Меню

Звуковая мощность lwa это



Звуковая мощность lwa это

Что такое шум?

Шумы создаются звуковыми волнами, возникающими при расширении и сжатии в воздухе и других средах. В системах кондиционирования и вентиляции шумы могут возникать и распространяться в воздухе, корпусах воздуховодов, передвигающихся по трубам жидкостях и т.д.

Шумы могут иметь различную частоту и интенсивность.

Скорость распространения звука

Шум распространяется с гораздо меньшей скоростью, чем световые волны. Скорость звука в воздухе — примерно 330 м/с. В жидкостях и твердых телах скорость распространения шума выше, она зависит от плотности и структуры вещества.

Пример: скорость звука в воде равна 1.4 км/с, а в стали — 4.9 км/с.

Частота шума

Основной параметр шума — его частота (число колебаний в секунду). Единица измерения частоты — 1 герц (Гц), равный 1 колебанию звуковой волны в секунду.

Человеческий слух улавливает колебания частот от 20 Гц до 20000Гц. При работе систем кондиционирования учитывают обычно спектр частот от 60 до 4000Гц.

Для физических расчетов слышимая полоса частот делится на 8 групп волн. В каждой группе определена средняя частота: 62 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц, 2 кГц, 4 кГц и 8 кГц. Любой шум раскладывается по группам частот, и можно найти распределение звуковой энергии по различным частотам.

Мощность звука

Мощность звука какой-либо установки — это энергия, которая выделяется установкой в виде шума за единицу времени. Измерять силу шума в стандартных единицах мощности неудобно, т.к. спектр звуковых частот очень широк, и мощность звуков отличается на много порядков.

Пример: сила шума при поступлении в помещение воздуха под низким давлением равна одной стомиллиардной ватта, а при взлете реактивного самолета сила шума достигает 1000 Вт.

Поэтому уровень мощности звука измеряют в логарифмических единицах — децибелах (дБ). В децибелах сила шума выражается двух- или трехзначными числами, что удобно для расчетов.

Уровень мощности звука в дБ — функция отношения мощности звуковых волн возле источника шума к нулевому значению W, равному 10 -12 Вт. Уровень мощности рассчитывается по формуле:

Lw = 10lg(W/W0)

Пример: если мощность звука вблизи источника равна 10 Вт, то уровень мощности составит 130 дБ, а если мощность звука равна 0.001 Вт, то уровень мощности — 90 дБ.

Мощность звука и уровень мощности независимы от расстояния до источника шума. Они связаны лишь с параметрами и режимом работы установки, поэтому важны для проектирования и сравнения различных систем кондиционирования и вентиляции.

Уровень мощности нельзя измерить непосредственно, он определяется косвенно специальным оборудованием.

Уровень давления звука

Уровень давления звука Lp — это ощущаемая интенсивность шума, измеряемая в дБ.

Lp = P/P0

Здесь P — давление звука в измеряемом месте, мкПа, а P = 2 мкПа — контрольная величина.

Уровень звукового давления зависит от внешних факторов: расстояния до установки, отражения звука и т.д. Наиболее простой вид имеет зависимость уровня давления от расстояния. Если известен уровень мощности шума Lw, то уровень звукового давления Lp в дБ на расстоянии r (в метрах) от источника вычисляется так:

Lp = Lw — lgr — 11

Пример: мощность звука холодильного блока равна 78 дБ. Уровень звукового давления на расстоянии 10 м от него равен: (78 — lg10 — 11) дБ = 66 дБ.

Если известен уровень звукового давления Lp1 на расстоянии r1 от источника шума, то уровень звукового давления Lp2 на расстоянии r2 будет вычисляться так:

Пример: Уровень звукового давление на расстоянии 1 м от установки равно 65 дБ. Тогда уровень звукового давления на расстоянии 10 м от нее равен: (65 — 20*lg10) дБ = (65 — 20) дБ = 45 дБ..

Вообще, в открытом пространстве уровень звукового давления снижается на 6 дБ при увеличении расстояния до источника шума в 2 раза. В помещении зависимость будет сложнее из-за поглощения звука поверхностью пола, отражения звука и т.д.

Громкость шума

Чувствительность человека к звукам разной частоты неодинакова. Она максимальна к звукам частотой около 4 кГц, стабильна в диапазоне от 200 до 2000 Гц, и снижается при частоте менее 200 Гц (низкочастотные звуки).

Читайте также:  Мощность сварочного трансформатора тдм 503

Громкость шума зависит от силы звука и его частоты. Громкость звука оценивают, сравнивая ее с громкостью простого звукового сигнала частотой 1000Гц. Уровень силы звука частотой 1000Гц, столь же громкого, как измераемый шум, называется уровнем громкости данного шума. На приведенной ниже диаграмме показана зависимость силы звука от частоты при постоянной громкости.

При малом уровне громкости человек менее чувствителен к звукам очень низких и высоких частот. При большом звуковом давлении ощущение звука перерастает в болевое ощущение. На чатоте 1 кГц болевой порог соответствует давлению 20 Па и силе звука 10 Вт/кв.м.

Диаграмма кривых равной громкости

Шумовые характеристики оборудования

Шумовые характеристики оборудования представляют в виде таблиц, где содержатся:

  1. уровень мощности шума в дБ с разбивкой по полосам частот
  2. общий уровень звукового давления

Звуковое давление в помещениях нормируется санитарными нормативами, допустимые значения различны для разных частот. Шум, создаваемый системами вентиляции и кондиционирования, принимают на 5 дБ ниже допустимого уровня шума в помещении (СНиП 11-12-77).

Суммирование источников шума

Шум от нескольких источников не соответствует сумме шумов от каждого источника в отдельности. Для двух находящихся рядом установок шум определяется следующим образом:

  1. Если показатели уровня шума одинаковы, то суммарный уровень шума на 3 дБ превышает уровень шума каждой установки.
  2. Если разница уровней шума превышает 10 дБ, суммарный уровень шума равен величине большего из двух шумов.

Например, общий шум от двух установок с уровнями 30 и 60 дБ, равен 60 дБ.

  • Если разница уровней шума не более 10 дБ, нужно воспользоваться приведенной ниже таблицей. Вычисляем разность уровней шума установок.
  • Например, L1 = 52 дБ, а L2 = 48 дБ. Разность равна 4 дБ. В верхней строке таблицы найдем 4 дБ, тогда в нижней строке видим показатель 1.5 дБ. Прибавим этот показатель к большему уровню шума: 52 дБ + 1.5 дБ = 53.5 дБ. Это и будет общий уровень шума от двух установок.

    Разница уровней шума, дБ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
    Показатель-добавка, дБ 2.6 2.1 1.8 1.5 1.2 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4

    Если источников шума более двух, метод расчета не меняется, и источники рассматриваются парами, начиная с самых слабых.

    Например, есть четыре установки с уровнями шума 25 дБ, 38 дБ, 43 дБ и 50 дБ.

    Сначала делаем подсчет для двух слабейших установок: 38 — 25 = 13 дБ. Разница больше 10 дБ, и эту установку вообще не учитываем.

    Для установок 38 и 43 дБ: 43 — 38 = 5 дБ, поправка из таблицы равна 1.2 дБ. Суммарный шум трех установок: 43 + 1.2 = 44.2 дБ.

    Теперь найдем полный шум всех установок. 50 — 44.2 = 5.8 дБ. Округляя разность уровней шума до 6 дБ, по таблице находим поправку 1.0 дБ.

    Источник

    Звуковая мощность — Sound power

    Звуковая мощность или акустическая мощность — это скорость, с которой звуковая энергия излучается, отражается, передается или принимается в единицу времени. Он определяется как «через поверхность, произведение звукового давления и составляющей скорости частицы в точке на поверхности в направлении, нормальном к поверхности, интегрированное по этой поверхности». В системе СИ единица звуковой мощности — ватт (Вт). Он относится к мощности звуковой силы на поверхности, окружающей источник звука, в воздухе. Для источника звука, в отличие от звукового давления , мощность звука не зависит ни от помещения, ни от расстояния. Звуковое давление — это свойство поля в точке в пространстве, а звуковая мощность — это свойство источника звука, равное общей мощности, излучаемой этим источником во всех направлениях. Звуковая мощность, проходящая через область, иногда называется звуковым потоком или акустическим потоком через эту область.

    Содержание

    • 1 Уровень звуковой мощности LWA
      • 1.1 Таблица выбранных источников звука
    • 2 Математическое определение
    • 3 Отношения с другими величинами
    • 4 Уровень звуковой мощности
      • 4.1 Связь с уровнем звукового давления
    • 5 ссылки
    • 6 Внешние ссылки
    Читайте также:  Как посчитать активную мощность трехфазной сети

    Уровень звуковой мощности L WA

    В правилах часто указывается метод измерения, который учитывает звуковое давление над поверхностью, окружающей источник. L WA определяет мощность, подаваемую на эту поверхность, в децибелах относительно одного пиковатта. Устройства (например, пылесос) часто имеют требования к маркировке и максимальному количеству, которое им разрешено производить. При расчете используется шкала A-взвешивания, поскольку метрика связана с громкостью, воспринимаемой человеческим ухом. Измерения в соответствии с ISO 3744 выполняются в 6–12 определенных точках вокруг устройства в полубезэховом пространстве. Тестовая среда может располагаться в помещении или на открытом воздухе. Требуемая среда — твердый грунт в большом открытом пространстве или полубезэховая камера (свободное поле над отражающей плоскостью).

    Таблица выбранных источников звука

    Вот таблица некоторых примеров из он-лайн источника. Для всенаправленных источников в свободном пространстве мощность звука в L wA равна уровню звукового давления в дБ выше 20 микропаскалей на расстоянии 0,2821 м.

    Ситуация и
    источник звука
    Звуковая мощность
    ( Вт )
    Уровень звуковой мощности
    ( дБ от 10 до 12 Вт)
    Ракета Сатурн V 100 000 000 200
    Проект Artemis Sonar 1 000 000 180
    Турбореактивный двигатель 100 000 170
    ТРДД на взлете 1000 150
    Турбовинтовой самолет на взлете 100 140
    Пулемет
    Большой трубчатый орган
    10 130
    Симфонический оркестр
    Тяжелый гром
    Соник бум
    1 120
    Рок-концерт (1970-е)
    Цепная пила
    Ускоряющий мотоцикл
    0,1 110
    Газонокосилка
    Автомобиль на скорости шоссе
    Метро стальные колеса
    0,01 100
    Большой дизельный автомобиль 0,001 90
    Громкий будильник 0,0001 80
    Относительно тихий пылесос 10 −5 70
    Фен 10 −6 60
    Радио или ТВ 10 −7 50
    Холодильник
    Низкий голос
    10 −8 40
    Тихая беседа 10 −9 30
    Шепот одного человека
    Тикают наручные часы
    10 −10 20
    Человеческое дыхание одного человека 10 −11 10
    Исходная величина 10 −12

    Математическое определение

    Звуковая мощность, обозначаемая P , определяется как

    п знак равно ж ⋅ v знак равно А п ты ⋅ v знак равно А п v <\ Displaystyle P = \ mathbf \ cdot \ mathbf = Ap \, \ mathbf \ cdot \ mathbf = Apv> P = <\ mathbf f data-lazy-src=

    п знак равно А я , <\ displaystyle P = AI,>

    • A обозначает площадь;
    • I означает интенсивность звука.

    P = Acw,

    п знак равно А c ш , <\ displaystyle P = Acw,>

    • c обозначает скорость звука ;
    • w обозначает плотность звуковой энергии.

    Уровень звуковой мощности

    Уровень звуковой мощности (SWL) или уровень акустической мощности — это логарифмическая мера мощности звука относительно контрольного значения.
    Уровень звуковой мощности, обозначенный L W и измеренный в дБ , определяется как

    L W знак равно 1 2 пер ( п п 0 ) N п знак равно бревно 10 ( п п 0 ) B знак равно 10 бревно 10 ( п п 0 ) d B , <\ displaystyle L_ = <\ frac <1><2>> \ ln \! \ left ( <\ frac

    >> \ right) \!

    \ mathrm ,> L_ <W data-lazy-src=

    Обычно используется эталонная звуковая мощность в воздухе:

    \ mathrm .> P_ <0 data-lazy-src=