Лабораторная работа по информационным технологиям (Вариант 18)

Практическая работа 1. Ознакомиться с приведенной методикой, выделить исходные данные, промежуточные и итоговые результаты и составить алгоритм решения данной задачи. 2. В соответствии с разработанным алгоритмом обработки информации для автоматизации процесса вычисления составить программу на одном из языков программирования высокого уровня и осуществить ее отладку (возможно использование вместо языков программирования возможностей MS Excel). 3. Выполнить расчеты на исходных данных своего индивидуального варианта задания (выбрав из заданных уровней звукового давления для среднегеометрических частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 любые 2 уровня не расположенные рядом, например, 1000 и 4000) и оформить практическую работу, описав все стадии решения задачи, вставив используемые формулы, рисунки, таблицы и скриншоты.

ВАРИАНТ 3. ТРЕБУЕТСЯ РАССЧИТАТЬ:

1. Уровни звукового давления в расчетной точке – РТ, сравнить с допустимыми по нормам, определить требуемое снижение шума на рабочих местах. Расчеты проводить в соответствии с п. 3.1. В рабочем помещении длиной А = 30 м, шириной В = 12 м, и высотой Н = 7 м размещены источники шума – ИШ1, ИШ2, …, ИШn с уровнями звуковой мощности L1, L2,…, Ln (рис. 1). Источник шума ИШ1 заключен в кожух. В конце цеха находится помещение вспомогательных служб, которое отделено от основного цеха перегородкой с дверью площадью Sдв=2,5 м2. Расчетная точка находится на расстоянии ri от источников шума. Рисунок 1. Схема расположения оборудования – ИШi на участке и расчетной точки — РТ. Таблица 1. Габаритные размеры участка цеха, кабины, источника шума ИШi, размещение оборудования Таблица 2. Условия работы Автоматизируем расчеты с помощью MS Excel. Числовые значения различных параметров разделим на 3 вида: Уровни звукового давления для среднегеометрических частот 500 и 2000 Гц в расчетной точке следует определять по формуле: Здесь: L – ожидаемые октавные уровни звукового давления в расчетной точке, дБ;  — эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расстояния r от расчетной точки до акустического центра к максимальному габаритному размеру источника lмакс, рис. 2. Акустическим центром источника шума, расположенного на полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость; i – 100,1LPi – определяется по табл. 4; LРi – октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;  – фактор направленности; для источников с равномерным излучением принимается =1; S – площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять S=2r2, где r – расстояние от расчетной точки до источника шума;  – коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по графику (рис. 3) в зависимости от отношения постоянной помещения B к площади ограждающих поверхностей помещения Sогр. (Sогр=Sпола+Sстен +Sпотолка); B – постоянная помещения в октавных полосах частот, определяемая по формуле B=B1000 , где B1000 – постоянная помещения на частоте 1000 Гц, м2, определяемая в зависимости от объема и типа помещения на частоте 1000 Гц (табл. 5); μ – частотный множитель, определяемый по табл. 6; m- количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых ri < 5rмин , где rмин – расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума, м; n – общее количество источников шума в помещении с учетом коэффициента одновременности их работы. Выписываем из таблицы уровни звуковой мощности для выбранных частот: Рисунок 2. Шумы по каждому источнику. Формируем вспомогательные таблицы и графики для автоматизации с помощью функций MS Excel: Рисунок 3. Определение величины Di. Рисунок 4. График для определения коэффициента  Рисунок 5. Значение коэффициента m Рисунок 6. График для определения коэффициента  Рисунок 7. Звукоизолирующая способность стен, перегородок, дБ. Рассчитываемые значения разделяем на общих для всех октавных частот и индивидуальные для конкретных значений: Рисунок 8. Порядок расчета звукового давления в точке. Рассчитав объем помещения определяем коэффициент «В» (строка 36) из листа «мю» (рис.5) через функцию ВПР. По формуле, полученный при построении линии тренда (рис.5), получаем значение коэффициента диффузности (строка 37). Вручную указываем количество источников шума m = 5 (строка 40) и коэффициент n = 3 (строка 41). Рассчитанные ожидаемые октавные уровни (строка 43) вносим в табл. 3.

2. Звукоизолирующую способность перегородки и двери в ней, подобрать материал для перегородки и двери. Расчеты производить в соответствии с п. 3.2.

Звукоизолирующие ограждения, перегородки применяются для отдаления «тихих» помещений от смежных «шумных» помещений; выполняются из плотных, прочих материалов. В них возможно устройство дверей, окон. Подбор материала конструкций производится по требуемой звукоизолирующей способности Rтреб, дБ, величина которой определяется по формуле где: – суммарный октавный уровень звуковой мощности излучаемой всеми источниками и определяемый с помощью табл. 4; Lдоп – допустимый октавный уровень звукового давления в изолируемой от шума помещении, дБ, табл. 4; Bи – постоянная изолируемого помещения, м2; m – количество элементов в ограждении (сплошная перегородка – m=1, перегородка с окном или дверью – m=3). Рисунок 9. Порядок расчета звукоизоляции от перегородки и двери. По полученным значениям Rтреб подбираем через функцию ВПР ближайшее большее значение звукоизоляции перегородок (рис.8). Для частоты 500 Гц подходящей перегородки нет, для частоты 2000 Гц — Кирпичная кладка с двух сторон, 2 кирпича (звукоизоляция 70 дБ). Для двери выбираем – глухую щитовую дверь. Последняя обладает максимальными звукоизолирующими свойствами, но для достижения необходимого уровня снижения шума устанавливаем двойную дверь.

3. Звукоизолирующую способность кожуха для источника ИШ1. Источник шума установлен на полу, размеры его в плане – (a x b) м, высота – h м. Подобрать материал для кожуха. Расчеты проводить в соответствии с п. 3.3.

Применяются для снижения уровней звуковой мощности отдельных, наиболее шумных источников. Кожухи полностью закрывают источник шума, изготавливаются из листовых материалов (сталь, дюралюминий и др.). Внутренние поверхности стенок кожуха обычно облицовывают звукопоглощающим материалом. Требуемая звукоизолирующая способность стенок кожуха определяется по формулам: для необлицованных кожухов для кожухов со звукопоглощающей облицовкой внутренних поверхностей где: Lдоп – допустимые октавные уровни звукового давления, дБ; aобл – коэффициент звукопоглощения облицовочного материала; Остальные обозначения такие же, как в формуле (1). Выбор материала кожуха следует производить от Rтреб по справочникам или табл. 10. Рисунок 10. Порядок выбора звукоизолирующего кожуха. Рассматриваем два варианта кожуха – с облицовкой и без нее. Без облицовки значения шума превышают уровень звукоизоляции ранее выбранной кирпичной кладки, поэтому принимаем облицовку внутренней поверхности кожуха из стального листа с минераловатной плитой, в результате чего удается заменить перегородку на кирпичную кладку с двух сторон, но в 1 кирпич (ранее было 2).

4. Снижение шума при установке на участке цеха звукопоглощающей облицовки. Расчеты проводить в соответствии с п. 3.4.

Выбор звукопоглощающей облицовки (материал, конструкция, коэффициент звукопоглощения и т.д.) следует производить по данным табл. 11 в зависимости от требуемого снижения шума DLтреб. При этом реверберационный коэффициент звукопоглощения облицовки aобл должен иметь максимальные значения в тех октавных полосах частотного диапазона, где наблюдается наибольшее превышение ожидаемых уровней звукового давления над допустимыми значениями. Величина возможного максимального снижения уровней звукового давления в расчетной точке при применении выбранных звукопоглощающих конструкций определяется по формуле где: B – постоянная помещения до установки в нем звукопоглощающей облицовки, м2; определяется так же, как в формуле (1); B1 – постоянная помещения после установки в нем звукопоглощающих конструкций, м2; определение ее рассматривается ниже; Y и Y1 – коэффициенты, определяемые по графику на рис. 3, соответственно до и после установки звукопоглощающих конструкций. В качестве звукопоглощающей облицовки стен (рис.10) принимаем материал «Винипор», площадь покрытия – 60%, т.е. 972 м2. Рисунок 11. Выбор звукопоглощающей облицовки помещения. Постоянную помещения B1 следует определять по формуле где: – эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностей не занятых звукопоглощающей облицовкой, м2; a – средний коэффициент звукопоглощения помещения до установки звукопоглощающей облицовки; определяется по формуле ; где Sогр – общая площадь ограждающих поверхностей помещения, м2; Sобл – площадь звукопоглощающих облицовок, м2; DA – величина добавочного звукопоглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки, м2; определяется по формуле где aобл – реверберационный коэффициент звукопоглощения выбранной конструкции облицовки в октавной полосе частот; определяемый по табл. 8. a1 – средний коэффициент звукопоглощения помещения со звукопоглощающими конструкциями, определяемый по формуле Выбранная звукопоглощающая облицовка будет обеспечивать необходимое снижение уровня шума в октавных полосах частот в том случае, если в результате расчетов получено Таблица 3. Результаты расчета Проведенные расчеты показали, что для заданного режима работы звукоизоляция не обеспечивается через дверь на надлежащем уровне для частоты в 500 Гц.