مقاله بررسی اصول طراحی صدا خفه کنهای صنعتی

word قابل ویرایش
34 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

بررسی اصول طراحی صدا خفه کنهای صنعتی

چکیده

پیشرفت فن آوری در تمام زمینه های صنعتی ، گسترش و کاربرد وسیع ماشین آلات و تجهیزات مختلف را به همراه داشته است. این رشد سریع سبب گردیده تا انسان در زندگی روزمره وشغلی خود هرچه بیشتر تحت تاثیر آشفتگی های ناخوشایند آکوستیکی یعنی صدا با شدت های مختلف قرار گیرد. به گونه ای که امروزه صدا جزیی از زندگی انسان را تشکیل می دهد. به همین ترتیب صدا یکی از خطرات شغلی و صنعتی به شمار می آید و بسیاری از کارکنان بخش صنعت درمعرض این عامل زیان آور قرار دارند.

تشخیص ویژگی ها و مشخصات آکوستیکی منبع اولین گام در طراحی تجهیزات کنترل آلودگی صوتی به شمار می رود. در روش های کاهش و کنترل آلودگی صوتی ، کنترل صدا در منبع تولید در زمره کاراترین و مفیدترین روش ها به شمار می رود. لذا جهت تعیین میزان کاهش صدای تولیدی ، بهترین روش اندازه گیری صدا در محل تولید ، در قبل و بعد از محل اعمال روش کنترلی است. با در نظر قرار دادن این موارد و همچنین اطلاعات مربوط به مشخصات فیزیکی منبع از جمله مکان ، چگونگی کارکرد و محدودیت ها می توان سیستم های کنترل صدا از جمله صدا خفه کن های صنعتی ای را طراحی و ساخت که نقش موثری در کاهش و در بازه مطلوب و استاندارد قرار دادن شدت صوت داشته باشند. در این مقاله به بررسی اصول طراحی و ساخت و نحوه عملکرد صدا خفه کن های صنعتی پرداخته می شود.

واژه های کلیدی : آلودگی صوتی ، کنترل و جذب صدا ، صدا خفه کن صنعتی

مقدمه

صداخفه کن ها به دو نوع کلی طبقه بندی می شوند. صداگیر جاذب و پراکنده. در صدا گیر های جاذب ، انرژی صوتی طی یک مسیر هوایی متشکل از فیبر یا فوم پلاستیک تبدیل به گرما تبدیل می شود. از این نوع صدا گیر در فرکانس های بالا و متوسط استفاده می شود.

صداگیرهای پراکنده که امواج صوتی را به سمت منبع باز می گردانند. در این نوع از صداگیر حفره هایی برای فرکانس های پایین طراحی شده است. میزان تضعیف صدا بستگی به ابعاد و محفظه صدا گیر دارد. از آن ها اغلب در مسیر گازهای ورودی به محفظه احتراق موتورها استفاده می کنند. صداگیر های پراکنده قابل تمیز کردن بوده و افت فشار ناچیزی ایجاد می کنند. ساده ترین نوع آن صدا خفه کن محفظه انبساط موتور است. محل قرارگیری صداگیر در کانال ها از جهت ایجاد صدا اهمیت زیادی دارد. موقعیت مطلوب را می توان در پایین دست جریان و پس از ایجاد نویز یا در بالا دست جریان و پیش از انتشار آن قرار داد. قرار دادن صدا گیر در زانویی ها افت فشار را افزایش داده و خود باعث ایجاد سر و صدا می گردد. در شرایط ایده آل صدا گیر را در انتهای کانال و ورودی به فضای اتاق قرار می دهند. در این مقاله ضمن بیان

مفاهیم اولیه صوت و روش های کاهش مقدار آن از نظر تئوری به بررسی روش های عملی کاهش صدا در صنعت با طراحی و ساخت صداخفه کن های جکطکطغکئطحض با کاربرد صنعتی پرداخته می شود.

-۱ انواع صوت

اصواتمعمولاً از بسامد های ( فرکانس های ) بسیاری تشکیل می شوند . بیناب (spectrum) صوتی وسیع بوده و بر حسب میزان شنوایی به

سه ناحیه تقسیم می شوند:

اصواتی با بسامد ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز را بیناب((spectrum شنوایی می نامند. ارتعاش صوتی با بسامدهای یاد شده حس شنوایی را در انسان تحریک می کنند . در بیناب((spectrum فوق بسامد های ۵۰۰ تا ۲۰۰۰ هرتز ، بسامدهای مکالمه را تشکیل می دهند.
ارتعاش هایی با بسامد های کمتر از ۲۰ هرتز امواج مادون صوت می باشد که گوش انسان حساسیت چندانی به شنیدن آن ندارد.

امواج صوتی با بسامد بیش از ۲۰۰۰۰ هرتز امواج فراصوت است که حس شنوایی را در انسان تحریک نمی کند.

بیناب (spectrum) شنوایی در برخی جانوران گسترده تر از انسان است، به طور مثال ، به نظر می رسد خفاش امواج صوتی بیش از ۱۰۰۰۰۰

هرتز را بشنود و سگ امواج صوتی درحدود ۵۰۰۰۰ هرتز راحس کند. در بررسی مشکلات ناشی از صدا ، اصوات دو ناحیه مادون صوت و فراصوت موردنظر نمی باشند ، بلکه اصواتی که در بیناب (spectrum) شنوایی قرار دارند، مورد توجه قرارمی گیرند.

۲-۱ مشخصات بینابی (spectrum) صدا (توزیع انرژی)

صدا ازنظر بیناب((spectrum به انواع مختلفی تقسیم بندی می شود:

-۱ صدای با باند پهن : صدایی است که انرژی صوتی دریک باند پهن بسامد توزیع می شود. منبع اصلی صدا با باندپهن در صنایع ، صدای تخلیه هوا از کمپرسور های تولید باد است . بهترین نمونه آن صدایی مانند صدای غرش می باشد.

-۲ صدای با باند باریک : صدایی است که انرژی صوتی دریک باند باریک بسامد توزیع می شود، مانند صدای اره نجاری ، رنده نجاری و بادبزن (fan)

-۳ صدای کوبه ای( ضربه ای) : صدایی است که تکرار آن درکمتر از کسری از ثانیه باشد مانند صدای پرس.

جدول :۱ بیناب (spectrum) بسامد های صداهای گوناگون

۳-۱ کمیت های فیزیکی (مطلق)

الف) توان صوت : مقدار انرژی صوتی که در واحد زمان به وسیله منبع صدا تولید می شود توان صوت نامیده می شود که برحسب وات بیان می گردد. توان صوتی یکی از ویژگی های منبع صداست ومستقل از محیط انتشار می باشد.

ب) شدت صوت: مقدار توان صوتی که در واحد زمان از واحد سطحی که عمودبر امتداد انتشار صوت است ، می گذرد، شدت صوت نامیده می شود و واحد اندازه گیری آن وات بر متر مربع می باشد. هرچه شدت صوت بیشتر باشد ، احساس صدا شدید تر خواهد بود. رابطه بین توان و شدت را می توان به صورت زیر نشان داد:

در این رابطه :

: I شدت صوت ( وات بر متر مربع )

: W توان صوتی منبع ( وات )

: A مساحت سطح عمود بر امتداد انتشار ( متر مربع)

در یک میدان آزاد ، که مانعی بر سر راه عبور امواج صوتی وجود ندارد ، انرژی صوتی منبع به صورت سطوح کروی به فواصل مختلف از منبع در فضا منتشر می شود .در چنین حالتی منبع صوتی ، منبع نقطه ای فرض می شود و امواج صوتی ، امواج کروی هستند. مقدار انرژی صوتی که درواحد زمان از تمام سطح کره می گذرد توان صوتی منبع و توان صوتی که از واحدسطح می گذرد شدت صوت نامیده می شود.بنا براین ، با توجه به رابطه پیشین ، شدت برابر است با:

ط : فاصله منبع بر حسب متر و مساحت کره است .

از رابطه بالا می توان دریافت که اگر توان صوت ثابت باشد، شدت به صورت عکس مجذور فاصله از منبع تغییر می کند .

شکل:۱ رابطه شدت صوت و فاصله را بیان می کند.

پ) فشار صوت جکطأکککطب ۲غأپحض : فشار در هر نقطه نیروی وارد بر سطح است . تغییرات فشار در محیطی که در آن تعادل فشار به هم خورده است فشار صوت می نامند . در هوا فشار صوت ناشی از افزایش یا کاهش متناوب فشار ب پیرامون فشار جو جبض است ، یعنی فشار صوت تفاوت بین فشار جو و فشار واقعی درمدت انبساط وتراکم تعریف شده است . بنا بر این فشار به بسامد و طول موج بستگی ندارد. واحد فشار صوت در دستگاه متریک و واحدمتعارف آن در فیزیک صوت میکرو بار جتµض است.

۴-۱ کمیات لگاریتمی ( تراز)

مقیاس لگاریتمی ( دسی بل ) : db فشار صوتی پیرامون در فشار جو (شرایط سطح دریا و دمای صفر درجه ) از آستانه شنوایی ج ۲*۱۰-۵ Pa ض تا آستانه درد ج۲۰ Paض تغییر می کند . در انتخاب مقیاس عملی برای اندازه گیری صدا دو مسئله وجود دارد:

-۱ بیناب (spectrum) وسیع فشار صوتی از آستانه شنوایی تا آستانه درد با نسبت ۱۰۶ که قابل اندازه گیری توسط دستگاههای سنجش
-۲ نیست .
واکنش غیر خطی گوش نسبت به صدا ، یعنی گوش به طور لگاریتمی درمقابل شدت و فشار صوت حساسیت نشان می دهد. از این رو

، با استفاده ازیک مقیاس لگاریتمی ، از سویی مقیاس اندازه گیری فشرده شده و از سویی دیگر با مشخصات واکنش گوش نسبت به فشار صوت نیز مطابقت می کند. مقیاس لگاریتمی مورد استفاده درآکوستیک بر حسب دسی بل بیان می شود. دسی بل واحدی است بدون بعد کهمعمولاً برای بیان نسبت یک کمیت اندازه گیری شده به کمیت مبنا به کار می رود. با استفاده از واحد ها دسی بل کمیت فیزیکی یادشده به صورت تراز کمیت ، اندازه گیری و محاسبه می شوند.

الف)تراز شدت صوت : از رابطه زیر محاسبه می گردد.

: L1 تراز شدت صوت ( دسی بل )

I :شدت صدای مجهول ( وات بر متر مربع )
: I . شدت مبنا که برابر ۱۰-۱۲ w/cm2

ب)تراز فشار صوت : از رابطه زیر بدست می آید.

: LP تراز فشار صوت ( دسی بل )

: P مقدار موثر فشار ( پاسکال )
: P. فشار مبنا که در سیستم متریک برابر با ۲*۱۰ -۵ Pa است.

پ) تراز توان صوت : از رابطه زیر محاسبه می شود.

جدول : ۲ توان و تراز صدا های گوناگون

۵-۱ بلندی صدا

مشخصات فیزیکی صدا به صورت کمیات فیزیکی و لگاریتمی قابل اندازه گیر ی است ولی در بررسی وارزشیابی مسایل صدا فقط به اندازه گیری نمی توان متکی بود ، زیرا صدا هایی که دارای فشار معینی هستند برای شنونده های مختلف به یک میزان بلند به نظر نمی رسند.

مطابق تعریف ، بلندی کمیتی است غیر از کمیت های فیزیکی صدا و بیانگر اثر و احساس شنوایی در شنونده است یا به عبارت دیگر ، بلندی یک واکنش ذهنی انسان به صداهای پیرامونش است .

واحد تراز بلندی صدا فون (Phone)است. فون واحدی است بدون بعد و عبارتست از بلندی صدایی برابر یک صدای ساده با بسامد ۱۰۰۰

هرتز.

نمودار شماره ۱ تراز فشار صدا رابرای صدا های ساده برحسب دسی بل در بسامدهای مختلف با بلندی یکسان نشان می دهد.

ارزیابی ذهنی واقعی تر صدا بر حسب واحد سون (Sone) می باشد و ازواحد سون برای مشخص کردن کمیت نمایانگر ذهنی بلندی صدا استفاده می کنند. بلندی صدایی برابر یک سون معادل تراز بلندی آن صدا برابر با ۴۰ فون می باشد و یا یک سون بلندی صدایی است معادل صدایی با بسامد ۱۰۰۰ هرتز که ترازفشار صدای آن ۴۰ دسی بل است . برای محاسبه بلندی ازرابطه زیر استفاده می شود:

: I نمایانگر بلندی که آیدازنمودار شماره ۲ بدست می .

: Im بیشترین مقدار نمایانگر بلندی

: I نمایانگر بلندی مربوط به هر بسامد

K :ضریب سنجش برای باند انتخابی ( اوکتاو باند ٠٫٣چk و۱/۲ اوکتاو باندk= و۱/۳ اوکتاوباند ( k=

جدول : ۳ شدت و فشار و تراز شدت و تراز فشار صدا های گوناگون

فورد . و.ولائوبر ،آ ، آکوستیک درمعماری : مترجم ،لیاقتی ، غ ، دانشگاه شهید بهشتی ، تهران ،۱۳۶۹

مقیاس دسی بل

نمودار : ۱ تراز فشار صدا

نمودار : ۲ نمودار نمایانگر بلندی

برای تبدیل کمیت بلندی به کمیت تراز بلندی ( سون به فون ) از رابطه زیر استفاده می شود:

مفهوم بلندی به ندرت در قلمرو کنترل صدا در صنایع وارد می شود و این به دلیل طبیعت این عامل است . با وجود این ، بلندی یکی از اصول در ارزیابی واکنش انسان به صدا می باشد.

۶-۱ معیار های صدا

تعیین معیارهای ( استاندارهای) صدا درصنعت سالهای زیادی مورد بحث و تبادل نظر بوده است. علت اصلی این بحث ها قبول این واقعیت می باشد که مواجهه بیش از حد با صدا برای حس شنوایی و اندام مربوط زیان آور است.

میزان و وسعت آسیب به مقدار زیاد به انرژی صدای جذب شده توسط گوش بستگی دارد. در سال ۱۹۶۹ حد مواجه یا حد آستانه مجاز برابر ۹۰dbA برای هشت ساعت کار تعیین شد که در سالهای بعد در بعضی از کشورها این میزان به ۸۵dbA کاهش یافت . مطالعات بعدی نشان
داد که به ازای کاهش زمان مواجهه ، افزایش تراز فشار صدا زیان آور نخواهد بود. این کاهش زمان و افزایش تراز فشار بر اساس نصف شدن زمان مواجهه ازیک سو وافزایش تراز فشار صدا به میزان ۵dbA از سوی دیگر است.

زمان مواجهه میزان تراز فشار
( ساعت ) صدا (دسی بل )

جدول : ۴ میزان مواجهه با صدا در رابطه بامدت زمان مواجهه

جدول : ۵ میزان مواجهه افراد با مدت زمان مواجهه

درصورتی که زمان مواجهه با صدا در ساعات مختلف نوبت کاری متفاوت باشد ، اثر ترکیبی آن باید مورد توجه قرار گیرد و باتوجه به رابطه زیر باید مقایسه گردد:

: C زمان مواجهه با تراز فشار صدا معین
: T زمان مواجهه مجاز با تراز فشار صدا
برای حدود مواجهه مجاز با صدای ضربه ای می توان از جدول شماره۶ استفاده نمود. در ضمن در مواجهه با صدای ضربه ای حداکثر تراز مجاز صدای ضربه ای نباید از ۱۴۰ db تجاوز کند.

جدول: ۶ حدود مواجهه با صدای ضربه ای در یک نوبت

-۲ اصول کنترل صدا در صنعت

در صنایع مختلف در حیطه کنترل فنی روش های عمومی به ۳ گروه طبقه بندی می گردند:

-۱ کنترل مبتنی بر سازه (passive control)

-۲ کنترل مبتنی بر دفاع صوتی یا ( (active control

-۳ حفاظت فردی

کنترل مبتنی بر سازه شامل مراحل زیر می باشد.

(۱کنترل در منبع صوتی (۲کنترل در مسیر انتشار صوت (۳ حفاظت پرسنل از طریق پناهگاه سازی صوتی

(۱) کنترل درمنبع صوتی :

روشهای اصلی کنترل صدا در منبع به شرح زیر می باشد :

-۱ انتخاب صحیح دستگاه متناسب با فرایند تولید -۲ نگهداری صحیح دستگاهها -۳ محل و نحوه استقرار دستگاه -۴ کنترل ارتعاش-۵

نصب کاهش دهنده های صدا بر روی دستگاه -۶ تغییر در اجزا و کار دستگاه -۷ محصور کردن دستگاه

(۲) کنترل در مسیر انتشار صوت

در صورتی که کنترل صدا درمنبع میسر یا موثر نباشد ، جلوگیری از انتقال یا انتشار صدا به عبارت دیگر کنترل آن درمسیر انتشار است که خود شامل چند شیوه است مدنظر قرار می گیرداصولاً. این روش مبتنی بر دو خاصیت جذب صوت (sound absorption) و ایزولاسیون صوت (sound insulation) در مصالح می باشد.

روش های اصلی کنترل صدا در مسیر انتشار به شرح زیر می باشد:

الف ) مجزا نمودن منابع اصلی صدا از سایر منابع ب )جدا سازی بخش های پر سرو صدا از سایر بخش های کارگاه ج) کنترل صدا مبتنی بر جذب صدا د) کنترل مبتنی بر ایزولاسیون صوتی ه ) دفاع صوتی ( (active noise control

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 34 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد