Шум, вибрация, воздействие СВЧ

Вибрационная болезнь. Частота колебаний, способных вызвать у человека наибольшее специфическое вибрационное ощущение, находится в диапазоне 5000 - 8000 гц.

Биологический эффект действия вибрации заключается в воздействии энергии колебаний, вызывающей в тканях переменные напряжения сжатия и растяжения, сдвиг от естественного положения покоя, кручение и изгибы тканей, колебание жидкости (крови, лимфы). Общая вибрация вызывает психовегетативную дисфункцию и двигательные расстройства.

Точечная или направленная вибрация вызывает нарушение функционирования вегетативной нервной и эндокринной систем человека. Возможно поражение артерий (облитерирующий эндартерит), глубокие трофические изменения кожи, вплоть до развития гангрены пальцев, остеопороз костно-суставного аппарата, деформирующий артроз, остеохондроз с осложнениями в виде уплотнений с отложением извести, остеофитоз.

 

Рассмотрим задачу о влиянии вибрации на человека

Вычислить дозу вибрации D, полученную слушателем концерта симфонической музыки, при условии, что акустическое давление p менялось в течение 2 часов по закону p=3sin(t) Н/м².

Примечание: Для решения использовать формулу связи акустического давления и дозы полученной вибрации в виде.

При решении этой задачи необходимо перейти к функции двойного угла, после чего решение значительно облегчается. Интервал интегрирования следует принять [0,2].

Лечение и профилактика. Комплексный подход с применением сосудорасширяющих, витаминных препаратов, массажа, физиотерапии, гидропроцедур, улучшающих микроциркуляцию крови (баня, сауна, гидромассаж).

Патологическое воздействие шума. Шум – беспорядочное сочетание различных по частоте и силе звуков. Он имеет определенную частоту, выражаемую в герцах (Гц), и интенсивность – уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ). Патологическое воздействие шума приводит к развитию тугоухости в результате поражения кохлеарного нерва. Как правило, оба уха страдают одновременно. Тугоухость развивается при систематическом воздействии шума с интенсивностью 85 дБ и выше в течении 5 лет.

Нормируемые характеристики шума. Нормируемым параметром шума является интенсивность. Допустимая интенсивность на рабочем месте – 85 децибелл (дБ). Бытовой шум составляет 45-60 дБ. Допустимая кратковременная интенсивность шума при работе мощных двигателей – 120-150 дБ.

Решим задачу. Найти мощность источника шума сирены спецмашины, если сила звука на расстоянии 3 м от нее равна 10 Вт/м².

Примечание: Необходимо использовать формулу I= S/(4πa²), где I – сила звука, S –мощность источника шума, a – расстояние до источника шума.

 

Решим еще одну задачу.

Найти уровень шума вала стиральной машины, испытывающей вибрационные нагрузки при средней скорости вращения, равной 800 оборотов в минуту и радиусом вала 1,5 см.

Примечание: использовать зависимость между средней скоростью вращения и средней скоростью колебаний в виде

V=ωa/2, и зависимость между уровнем шума и средней скоростью колебаний в виде L=10 lg(V²/V₀²) дБ, где ω – угловая скорость, a – радиус вала, V – средняя скорость вращения, V₀ =5·10^-8м/с – скорость, принятая за начало отсчета, при который фиксируется вибрация.

 

С точки зрения безопасности жизнедеятельности можно лишь напомнить, что очень громкий звук и длительное применение слуховых наушников опасны для здоровья: могут привести к тугоухости и даже глухоте.

 

Решим следующую задачу.

Найти акустическое давление сирены спецмашины, если сила звука при этом равна 40 Вт/м².

Примечание: использовать формулу I= p²/(kc), где I – сила звука, p –акустическое давление, k –удельное сопротивление среды (для воздуха принять равным 0,3) c - скорость звука в воздухе (принять равной 344 м/с).

Замечание: допустимый уровень акустического давления – 80 дб.