logo
Шум, исправления - Владислав Нестеренко

Понятия о шуме и звуке

Шумом считается всякий нежелательный для человека звук, который оказывает вредное физиологическое и психологическое воздействие на его организм. Шум - это комплекс звуков различных частот и тонов. Все шумы по природе возникновения можно разбить на четыре вида: механические, аэродинамические, гидравлические и электрические. Причинами механических шумов являются ударные нагрузки и вибрации. Аэродинамические шумы являются следствием перехода энергии от вихревых возмущений к акустическим колебаниям при обтекании элементов конструкций потоками газа (воздуха). Гидравлические (гидродинамические) шумы связаны, например, с возникновением кавитации в насосах, гидравлического удара в гидросистемах, вихреобразования (турбулентности) при обтекании шероховатой внутренней поверхности труб потоком жидкости. Электрические шумы являются следствием колебаний ферромагнитных масс в электрических машинах под действием переменных в пространстве и времени электромагнитных полей. Обычно силовые установки, машины и механизмы являются одновременно источником шумов нескольких видов. Однако для ГТУ аэродинамический шум, возникающий, например, от вращающихся роторов компрессора и турбины, или при смешении с окружающей средой высокоскоростной струи газов, вытекающих из реактивного сопла ВРД, определяет максимальный уровень шума, который следует сравнивать со значениями, установленными нормативами.

Звук представляет собой упругие колебания, распространяющиеся волнообразно в газах, жидкостях и твердых телах и воспринимаемые ухом человека. Человек слышит звук с частотами от 16 до 20 000 Гц. Наука о звуке называется акустикой. При восприятии звука различают громкость, высоту и тембр. Громкость звука определяется амплитудой колебаний, высота - частотой, тембр - амплитудой колебаний с более высокими частотами.

Шум состоит из очень слабых колебаний давления, которые распространяются по воздуху с местной скоростью звука. Эти колебания в общем случае изменяются в диапазоне от 2·10-5 до 2 Па при стандартном значении атмосферного давления 101,325 кПа. Ухо человека уравновешивает постоянное давление, реагируя лишь на его колебания. Скорость звука определяется следующим выражением , где k - изоэнтропический показатель, равный отношению удельных теплоемкостей k = cp/cv (для воздуха k = 1.4), R - газовая постоянная, Т - абсолютная температура. При температуре 288 К и нормальном атмосферном давлении скорость звука равна 331 м·с-1. Существенным параметром в формуле для скорости звука является температура. Наличие температурных градиентов в атмосфере приводит к искривлению звуковых лучей, что может сказаться при распространении звука на большие расстояния. В выхлопных системах авиационных (ГТД) температура газов на выходе может быть 600 - 800 К, следовательно, местная скорость распространения звука возрастает в несколько раз. Звуковое поле - это область пространства, в котором распространяются звуковые волны. В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяются во времени.

  1.