Источники шума и их шумовые характеристики

По природе происхождения шумы машин делятся на механические, аэродинамические, электромагнитные.

На ряде производств преобладает механический шум, основными источниками которого являются зубчатые передачи, механизмы ударного типа, цепные передачи, подшипники качения. Он вызывается силовыми воздействиями неуравновешенных вращающихся масс, ударами в сочленении деталей, стуками в зазорах, движением материалов в трубопроводах и т. п. Спектр механического шума имеет широкую область частот. Определяющими факторами механического шума является форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечнопрессовое оборудование являются источниками импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе метало - и деревообрабатывающих станков.

Аэродинамические и гидродинамические шумы разделяют:

1. шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания;

2. шумы, возникающие из-за образования вихрей потока в твердых границ (средах) (наиболее характерны для вентиляторов, турбо-воздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов);

3. кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновении полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.

Шумы электромагнитного происхождения возникают в электрических машинах и оборудовании. Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями (шума) звука – от 20- 30 дБА – (микромашины) до 100 – 110 дБА (крупные быстроходные машины).

При работе оборудования одновременно могут возникать шумы различной природы. Источники шума характеризуются прежде всего звуковой мощностью. Неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф(φ) – фактором направленности, показывающим отношение интенсивности звука J(φ), создаваемого источниками в направлении с угловой координатой φ, к интенсивности, которую развил бы в этой же точке ненаправленный источник J_ср, имеющий ту же звуковую мощность и излучающий зву во все стороны равномерно:

где: Р_ср – звуковое давление (усредененное по всем направлениям на постоянном расстоянии от источника);

Р(φ) – звуковое давление в угловом направлении φ, измеряемое на одинаковом расстоянии от источника. Характеристики направленности можно описать следующим уравнением:

,

где: - уровень звукового давления, усредненный по всем направлениям на одном и том же расстоянии от источника.

Для сравнения шумов различных машин и расчета уровней звукового давления в проектируемых помещениях необходимо знать объективные характеристики шума. Любая машина, будучи установленной в открытом пространстве, создает в разных точках различные уровни звукового давления, хотя ее звуковая мощность остается неизменной. В соответствии со стандартными шумовыми характеристиками, которые указываются в прилагаемой к машине технической документации, являются: уровни звуковой мощности L_w в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

В электрических системах и на газоперекачивающих станциях широко используются газотурбинные установки (ГТУ), которые являются мощными источниками шума, излучаемого через воздухозаборный и выхлопной тракты и корпус агрегата. Через воздухозаборный тракт в атмосферу излучается шум, который имеет аэродинамическую природу. Шум, возникающий в системе всасывания ГТУ, обусловлен переменными аэродинамическими силами вследствие турбулентности потока воздуха от ротора и статора компрессора, а также явлением неустойчивости этого потока. В спектре шума всасывания ГТУ имеются тональные составляющие. Частота вихревого шума газотурбинных установок (50….160 Гц) пропорциональна частоте вращения.