Шум виникає при механічних коливаннях у твердих, рідких і газо-образних середовищах. Механічні коливання в діапазоні частот 20 20 000 Гц сприймаються слуховим органом людини у вигляді звуку. Коливання з частотою нижче 20 Гц (інфразвук) і вище 20 000 Гц (ультра-звук) не викликають слухових відчуттів, але надають біологічний вплив на організм людини.
З фізіологічної точки зору шум розглядають як звуковий процес, несприятливий для сприйняття, заважає розмовної і негативно впливає на здоров'я людини. При тривалому впливі шуму не тільки знижується гострота слуху, але ...
і змінюється
кров'яний тиск, послаблюється увагу, погіршується зір, відбувається із-дять зміни в рухових центрах, що викликає певне на-
рушення координації рухів. Крім того, значно збільшуючи-ється витрата енергії при однаковій фізичному навантаженні. Інтенсивний шум є причиною функціональних змін серцево - судинної системи, шлунка і ряду інших функціональних порушень в організмі чубків. Особливо несприятливий вплив шум надає на нервову і серцево - судинної системи. Весь комплекс змін, що виникають в організмі людини при тривалому впливі шуму, слід розглядати як «шумову хвороба».
Звук характеризується частотою f, інтенсивністю I і звуковим давши-ленням р. Швидкість поширення звукових хвиль залежить від пружних властивостей, температури і щільності середовища, в якій вони поширеною-ються. Швидкість поширення звукових хвиль в повітрі при t = 20 ° С і тиску рст = 760 мм рт. ст. дорівнює приблизно 344 м / с, в стали 5000 м / с, бетоні 4000 м / с.
Частина простору, в якому поширюються звукові хвилі,
називають звуковим полем. Будь-яка точка звукового поля характеризують-ся певним тиском і швидкістю частинок повітря. При звуко-вих коливаннях середовища (наприклад, повітря) елементарні частинки середовища
починають коливатися щодо свого початкового положення.
Швидкість цих коливань v набагато менше швидкості поширення
звукових хвиль в повітрі (с). Під час поширення звукових колі-баний в повітрі з'являються області розрідження і області підвищеного
тиску, які і визначають величину звукового тиску р як
різницю тиску в обуреної і невозмущенной повітряному середовищі.
При поширенні звукових хвиль відбувається перенос кінетичної-ської енергії, яка визначається інтенсивністю звуку /. В умовах
вільного звукового поля, коли відсутні відображені звукові
хвилі, інтенсивність звуку вимірюється середньою кількістю звукової
енергії, що проходить в одиницю часу через одиницю поверхні,
перпендикулярній до напрямку поширення звуку:
I = # 965; p або I = p 2 / (# 961; c),
де I - інтенсивність звуку, Н / м # 8729; с; # 965; - миттєве значення швидкості коливань, м / с; р - миттєве значення звукового тиску, Па; # 961; - щільність середовища, кг / м 3; # 961; c - питомий акустичний опір середовища (хвильовий опір Н # 8729; с / м 3); с - швидкість звуку в даному середовищі, м / с.
Мінімальна звуковий тиск р0 і інтенсивність / 0. ледь разли-чімие органом слуху людини, називають граничними. Інтенсивність і тиск звуку, відповідні граничним рівням звуку при годину-тоте 1000 Гц, складають: I0 = 10 -14 Н / с # 8729; м, р0 = 2 # 8729; 10 -5 Па. Сила звуку на межі больового відчуття в 10 -14 разів перевищує силу звуку на порозі чутності.
Таким чином, людина здатна сприймати звуки в більшому діапазоні інтенсивності, тому користуватися абсолютними зна-нями інтенсивності звуку і звукового тиску, наприклад для графічного зображення розподілу інтенсивності звуку по частотному спектру, вкрай незручно, В акустиці прийнято вимірювати абсолютні величини інтенсивності звуку або тиску, а їх відносні балки-ріфміческіе рівні L, взяті по відношенню до граничного значення I0 і р0.
Якщо інтенсивність звуку I більше вихідної в 10 разів, т. Е. I / I0 = 10,
то прийнято вважати, що інтенсивність звуку I перевищує вихідну
на 1 Б (Бел), при I / I0 = 100 перевищує на 2 Б і т. д.
Орган слуху людини здатний розрізняти приріст звука на 0,1 Б, т. Е. 1 дБ (децибел), який і прийнятий в практиці акустичних вимірювань-ний як основна одиниця. Таким чином, рівень інтенсивності звуку вимірюють в децибелах (дБ):
L = 10 lg -
Так як інтенсивність звуку пропорційна квадрату звукового тиску, рівень сили звуку можна визначити, виходячи з величини звукового тиску:
L = 10 lg - = 10 lg - = 20 lg -.
Рівень звуку, який вираховується за вказаними залежностям, в акустиці прийнято називати рівнем звукового тиску. Вага акустичні изме ренію і нормативні дані представляють у вигляді рівнів звукового тиску.
Логарифмічна шкала децибел дозволяє визначити лише фі-тному характеристику шуму. Однак вона побудована таким чином, що граничне значення звукового тиску p0 відповідає порогу чутності на частоті 1000 Гц.
Мал. 11.1. Криві рівної гучності звуків
Рівні гучності вимірюються в фонах. На частоті 1000 Гц рівні Гучність прийняті рівними рівнями звукового тиску.
Вібрація. Коливання частин апаратів, машин, комунікацій і споруд, що викликаються динамічної неврівноваженістю обертових деталей, пульсацією тиску при транспортуванні рідин і газів та іншими причинами, прийнято називати вібрацією.
Вібрація характеризується наступними параметрами: частотою (Гц), амплітудою, вібросмещенія (мм), амплітудою віброшвидкості (мм / с).
У нефтеперерабативающейі нафтохімічної промисловості вібрації можуть викликати порушення механічної міцності і герметичності апаратів і комунікацій, бути причиною різних аварій.
Вібрації викликають в організмі людини численні реак-ції, які є причиною функціональних розладів різних органів. Під дією вібрації відбуваються зміни периферичної та центральної нервових системах, серцево - судинній системі, опорно - рухового апарату. Шкідлива дія вібрації виражається у вигляді підвищеного стомлення, головного болю, болю в суглобах пальців рук, підвищеній дратівливості, порушення координації дви-жений.
В окремих випадках тривала дія інтенсивних вібрацій призводить до розвитку вібраційної хвороби, яка характеризується важкими, часто незворотними змінами в центральній нервовій і серцево-судинній системах, а також в опорно-руховому аппа-Раті. Ступінь тяжкості та характер розвитку вібраційної хвороби визна-ються тривалістю впливу та інтенсивністю вібрація. Успішне лікування вібраційної хвороби можливо тільки на ранніх стадіях розвитку. Важкі форми захворювання, як правило, ведуть до часткової або повної втрати працездатності.