Источники шума и шумовые характеристики

Шум по происхождению делят на механический, аэродинамический, гидродинамический, электромагнитный.

Источниками механического шума являются механические вибрации. Источниками аэродинамического шума могут быть нестационарные явления при течении газов и жидкостей. В гидродинамических установках (насосы, турбины) следует избегать возникновения кавитации, вызывающей гидродинамический шум. Источниками электромагнитного шума являются механические колебания электротехнических устройств, возбуждаемые переменными магнитными и электрическими полями.

Источник шума характеризуют звуковой мощностью Р, под которой понимают количество энергии в ваттах, излучаемой этим источником в виде звука в единицу времени.

Уровень звуковой мощности источника (дБ) определяют по формуле:

где Р — звуковая мощность источника, Вт;

P₀ — пороговое значение звуковой мощности, равное 10^-12 Вт.

Если окружить источник шума какой-либо замкнутой поверхностью S, то в соответствии с законом сохранения энергии для определения звуковой мощности источника необходимо просуммировать произведения интенсивности звука во всех точках этой поверхности на площади S элементарных площадок, расположенных перпендикулярно вектору I.

где n — нормаль к поверхности S.

Формула верна для условия, что потери энергии между источником и поверхностью S отсутствуют.

В частном случае, когда источник излучает звуковую энергию во все стороны равномерно, средняя интенсивность звука (Вт/м²) в какой-либо точке пространства будет равна.

где r — расстояние от центра источника до поверхности сферы, удаленной на такое достаточно большое расстояние, чтобы источник можно было считать точечным, м.

Практически с ошибкой, не превышающей 1 дБ, расстояние r принимают не менее двух максимальных линейных размеров источника и не менее одной длины звуковой волны.

Если излучение происходит не в сферу, а в ограниченное пространство, вводится угол излучения Щ, измеряемый в стерадианах. Тогда.

Фактором направленности источника называют отношение интенсивности звука, излучаемого в заданном направлении, к средней интенсивности.

Характеристикой направленности является зависимость фактора направленности Ф от направления на источник.

Шумовая характеристика машины представляет собой совокупность уровней звуковой мощности машины в стандартных октавных полосах частот. Если направленность звукового излучения машины имеет значение для оценки шума или выполнения расчетов, то характеристика направленности в соответствующих октавных полосах также будет являться шумовой характеристикой. В большинстве случаев для оборудования, устанавливаемого в помещениях, характеристика направленности несущественна из-за отражения звука от ограждений, поэтому для такого оборудования она не измеряется.

Уровень звукового давления шума, излучаемого машиной, или уровень звука могут служить шумовой характеристикой машины, но только в том случае, если строго установлено место измерений этих величин относительно машины. Например, внешний шум автомобилей измеряют в децибелах на расстоянии 7,5 м от оси автомобиля.

Аналогичные требования установлены для измерений характеристик внешнего шума подвижного состава железных дорог. Шум измеряют на расстоянии 25 м от оси пути при скорости движения, равной 2/3 конструкционной скорости. В некоторых случаях шумовой характеристикой машины (как правило, небольших агрегатов) служат октавные уровни звукового давления или уровни звука, измеренные в свободном звуковом поле на расстоянии 1 м от наружного контура машины.

Шумовые характеристики обязательно устанавливают в стандартах или технических условиях на машины и указывают в их паспортах. Значения шумовых характеристик устанавливают исходя из требований обеспечения на рабочих местах, селитебной территории и в зданиях допустимых уровней шума.

Расчет ожидаемой шумовой характеристики является необходимой составной частью конструирования машины или транспортного средства.