Основные положения. Шумом является каждый нежелательный для человека звук

7) Расчетные и экспериментальные значения звукоизоляции представить в виде графиков, по которым дать анализ.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Камский Политехнический Институт

 

Шумом является каждый нежелательный для человека звук. В качестве примера звука, мы воспринимаем упругие колебания, распространяющиеся волнообразно в твердой, жидкой или газообразной средах. Различные звуки и их сочетания, которые мешают нормальной деятельности человека и оказывают раздражение и вредное воздействие на человеческий организм, являются шумом.

Источником звука в основном являются колебания твердых тел, которые вызывают сжатие и разряжение окружающей среды, распространяющиеся в пространстве в виде волн. Скорость распространения звуковых волн «с» зависит от плотности и упругости среды, для газообразной среды еще и от температуры.

При нормальных условиях (t = 20⁰С, Р = 101330 Па) скорость звука в воздухе с_в = 344 м/с.

В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяется во времени. Расстояние, измеренное вдоль направления волны между ближайшими точками звукового поля, колеблющимися синфазно, называется длиной волны «l» (м).

Разность между мгновенными значениями полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется звуковым давлением (Па).

В изотропной среде между длиной волны «l» (м), частотой колебания «f» (Гц) и скоростью звука «с» (м/с) существует зависимость

Средний поток энергии в какой либо точке среды в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, нормальной к направлению распространения звуковой волны, называется силой или интенсивностью звука J (Вт/м²) в данной точке:

где r - плотность среды (кг/м³);

с – скорость звука (м/с);

Величина (rс) называется акустическим сопротивлением среды. Для нормального атмосферного давления величина rс = const (для воздуха rс = 410 Н с/м³, для воды – 1,5 * 10⁶, для стали = 4,8 * 10⁷ Н с/м³).

Интенсивность звука, проходящего через поверхность среды с радиусом «r»

,

где Е – полная звуковая энергия, излучаемая «точечным» источником.

Человеческое ухо воспринимает колебания в диапазоне от 16 до 20 Гц, колебания частотой до 16 Гц (инфразвуки) и выше 20000 Гц (ультразвуки) лежат в неслышимой области.

Минимальные значения звукового давления и силы звука, при которых звук становится слышим, называется порогом слышимости (слуховой порог). На частоте 1 кГц порог слышимости Р = 2 * 10^-6, что соответствует J₀ = 10^-12 Вт/м². При снижении частоты ниже 800 Гц и увеличении свыше 5 кГц величина порога слышимости возрастает.

Максимальная интенсивность звука, которую в состоянии выдержать органы слуха человека, называется болевым порогом слышимости J_б. Принимается J_б = 10 Вт/м², что соответствует болевому порогу звукового давления Р_б = 2 * 10^1,5 Па.

Звуки, превышающие этот порог, могут вызвать повреждения органов слуха. Таким образом, диапазоны слышимости уха человека на частоте 1 кГц составляет 10¹³ Вт/м² или 10^8,5 Па.