Контрольная работа: Виброакустика, шум, ультразвук и излучение

Виброакустика, шум, ультразвук и излучение

Контрольная работа

Виброакустика, шум, ультразвук и излучение

Содержание

1. Виброакустика, действие шума, ультразвука и инфразвука на организм человека

.1 Вибрация. Характеристики, нормирование, методы контроля

.2 Шум. Параметры звуковых колебаний, нормирование и контроль параметров. Основные методы защиты от негативного воздействия шума на человека

. Ионизирующие излучения

. Электромагнитные излучения, электромагнитные поля и излучения радиочастотного и оптического диапазона

Литература

виброакустика шум ультразвук

1. Виброакустика, действие шума, ультразвука и инфразвука на организм человека

.1 Вибрация. Характеристики, нормирование, методы контроля

Вибрацией называют механические колебания упругих тел, т.е. колебания механизмов, машин, зданий и сооружений с длиной волны (λ) до нескольких миллиметров и частотой (f) до 20 Гц.

Вибрация с частотой свыше 20 Гц сопровождается шумом (звуком).

По воздействию на организм человека вибрации подразделяются на:

общие;

локальные (местные);

комбинированные.

Общие - воздействующие на человека, стоящего или сидящего на колеблющейся поверхности (операторы штампов и кранов);

Локальные (местные) - передающиеся на руки человека работающего с ручным электро- и пневмоинструментом (зачистка швов, обрубщики, клепальщики, шлифовщики);

Комбинированные - это одновременное воздействие общей и местной вибрации (например, при управлении автомобилем).

Вибрация характеризуется:Ø частотой, Гц;

Ø амплитудой, мм;

Ø виброскоростью, см/мин;

Ø виброускорением, см/мин2

Гигиеническая оценка вибрации, воздействующей на человека производится следующими методами:

частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра: частота, амплитуда, виброскорость, виброускорение;

интегральной оценкой значений нормируемого параметра;

интегральной оценкой нормируемого параметра с учетом времени вибрационного воздействия на человека.

Нормируемые параметры указываются для определенного диапазона частот колебаний, отдельно для общей и локальной вибрации.

Методы снижения вибрации:

Снижение вибрации в источнике возникновения путем замены ударных процессов безударными и кулачковых механизмов безкулачковыми.

Вибродемпфирование (вибропоглащение) - это преобразование энергии механических колебаний в другие виды энергии, т.е. использование конструктивных материалов с большим внутренним трением (нанесение на колеблющуюся поверхность слоя упруговязких материалов: мастики, поролона, резины и т.п.).

Отклонение от режима резонанса деталей конструкции за счет изменения массы или жесткости конструкции.

Балансировка (уравновешивание) вращающихся элементов машин, с целью достижения их статического и динамического равновесия.

Виброизоляция, т.е. снижение передачи колебаний от источника к другим конструкциям путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи.

Виброгашение - это применение устройств, работающих в противофазе с колеблющейся конструкцией (фундаменты, динамические глушители).

Применение средств индивидуальной защиты:

От общей вибрации - антивибрационные пояса и виброгасящая обувь (на толстой подошве или с пружинами).

От локальной (местной) вибрации - виброзащитные рукавицы с вшитым на ладонной части упругим материалом. Это может быть поролон, пористая резина и т.п.

1.2 Шум. Параметры звуковых колебаний, нормирование и контроль параметров. Основные методы защиты от негативного воздействия шума на человека

Под шумом как гигиеническим фактором принято подразумевать совокупность слышимых звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека, мешающих его работе и отдыху.

Воздушное пространство, в котором распространяются звуковые волны называется звуковым полем.

По воздействию на человека шум характеризуется следующими физическими параметрами:

Звуковым давлением (Р). Это переменное давление, возникающие дополнительно к атмосферному в той среде, через которую проходят звуковые волны. Единица измерения паскаль (Па) или Н/м2.

Распространению звуковой волны сопровождается переносом звуковой энергии.

Интенсивность или сила звука в данной точке (I), это отношение среднего потока звуковой энергии в любой точке пространства за единицу времени к единицы площади поверхности перпендикулярной направлению распространения звуковой волны. Единица измерения - Вт/м2.

Частота звуковых колебаний (j) - это число полных колебаний звуковой волны в течении 1с. Единица измерения - герц (Гц).

Органы слуха человека воспринимают акустические колебания в диапазоне от 20 до 20000 Гц.

В свою очередь звуковой диапазон подразделяется на:

низкочастотный - до 400 Гц;

среднечастотный - от 400 до 1000 Гц;

высокочастотный с частотой свыше 1000 Гц.

Методы измерения физических параметров шума следующие.

Звуковое давление (Р) измеряют с помощью шумомера, оно связано с интенсивностью звука (І) следующей зависимостью:

,

гдеρ - плотность среды (кг/м3);

с - скорость звука в данной среде (м/с).

Способность слухового анализатора регистрировать величины звуковых давлений объясняется тем, что различается не разность давлений, а кратность изменения звукового давления. Установлено, что каждая последующая ступень восприятия звука отличается от предыдущей при увеличении звукового давления на 12,4%. Поэтому для характеристики акустического восприятия принята специальная шкала логарифмических единиц измерения интенсивности звука, как наиболее объективна соответствующая физиологическому восприятию звука человеком. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. Логарифмическая единица отражающая 10 кратную степень увеличения интенсивности звука называется белом (Б). Это минимальное давлении, которое человек воспринимает как звук. Весь диапазон слышимых звуков укладывается в 13-14 Б. Для удобства пользуются не белом, а единицей в 10 раз меньшей - децибелом (дБ).

Интенсивность звука определяют расчетным способом, т.к. измерить ее с помощью приборов невозможно.

Измерение частоты звуковых колебаний осуществляют частотомерами.

Нормирование контролируемых параметров шума выполняется следующими методами.

Шум нормируется согласно следующих нормативных документов:

ДСН 3.3.6.037-99 «Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку».

ГОСТ 12.1.003-83 (1991) «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности».

При нормировании шума используют два метода:

нормирование по предельному спектру шума;

нормирование уровня звука в дБА. (Определенный по шкале «А» шумомера без учета частоты, т.е. чистый шум.)

Первый метод нормирования является основным для постоянных шумов. В этом случае уровни звукового давления (дБ) нормируются в восьми октавных полосах частот со средне геометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Совокупность восьми предельных уровней звукового давления называют предельным спектром (ПС).

Второй метод нормирования, основан на измерение шума по шкале «А» шумомера, что эмитирует чувствительность органов слуха человека к шумам различной громкости. Уровень звука в дБА, используют для ориентировочных оценок постоянного и непостоянного шума, т.к. в этом случае спектр шума неизвестен. Уровень звука в дБА связан с предельным спектром зависимостью:

Выделяют два пороговых значения звукового давления и интенсивности звука - это порог слышимости и порог болевого ощущения.

Порогом слышимости называют минимальные значения звукового давления и интенсивности звука, воспринимаемые органом слуха человека. При частоте звука f = 1000 Гц, принятой базовой в акустике, порог слышимости имеет следующие значения: Р0 = 2·10-5 Н/м2, I0 = 10-12 Вт/м2.

Порогом болевого ощущения называют звуковое давление (Рб = 20 Н/м2) и интенсивность звука (Iб = 1 Вт/м2), при которых в органе слуха человека начинают возникать болевые ощущения. Порог болевого ощущения определяется интенсивностью звука в 85 дБ.

Согласно ГОСТ 12.1.003-83 (1991) «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности» установлены предельные уровни шума, табл.2.3.

Таблица 2.3 - Соотношение частоты и уровня звукового давления:

В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека даже небольшой шум (50-60 дБА) создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывает на нее психологическое воздействие.

Степень вредности любого шума зависит также от того, насколько он отличается от обычного шума, или шума, который вызывает сам человек.

Шум более 70 дБА может оказать физиологическое влияние на человека и привести к очевидным изменениям в ее организме.

Под влиянием шума, превышающего 85-90 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.

Если величина уровня шума превышает 85 дБА необходимо вывесить предупреждающий знак, предписывающий необходимость применения СИЗ органов слуха.

При действии шума высоких уровней (более 145 дБ) может разорваться барабанная перепонка.

К мероприятиям по защите от шума относится:

Снижение в источнике возникновения за счет применения «незвучных» материалов.

Звукоизоляция - это изменение направления звука в сторону от рабочей зоны, за счет применения экранов и преград.

Акустическая обработка шумных помещений, поверхности которых имеют высокую звукоотражающую способность, осуществляется за счет отделки их специальными шумопоглощающими материалами: штукатуркой, ультратонким стекловолокном, а также применение искусственных поглотителей шума.

Глушение звука - осуществляется за счет применения глушителей шума, которые подразделяют на:

активные, снижение шума происходит в результате его поглощения слоями звукопоглощающего материала, которым облицована внутренняя поверхность;

реактивные, отражают поступающую в них звуковую энергию обратно к источнику звука. Представляют собой расширения и повороты на пути движения звуков, где в различных каналах происходит снижение уровня аэрогазодинамических шумов;

комбинированные, снижение шума происходит в результате его поглощения и отражения.

Применение средств индивидуальной защиты (СИЗ).

СИЗ подразделяются на:

внутренние - это беруши из мягкой пластмассы;

внешние - наушники и шлемофоны.

2. Ионизирующие излучения

Радиоактивные вещества и другие источники ионизирующих излучений находят широкое применение в различных сферах промышленности (атомные электростанции, контроль технологических процессов, дефектоскопия и пр.). Поэтому существует опасность воздействия ионизирующих излучений на человека.

Радиоактивность - это процесс спонтанного преобразования ядер атомов одних элементов в ядра атомов других элементов, сопровождающийся ионизирующим излучением.

К ионизирующим излучениям относятся альфа (α), бета (β), гамма (γ) и рентгеновское излучения.

Альфа-излучение - это поток положительно заряженных ядер атомов гелия, обладающий наибольшей ионизирующей, но наименьшей проникающей способностью. Пробег α-частиц в воздухе составляет 10-11 см, а в живых тканях - 30-40 микрон.

Бета-излучение - это поток электронов или позитронов, излучающихся ядрами атомов радиоактивных веществ. Они обладают большей чем α-частицы проникающей, но меньшей ионизирующей способность.

Пробег β-частиц в воздухе составляет 15-18 м, а в живых тканях - 1-2 см.

Гамма-излучение - это высокочастотное электромагнитное излучение, возникающее в процессе ядерных реакций. Поток γ-частиц обладает наименьшей ионизирующей, но наибольшей проникающей способностью.

Распространяется со скоростью света (300000 км/с). В воздухе распространяется на сотни метров. Свободно проникает через тело человека.

Рентгеновское излучение - это электромагнитное излучение, возникающее при бомбардировке вещества потоком электронов. Рентгеновское излучение, как и гамма-излучение, обладает малой ионизирующей, но большой проникающей способностью.

Радиация способна накапливаться (аккумулироваться) в организме человека.

Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменениям химической структуры различных соединений, что является причиной гибели клеток.

Ионизирующее излучение наносит серьезный вред организму человека. При его воздействии происходит замедление работы кровеобразующих органов, повышается хрупкость кровеносных сосудов и снижается иммунитет, т.е. сопротивления организма инфекционным заболеваниям.

Человек в своей повседневной жизни постоянно получает какие-либо дозы радиации, не вызывающие негативных последствий.

Допустимая доза облучения для всего населения Украины, в нормальных условиях, за год - 0,5 Р, а для персонала АЭС - 5 Р.

Кроме того, при флюорографии человек получает дозу облучения 370 мР, при рентгенографии зубов - 3 Р, при рентгеноскопии желудка - 30 Р, при просмотре телевизионных передач в течении 3 часов - 0,5 мР.

В мирное время в случае аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ установлены следующие дозы облучения:

Р - аварийное облучение населения (однократное);

Р - аварийное облучение персонала АЭС (однократное).

А в условия ЧС военного характера установлены следующие дозы облучения, не приводящие к снижению трудоспособности людей:

Р - при одноразовом облучении за 1 - 4 суток;

Р - при многоразовом облучении за 10-30 суток;

Р - при многоразовом облучении за 3 месяца;

Р - при многоразовом облучении за 1 год.

Необходимо помнить, что радионуклиды не только накапливаются, но и выводятся из организма человека. Для их ускоренного вывода необходимо употреблять следующие продукты питания: перловую, овсяную и гречневую каши, капусту и другие вареные овощи. Из фруктов: яблоки, сливы, персики, цитрусовые. Больше пить холодной воды.

При дозе облучения 10 рентген никаких изменений в тканях и органах человека не происходит. При дозе облучения 75 рентген и более возникают незначительные изменения состава крови. При дозе облучения 100 рентген и более возникает лучевая болезнь, степень которой зависит от полученной дозы.

Первые признаки хронического заболевания проявляются не сразу после поражения. Оно проявляется в сухости кожи, трещинах на ней, язвах, ломкости ногтей, выпадении волос.

Основной документ, регламентирующий систему радиационно-гигиенических стандартов по обеспечению установленных уровней облучения, как для отдельного человека, так и для общества в целом, это - НРБУ-97 «Нормы радиационной безопасности Украины».