «полом» и защищен решеткой. В правой камере расположены макеты оборудования конструкторско­го бюро: стол 7 и стул 8. Также в правой камере на подставке устанав­ливается микрофон 9 из комплекта измерителя шума. Обе камеры снабжены осветительными лампами 10. Переключатели для включения (выключения) ламп, а также предо­хранители и гнезда для подключения генератора находятся на панели управления 11, размещенной на передней стенке макета. Конструкция макета позволяет устанавливать между двумя каме­рами звукоизолирующую перегородку 13 (сменную). Перегородки изго­товлены из следующих материалов: фанера, картон,

гофрированный, ДСП ламинированная, оргалит, пластик ПВХ.



Рисунок 1 – Внешний вид стенда

"Функциональный генератор сигналов" ФГ-100 (в дальнейшем генератор) (рисунок 1, позиция 3) предназначен для использования в составе учебного демонстрационного и лабораторного оборудования. Генератор обеспечивает формирование выходного переменного напряжения с частотой в диапазоне 0,1 …105 Гц и амплитудой от 0 до 10 В. Генератор формирует четыре формы выходного сигнала – треугольную, прямоугольную, синусоидальную и трапецеидальную.

Внешний вид прибора представлен на рисунке 2. Шумомер ВШВ-003-М2 (рисунок 3) предназначен для измерения уровня звука с частотными характеристиками А, В, С; уровня звукового давления в диапазоне частот от 2 Гц до 18 кГц и октавных полосах в диапазоне частот от 2 Гц до 3 кГц в свободном и диффузном полях; а так же средних квадратических значений ( в дальнейшем - СКЗ) виброускорения и виброскорости:

в промышленности и жилых кварталах в целях охраны здоровья;

при разработке и контроле качества изделий;

при исследованиях и испытаниях машин и механизмов.



1 – регулятор настройки частоты генерации; 2 – переключатель диапазона частот

выходного сигнала; 3 – переключатель формы выходного сигнала; 4 – регулятор

амплитуды выходного напряжения; 5 – порты подключения.

Рисунок 2 – Внешний вид генератора ФГ-100

Съем информации о шуме осуществляется капсюлем микрофонным конденсаторным М101 (в дальнейшем – капсюль).

ВШВ-003-М2 относится к шумомерам 1-го класса точности по ГОСТ 17187-81 ( СТ СЭВ 1351-78, МЭК 651 ).


На лицевую панель шумомера выведены следующие органы управления, регулирования и индикации в соответствии с позициями рисунка 3:

1. -для включения измерителя , -для контроля состояния батареи ,

    - для включения измерителя в режим калибровки , F,S,10S – для включения измерителя в режим измерения с постоянной времени F(быстро), S(медленно), 10S(10 секунд).

Индикатор ПРГ – для индикации перегрузки измерительного тракта.
2.Перекючатель ФЛТ, Hz с положениями:

1;10 – для включения ФВЧ 1; 10 Гц, для ограничивающих частотный диапазон при изменении виброускорения, виброскорости;

ЛИН – для включения ФНЧ 20 кГц, ограничивающего частотный диапазон при изменении уровня звукового давления по характеристике ЛИН;

А, В, С- для включения корректирующих фильтров А, В, С;

ОКТ – для включения измерителя в режим частотного анализа в октавных полосах;
3. Кнопка СВ.ДИФ – для измерений в режиме свободного или диффузного поля;
4. Переключатель ФЛТ ОКТ с кнопкой кНz, Hz для включения одного из четырнадцати октавных фильтров со средними геометрическим частотами I Гц….. 8 кГц;

5. Кнопка kHz, Hz для включения одного из четырнадцати октавных фильтров со средними геометрическими частотами 1 Гц……8 кГц;



1 – переключатель основных положений; 2 – переключатель ФЛТ, Hz; 3 – кнопка изменения режима поля; 4,5 – переключатель выбора октавных фильтров; 6,8 – переключатели и единичные индикаторы; 7 – кнопка ограничения частотный диапазон; 9 – кнопка включения измерителя в режиме виброскорости; 10 – экран;

11 – выход для подключения предусилителя; 12 – выход с калибровочного генератора; 13 – кнопка для включения измерителя в режиме калибровки.

Рисунок 3 – Внешний вид шумомера ВШВ-003-М2
6, 8 – переключатели ДЛТ1, dB и ДЛТ2, dB и единичные индикаторы

20, 30………130 db;

3 ∙ 10-3, 0.01………103 m∙S-2;

0.03, 0.1……….104 mm∙S-1;
7. Кнопка 10 кHz , 4 кHz для включения ФНЧ 10 кГц или 4 кГц, ограничивающих частотный диапазон при измерении виброускорения, виброскорости;
9. Кнопка a,V- для включения измерителя в режим виброскорости
10. Экран предназначен для измерения уровней звукового давления на открытом пространстве при наличии ветра.

11. - для подсоединения предусилителя ВПМ – 101;
12. 50mV – выход с калибровочного генератора;

13. - для включения измерителя в режим калибровки;
Принцип работы шумомера ВШВ-003-М2

В ВШВ-003-М2 используется принцип преобразования звуковых и механических колебаний исследуемых объектов в пропорциональные им электрические сигналы, которые затем усиливаются, преобразуются и измеряются измерительным трактом (прибором измерительным). В качестве преобразователя звуковых колебаний в электрические сигналы используется капсюль М101.
Устройство и принцип работы капсюля
Устройство капсюля

Упрощенная конструкция капсюля представлена на рисунке 4. Корпус, изолятор и мембрана образуют замкнутую камеру, связанную с окружающей средой специальным отверстием для уравнивания медленно изменяющегося атмосферного давления.

Мембрана и неподвижный электрод электрически изолированы друг от друга и являются обкладками конденсатора, емкость которого равна приблизительно 60 пФ, а сопротивление изоляции между обкладками не менее 105 МОм.

Чувствительным элементом к звуковому давлению является мембрана, изготовленная из тонкой никелевой фольги, толщиной около 5 мкм. Мембрана устанавливается на расстоянии 21 мкм от неподвижного электрода. Неподвижный электрод и корпус капсюля изготовлены из никелиевого сплава, а изолятор из кварцевого стекла.



1-корпус; 2-мембрана; 3-неподвижный электрод; 4-изолятор; 5-отверстие для уравнивания статического давления под мембраной.

Рисунок 4 - Упрощенная конструкция капсюля
Принцип работы капсюля

При воздействии звукового давления на капсюль мембрана 2 прогибается, электрическая емкость капсюля изменяется. При наличии поляризующего напряжения, подаваемого на неподвижный электрод 3, изменение емкости капсюля приводит к появлению переменного напряжения на обкладках конденсатора, которым является капсюль.

Таким напряжение, пропорциональное воздействующему на капсюль звуковому давлению.образом, механические колебания мембраны преобразуются в переменное
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции iconГосударственного образовательного учреждения высшего профессионального...
Задание Используя политологическую литературу, самостоятельно найдите определения к предложенным понятиям

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции icon«Сущность и роль международных стандартов аудита»
Волжский политехнический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального...

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции iconРеспублики Казахстан Карагандинский государственный технический университет...
Карагандинский государственный технический университет проводит региональную научно-практическую конференцию

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции iconВопросы по курсу «Безопасность жизнедеятельности»
Факторы, формирующие условия жизнедеятельности. Основное содержание общественно-политических, социальных, экологических, техногенных...

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции iconКафедра «Менеджмент и логистика»
Фгбоу впо «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.»

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции iconРоссийской Федерации Тверской государственный технический университет
Практикум по безопасности жизнедеятельности: /С. А. Бережной, Ю. И. Седов, Н. С. Любимова и др.; Под ред. С. А. Бережного. Тверь

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции iconУчреждение образования «гомельский государственный технический университет...
Список использованных источников

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции iconРоссийской Федерации Воронежская государственная технологическая...
Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Безопасность жизнедеятельности»

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции iconФгбоу впо «Волгоградский государственный социально-педагогический...
Кассирер Э. Опыт о человеке: введение в философию человеческой культуры // Проблема человека в западной философии. М., 1988

Волгоградский государственный технический университет кафедра «промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» Исследование средств звукоизоляции iconБезопасность жизнедеятельности как категория. Общие понятия и определения...
Безопасность жизнедеятельности (бжд) – это область научных знаний, изучающих общие опасности, угрожающие каждому человеку и разрабатывающая...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов