WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 36 |

Используются также приборы, в которых концентрацию компонентов определяют по поглощению колебаний в ближней ультрафиолетовой (от 200 до 400 нм) и видимой (400–700 нм) областях. УФ-газоанализаторы применяют для определения паров ртути в воздухе, хлора – в хлоровоздушной смеси и некоторых других газообразных соединений.

Работа фотометрических и фотоколориметрических газоанализаторов основывается на образовании специфически окрашенных продуктов при реакции определяемых газообразных компонентов с реагентами, а интенсивность окраски продуктов служит мерой концентрации реагирующих компонентов.

Принцип действия хроматографических газоанализаторов основан на различной способности отдельных газовых компонентов сорбироваться твердыми или жидкими сорбентами. Самой высокой поглощающей способностью обладают твердые сорбенты – активированный уголь, цеолиты, силикагель. В качестве жидких поглотителей применяют растворы кислот, солей и оснований и некоторых веществ сложного состава (неорганических и органических).

Кроме российских приборов существует большое количество газоанализаторов известных зарубежных фирм, таких как «Auergeselshaft» концерна MSA (США), «Drager» (Германия), «Treleborg» (Швеция) и др., которые составляют серьезную конкуренциюотечественным приборам.

Индикаторные методы применяются для обнаружения высокоопасных веществ (ртути, цианистых соединений и др.). С их помощью можно быстро выполнять качественные анализы.

Качественный анализ газовых смесей производится с помощью органолептического или индикаторного метода, или с использованием пористых поглотителей.

Органолептический метод основан на определении примесей, содержащихся в атмосфере или газовых выбросах, по цвету или запаху. К газам, обладающим специфическим цветом, относят фтор, хлор, диоксид азота и некоторые другие; специфическим запахом отличаются хлор, аммиак, диоксид серы, оксиды азота, сероводород, фтористые соединения, цианиды, некоторые углеводороды и другие органические соединения. Однако индикацию газов органолептическим методом нельзя считать достоверной, так как возможная ошибка зависит не только от субъективных особенностей человека, но и от того, что специфический цвет или запах могут маскироваться окраской и запахом других примесей.

Индикаторный метод основан на изменении окраски индикаторной бумаги, пропитанной соответствующими реактивам, в присутствии того или иного компонента газовой смеси. Так, красная лакмусовая бумага синеет в присутствии NH3 и остается без изменения в присутствии кислых примесей (НСl, H2S, SО2, CО2, NO, NО2); красная и синяя лакмусовая бумага обесцвечиваются в присутствии хлора; бумага, пропитанная раствором ацетата свинца, чернеет в присутствии H2S.

Индикация с помощью жидких или пористых поглотителей заключается в пропускании воздуха через жидкость, в которой растворен соответствующий реагент, или сквозь пропитанный реагентом пористый материал (силикагель, пемза, цеолиты). О наличии в воздухе или отходящих газах определяемой примеси судят по изменению окраски раствора или реагента, пропитывающего пористый материал.

Для постоянного контроля состояния воздушной среды наибольшее применение нашли автоматические приборы – газосигнализаторы, настроенные на определенный уровень загазованности. В случае превышения этого уровня приборы через систему автоматики подают звуковой и световой сигнал тревоги на пульт управления.

Определение содержания вредных веществ осуществляется в соответствии с «Методика контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны» Р 2.2.5.1313–03 и различными (для различных веществ) Методическими указаниями Минздрава РФ.

2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ШУМ Благосостояние и здоровье трудящихся является важнейшей задачей социально-экономической политики государства.

Внедрение в промышленность новых технологических процессов, рост мощности и быстроходности технологического оборудования, механизация производственных процессов привели к тому, что человек подвергается воздействию шума высоких уровней.

Проблема борьбы с шумом является неотъемлемой частью охраны труда и защиты окружающей среды.

Создание новых видов техники с форсированными параметрами по скорости, мощности, нагрузкам, появление новых отраслей промышленности и интенсификация уже существующих технологических процессов часто сопровождаются вместе с увеличением уровней шума увеличением прерывистых и импульсных шумов, расширением спектра в сторону ультра- и инфрачастотного диапазонов. Наряду с этим даже относительно низкие уровни шума создают дополнительные требования к организму человека в процессе его трудовой деятельности. Воздействие шума зачастую сочетается с воздействием других вредных факторов – вибрации, излучений и т.п. Это также повышает требования к снижению шума.

Для предотвращения риска ухудшения здоровья людей при воздействии шума необходима дальнейшая интенсификация мероприятий по защите их от шума.

Кроме того, экономический ущерб вследствие неблагоприятного действия шума характеризуется увеличением затрат на компенсацию за профзаболевания, необходимость смены работы, медицинское обслуживание и т.д., в то время как эти средства можно сэкономить путем создания рабочих мест с малым уровнем шума.

Возможное снижение производительности труда работников вследствие воздействия шума также приводит к экономическим потерям. Следует отметить, что уровень шума станков, машин и механизмов становится все более важным критерием в международной торговле:

оборудование с низким уровнем шума имеет большие экспортные шансы, а следовательно обеспечивает больший экономический эффект. Поэтому борьба с шумом является комплексной проблемой, связанной с решением гигиенических, технических, управленческих и правовых задач.



2.1. Основные понятия и определения Сочетание звуков различной частоты и интенсивности называется шумом. Шумом являются всякого рода звуки, мешающие восприятию полезных звуков или нарушающие тишину, и также звуки, оказывающие вредное или раздражающее действие на организм человека.

Звук как физическое явление представляет собой волновое колебание упругой среды. Звуковые волны возникают в том случае, когда в упругой среде имеется колеблющееся тело или когда частицы упругой среды приходят в колебательное движение в продольном или поперечном направлении в результате воздействия на них какой-либо возмущающей силы.

Источниками звуков и шумов являются колеблющиеся твердые, жидкие или газообразные среды. Колебательные возмущения, распространяющиеся от источника звука в окружающей среде, называются звуковыми волнами, а пространство, в котором они наблюдаются, – звуковым полем.

В газообразной среде (воздухе) могут распространяться только продольные волны, в которых частицы среды колеблются вдоль направления распространения волн.

Направление распространения звуковой волны называется звуковым лучом. Фронт волны перпендикулярен звуковому лучу. В общем случае фронт волны имеет сложную форму, но в практических случаях ограничиваются рассмотрением трех видов волн: плоской, сферической и цилиндрической.

В виде плоской волны звук распространяется, когда размеры источника звука больше, чем длина излучаемой звуковой волны. Плоская волна образуется на значительных расстояниях от источника любых размеров.

В виде сферической волны звук распространяется, когда размеры источника звука малы по сравнению с длиной излучаемой звуковой волны. Цилиндрические волны образуются, например, за большим экраном с щелью при падении на него плоских звуковых волн, если щель имеет ширину намного меньше и длину намного больше длины этих волн.

Звуковая волна характеризуется частотой f и амплитудой колебания. Частота колебаний – число колебаний в секунду, Гц. Время одного колебания называется периодом колебания Т (с):

T f.

Амплитуда колебаний звуковой волны определяет звуковое давление; чем больше амплитуда колебаний, тем больше звуковое давление и громче звук.

Длиной звуковой волны называют расстояние, измеренное вдоль направления распространения звуковой волны между двумя точками звукового поля, в которых фазы колебаний одинаковы. Длина волны измеряется в метрах. В изотропной (однородной) среде длина волны связана с частотой f и скоростью звука с следующей зависимостью:

с f.

Как физиологическое явление звук определяется ощущением, воспринимаемым органом слуха при воздействии звуковых волн в диапазоне частот 16–20 Гц.

Звуковые волны распространяются со скоростью c (скорость звука), изменяющейся в широких пределах в зависимости от температуры, плотности и упругости среды в которой они распространяются (табл. 2.1). В твердых телах скорость звука в несколько раз превышает скорость звука в газообразных средах.

Скорость звука не зависит от частоты звуковых колебаний и при неизменных параметрах среды является постоянной величиной. При увеличении температуры воздуха скорость звука также возрастает примерно на 0,м/с на 1 С.

Таблица 2.Скорость звука, плотность в различных средах при °С ·103 ·Среда с, м/с Среда с, м/с кг/м3 кг/мВоздух 344 1,205 Железобетон 5100 2,Дистиллированна Вулканизированн я вода 1461 1,0 ая резина 54 0,Алюминий 5105 2,71 Стекло 4000 3,Медь 3560 8,9 Дерево 3000 0,Сталь 4990 7,8 Пробка 480 0,кирпич 3652 2,0 Ткани человека 1600 - Звуковое давление. В качестве меры интенсивности звуковой волны в определенной точке пространства обычно используют величину так называемого звукового давления p. Звуковое давление – переменная составляющая давления воздуха, возникающая в результате колебаний источника звука, накладывающаяся на атмосферное давление и вызывающая его флуктуации. Таким образом, звуковое давление определяется как разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в среде при отсутствии источника звука.

Звуковое давление, изменяющееся во времени от нуля до максимальной величины, оценивают не мгновенной величиной, а среднеквадратичным значением за период колебания:

T p2 p2 t dt.

T Осреднение во времени происходит в органе слуха за время 30–100 мс.

Звуковое давление представляет собой силу, действующую на единицу поверхности. Единица измерения звукового давления – паскаль (1 Па = 1 Н/м2).

Именно на изменение давления в воздухе реагируют наш орган слуха. Чем больше давление, тем сильнее раздражение органа слуха и ощущение громкости звука.

Интенсивность звука. При распространении звуковых волн распространяется и звуковая энергия. Мощность на единицу площади, передаваемая в направлении распространения звуковых волн, называется интенсивностью звука. В общем случае интенсивность звука I в Вт/м2 определяется выражением I pv cos, где р – среднеквадратичное значение звукового давления, Па; v – среднеквадратичное значение колебательной скорости частиц в звуковой волне, м/с; – сдвиг фаз между колебательной скоростью и звуковым давлением.

Если звуковая волна распространяется в свободном звуковом поле (при отсутствии отраженных звуковых волн), то p v, c где – плотность среды, кг/м3; с – скорость звука в среде, м/с. Величина с называется акустическим сопротивлением среды, Пас/м.





Для воздуха с – 410 Пас/м, для воды – 1,5106 Пас/м, для стали – 4,8107 Пас/м. Чем больше волновое сопротивление среды, тем меньше звуковой энергии теряется при распространении в ней звуковых волн, т.е.

тем больше интенсивность звука.

Кроме того, в свободном звуковом поле звуковое давление и колебательная скорость находятся в фазе, и поэтому cos = 1. Следовательно, интенсивность звука в свободном звуковом поле в направлении распространения звуковых волн может быть выражена через квадрат звукового давления:

pI.

c Величины интенсивности звука и звукового давления могут изменяться в очень широких пределах. Так, человек способен воспринимать звуковые давления в диапазоне от 2102 до 210–2 Па (H/м2), отношение этих величин составляет 107, по интенсивности – до 1016 раз.

Использование таких сильно изменяющихся величин на практике неудобно, поэтому в технической акустике принято пользоваться относительной логарифмической шкалой уровней, которая позволяет резко сократить диапазон значений измеряемых величин. Уровни представляют собой отношение измеренной величины к выбранной пороговой величине, принятой за эталон сравнения. Это отношение, выраженное в десятичных логарифмах, называется белом в честь английского ученого Александра Белла изобретателя телефона. Ухо человека реагирует на величину в десять раз меньшую чем бел, поэтому на практике более удобной для вычисления единицей является десятая часть бела, равная 0,1 Б, т.е.

децибел (дБ). Каждому делению такой шкалы соответствует изменение интенсивности звука, звукового давления или другой величины не на определенное число единиц, а в определенное число раз.

Уровень интенсивности звука (в дБ) определяется по формуле I L 10 lg, I Iгде I – абсолютное значение интенсивности звука, Вт/м2; I= 10–12 Вт/м2 – пороговая величина интенсивности, приближенно соответствующая интенсивности едва слышимого звука в частотной области наибольшей чувствительности слуха человека. Величина Iстандартизирована в международном плане.

Уровнями интенсивности обычно пользуются при выполнении акустических расчетов.

Уровень звукового давления. Как было показано выше, интенсивность звука пропорциональна квадрату эффективного значения звукового давления, поэтому уровень интенсивности можно определить также исходя из величины звукового давления:

I p2 c p LI 10 lg 10 lg 20 lg L, I0 p0 c p где p – измеренное значение звукового давления, Па; p0 – условный порог звукового давления, равный 210–5 Па.

Вычисляемый по этой формуле уровень принято называть уровнем звукового давления (измеряется также в дБ). Для того чтобы уровни звукового давления соответствовали уровням интенсивности, нужно в качестве пороговой величины звукового давления принять значение р0 = 210–5 Па, соответствующее пороговой интенсивности 10–12 Вт/м2. Приборов для непосредственного измерения интенсивности звука в настоящее время еще не создано, поэтому на практике во всех случаях пользуются приборами, измеряющими непосредственно уровни звукового давления.

Логарифмические единицы уровней являются не абсолютными, а относительными и поэтому безразмерными единицами. Однако после стандартизации порогового значения p0 определяемые относительно него уровни звукового давления фактически стали абсолютными, так как они однозначно определяют соответствующие значения звукового давления.

Пользоваться шкалой децибел очень удобно, так как весь огромный диапазон слышимых звуков укладывается менее чем в 140 дБ (табл. 2.2). Это позволяет при оценке различных шумов пользоваться целыми числами в пределах от 0 до 140 дБ (от порога слышимости до болевого), так как изменения уровня меньше чем на 1 дБ практически не заметны на слух.

Таблица 2.Соотношение звуковых давлений, интенсивности и уровней звука Звуковое давление, Па 2·102 20 2 0,Интенсивность звука, Вт/м2 102–10 1–10-1 10-2–10-3 10-4–10-Уровень звука, дБ 140–130 120–110 100–90 80–Звуковое давление, Па 2·10-2 2·10-3 2·10-4 2·10-Интенсивность звука, Вт/м2 10-6–10-7 10-8–10-9 10-10–10-11 10-Уровень звука, дБ 60–50 40 20–10 При уровнях звукового давления около 140 дБ нормальное слуховое восприятие уступает место ощущению физической боли в ухе. Это так называемый «болевой порог», превышение которого может привести к разрыву барабанной перепонки, т.е. к глухоте. Величина болевого порога, как и вообще чувствительность к шуму, неодинакова у различных людей.

Звуковая мощность. Звуковое давление и интенсивность звука являются характеристиками звукового поля в определенной точке пространства и не характеризуют непосредственно источник шума. Они зависят от места расположения точки измерения, направленности излучения, условий распространения звуковых волн. Характеристикой непосредственно источника шума является его звуковая мощность P – общее количество звуковой энергии, излучаемое источником шума в окружающее пространство за единицу времени через замкнутую поверхность, окружающую источник звука:

P I S, (2.1) где S – площадь замкнутой поверхности, окружающей источник звука ( S 4R2, R – расстояние от источника звука до приемника, м).

Единицей измерения звуковой мощности является ватт (Вт).

Уровень звуковой мощности LP (дБ) определяют по формуле P L 10 lg, (2.2) P Pгде P – звуковая мощность источника, Вт; P0 – пороговая величина звуковой мощности, равная 10–12 Вт.

Из формул (2.1) и (2.2) получаем:

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 36 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.