Способи локалізації джерела шуму.

АКУСТИЧНІ (згідно схеми) : звукоізоляція (кожухи, екрани), звукопоглинання (покриття), віброізоляція (конструктивні розриви, пружні опори), глушники

1. Звукопоглинаючі матеріали і конструкції

Шум, що розповсюджується по повітрю при попаданні на загороджувальні конструкції приміщень, стін, стель, підлоги може відбиватись, чи проникати через загородження. При цьому енергія його перерозподіляється в залежності від акустичних властивостей матеріалів і конструкцій приміщення. На підприємствах хімічної промисловості широко розповсюджені приміщення з монолітних чи збірних залізобетонних конструкцій, а також комбінованих конструкцій, що складаються з залізобетонного каркасу з цегляним чи склоблочним заповнювачем стінних отворів. В таких приміщеннях шум багаторазово відбивається, накладається на шум джерел, що призводить до зменшення рівня звукового тиску на 5-15 дБ.

Звукопоглинаючі властивості будівельних матеріалів характеризуються коефіцієнтами звукопоглинання, що визначаються відношенням поглинаючої звукової енергії до загальної кількості падаючої звукової енергії.

Матеріали з коефіцієнтом звукопоглинання більше 0.2 відносяться до звукопоглинаючих; їх застосовують при виготовленні звукопоглинаючих конструкцій, головне призначення яких полягає в зниженні енергії відбитих звукових хвиль при їх попаданні на поверхню.

За формою виробу звукопоглинаючих конструкцій їх можна поділити на:

- плоскі

- об’ємні.

2. Звукоізоляційні кожухи та екрани.

Один з ефективних способів пониження шуму – локалізація його джерел з допомогою звукоізоляційних кожухів. Вони можуть бути виготовлені з металу, дерева, пластику, інших матеріалів в залежності від пожежонебезпечності підприємства, технологічних і виробничих можливостей.

Для пониження звукової енергії під кожухом його стінки з внутрішньої сторони покривають звукопоглинаючим матеріалом. Товщина шару звукопоглинаючого матеріалу повинна бути не менша 0.03 м для високочастотного шуму і не менша 0.08 м для низькочастотного.

Відстань між машиною і поверхнею звукоізоляційного покриття стінок кожуха повинна бути не менше 6-10 см. Звукоізоляційні кожухи можуть бути:

- збірними

- нерозбірними

- каркасними

- безкаркасними.

Звукоізоляційні кожухи машин, при роботі яких виділяється тепло (наприклад, електродвигунів, компресорів), необхідно обладнати природною або примусовою вентиляцією.

Звукоізоляційні кожухи, як один з ефективних і універсальних засобів боротьби з шумом на підприємстві, застосовують для локалізації шуму, що створюється різним обладнанням.

Але в ряді випадків кожухи є достатньо складними і дорогими пристроями, які дещо ускладнюють умови обслуговування машин чи режим їх роботи. Тому для відгородження джерела шуму часто застосовують більш прості засоби – акустичні екрани.

Екран представляє собою перешкоду обмежених розмірів і певної звукоізоляційної здатності, що встановлюється між джерелом шуму і робочим місцем. При розповсюдженні звукових хвиль від джерела шуму за екраном створюється зона звукової тіні з пониженим рівнем звукового тиску.

Акустичні екрани можна використовувати, як для загородження джерела шуму з метою розповсюдження шуму на сусідні ділянки і робочі місця, так і для загородження окремого робочого місця в зоні підвищеного шуму.

Екрани найбільш ефективні для зниження шуму високих і середніх частот і погано понижують низькочастотний шум, який за рахунок ефекту дифракції легко обминає перешкоди.

Відстань екрану до робочого місця, що захищається повинна бути не більша 3-4 мінімальних розмірів екрану. В іншому випадку він перестає бути захисним засобом.

Екрани можуть бути стаціонарними і переносними. Стінки екранів рекомендується облицьовувати звукопоглинаючим матеріалом. Це призводить до збільшення його ефективності на 5 дБ.

3. Звукоізоляційні кабіни

З підвищенням рівня автоматизації та механізації виробничих процесів на підприємствах хімічної промисловості звукоізоляційні кабіни, як засіб захисту працюючих від шуму знаходять все більше застосування.

Основна характеристика акустичної ефективності кабіни – її звукоізоляційна здатність, тобто зниження рівня шуму, що забезпечується застосуванням кабіни.

Через загороджувальні конструкції звук передається в результаті того, що повітря яке коливається зі сторони джерела шуму передає деяку частину кінетичної енергії загородженням, змушуючи їх слабо коливатися і деформуватися по всій довжині. Рух частково передається протилежній стороні, генеруючи звук в повітрі всередині кабіни.

Звукоізоляційні кабіни можуть бути виготовлені з цегли, залізобетонних панелей, а також з дерев’яних, металевих панелей з проміжним звукопоглинаючим шаром.

4. Глушники шуму - зменшують рівень шуму на шляху його розповсюдження в замкнутому просторі

В залежності від принципу дії глушники їх поділяють на:

- багатоступеневі

- абсорбційні

- реактивні

- комбіновані

Пониження шуму в абсорбційних глушниках проходить за рахунок поглинання звукової енергії звукопоглинаючими матеріалами.

В реактивних глушниках поглинання відбувається в результаті відбивання хвиль звукової енергії до джерела.

Принцип дії комбінованих глушників базується на поглинанні і відбиванні звукових хвиль в різних співвідношеннях.

Схеми глушників абсорбційного типу

Трубчатий глушник складається з двох циліндричної форми труб, розташованих одна в одній.

Внутрішня частина глушника перфорована і зовні покрита шаром базальтового або скляного волокна (може бути мінеральна вата). Діаметр таких глушників не більше 500-600 мм, а їх довжина повинна бути менше 2 м.

В зв’язку з тим, що рівень пониження звукового тиску даним глушником прямопропорційно залежить від його довжини, коефіцієнту звукопоглинання та периметру і обернено пропорційно залежить від площі поперечного січення, збільшення їх довжини не зможе дати зменшення рівня шуму більш ніж на 40 дцБ.

З метою зменшення габаритів і збільшення інтенсивності затухання шуму на одиницю довжини каналу використовують пластинчаті глушники, які складаються з звукопоглинаючих пластин з зовнішніми перфорованими стінками, середина яких заповнена звукопоглинаючим матеріалом.

Оскільки вибір звукопоглинаючих матеріалів для абсорбційних глушників залежить від умов експлуатації (температури, відносної вологості, запиленості), то для масивних джерел шуму використовують звукопоглинаючі бетонні блоки.

Пониження шуму в пластинчатому глушнику залежить від відстані між пластинами та їх товщини.

Для зменшення рівня високочастотного шуму товщина пластин рівна 50-100 мм. А для середньо і низькочастотного шуму – 200-600 мм. Зменшення відстані між пластинами покращує інтенсивність затухання, але при цьому суттєво зростає гідравлічній опір глушника.

Глушники шуму з циліндричним звукопоглиначами

Дані глушники є двох типів:

Звукопоглинаючі циліндри діаметром 0,2 м і висотою 1 м виготовляють з перфорованого металу і внутрішню поверхню заповнюють керамзитом, або крошкою з нього. Їх розташовують в декілька секцій.

Такі глушники зменшують рівень високочастотних шумів на 20-60 дцБ.

Інший тип глушників складається з звукопоглинаючого перфорованого циліндра діаметром 0,5-2 м і висотою від 6 до 8 м. Заповненого гравієм або керамзитом і вмонтованого в залізобетонному корпусі.

Зменшення рівня шуму досягається до 30 дцБ, але в широкому діапазоні частот.

На сучасному етапі широко використовуються глушники для вентиляції та кондиціювання повітря. Вони складаються з перфорованого циліндру, бокові сторони якого закриті звуконепроникними кришками.

Внутрішній об’єм заповнюють волокнистим матеріалом, а зовнішню поверхню обтягують прозорою склотканиною, з метою запобігання видування заповнювача. Габаритні розміри: довжина 1 м; діаметр 150-200 мм.

Такі глушники встановлюють як в середині труб, так і з зовнішньої поверхні труб.

Глушники реактивного типу

Їх застосовують для зменшення рівня шуму компресорів, двигунів внутрішнього згорання та інш.

Для камерного глушника величину глушіння шуму визначають графічно в залежності від співвідношення площі глушника до площі трубопроводу, а також довжини камери глушіння

c- хвильове число;

f- частота коливання та швидкість поширення газового потоку.

Для резонансного глушника власна частота резонатора повинна бути рівна основній частоті газового потоку

k- провідність шуму через діаметр d.

V- об’єм камери резонатора

Концентричний резонатор

Камерний глушник з звукопоглинаючим облицюванням

a_обл - коефіцієнт звукопоглинаючого матеріалу на внутрішній поверхні камери;

F_к і F - площі камери та каналів.

Екранні глушники

Діаметр екрану повинен бути в два рази більший за діаметр каналу.

Екранні глушники понижують рівень високочастотного шуму на 10-25 дцБ.

З метою скиду стисненого повітря в атмосферу застосовують глушники в яких звук створений потоком повітря проходить через шар пористого матеріалу, перфоровані металічні листи та насадкові тіла.

В результаті цього досягається очищення стисненого повітря від сконденсованих масляних домішок, а також пониження шуму до необхідного.

Для невеликих об’ємів стисненого повітря використовують циліндричні глушники виготовлені з металокераміки, металічної сітки, а також пінопласту.

Пониження шуму в пористих матеріалах проходить за рахунок втрат звукової енергії на тертя та місцеві опори в порах та вузьких каналах. Такі глушники мають великий аеродинамічний опір, тому їх застосовують тільки в установках в яких тиск в глушнику не призводить до збільшення енергозатрат.

Глушники, які застосовуються при дроселюванні газу в навколишнє середовище

Практично на всіх підприємствах хімічної промисловості це явище присутнє. При цьому це є високочастотний шум з рівнем в125ДБА (радіус дії до кількох км).