Методические указания и контрольные задания по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» (часть 7)

ЗАДАЧА 8. Расчет суммарного уровня шума

Определите суммарный уровень шума от агрегатов с уровнями звукового давления L1, L2,…Ln дБ. Геометрическая частота в спектре шума f, Гц. Сравните с допустимым уровнем звука на данной частоте Lдоп дБ и объясните практическую необходимость данного расчета при проектировании промышленного предприятия.

Таблица 8 — Исходные данные к задаче 8

Исходные данные	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
L1, дБ	60	75	60	75	80	65	70	—	65	82
L2, дБ	70	78	73	75	68	72	75	75	60	70
L3, дБ	75	70	75	75	75	70	65	75	65	75
L4, дБ	—	65	75	65	60	60	60	75	70	65
f, Гц	4000	500	2000	1000	250	4000	500	2000	1000	1000
Lдоп, дБ	71	78	73	75	81	71	75	75	70	80

Указания к решению задачи:

1. Суммарный уровень шума от нескольких источников не равен арифметической сумме уровней звукового давления каждого источника, а определяется в логарифмической зависимости. Суммарный уровень шума от источников, имеющих разный уровень звукового давления, определяют по формуле: L = 10 * lg(Σ 10^(0,1 * Li)), дБ, где n – количество источников шума; Li – уровень звукового давления каждого источника, дБ.
2. Для упрощения математических расчетов суммарный уровень шума от различных источников можно определить по выражению: L = Lmax + ΔL, дБ, где Lmax – больший из двух суммируемых уровней шума, дБ; ΔL – добавка к максимальной величине уровня звукового давления, дБ (см. табл. 8.1). Табличное значение определяют по разности двух складываемых уровней шума.

Таблица 8.1 — Добавка к максимальной величине уровня звукового давления

Разность двух складываемых уровней, дБ	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15	20
Добавка к более высокому значению уровня, ΔL, дБ	3,0	2,5	2,0	1,8	1,5	1,2	1,0	0,8	0,6	0,5	0,4	0,2	0

При пользовании таблицами 8 и 8.1 необходимо разместить заданные уровни звукового давления L1, L2,…Ln в порядке возрастания, а затем последовательно находить разность между каждыми двумя суммируемыми уровнями звукового давления, т.е. каждый раз к более высокому из складываемых уровней звукового давления прибавляется значение ΔL.

3. При одновременной работе агрегатов равной интенсивности общий уровень звукового давления в помещении определяют по формуле: L = L1 + 10 * lg n, дБ, где L1 – уровень звука одного агрегата, дБ; n – количество одновременно работающих агрегатов.

ЗАДАЧА 9. Расчет шума

Определите уровень шума в октавной полосе f в санитарно-защитной зоне на границе жилого района, если уровень звукового давления источника производственного шума Lр, дБ. Сделайте вывод об экологической чистоте акустической среды на границе жилого района и дайте рекомендации по применению средств для уменьшения производственного шума. Примите допустимый уровень звукового давления 60 дБ.

Исходные данные: а) кратчайшее расстояние от центра источника шума до расчетной точки r, м; б) фактор направленности источника шума (безразмерная величина) Ф=5; 6; 7 (выбирается на усмотрение студента); в) затухание звука в атмосфере Δ, дБ/км.

Таблица 9 — Исходные данные к задаче 9

Исходные данные	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Lр, дБ	108	98	80	75	85	100	95	78	70	80
r, м	60	50	90	80	40	70	55	85	90	37
f, Гц	1000	500	2000	250	4000	1000	500	2000	250	4000
Δ, дБ/км	6	3	12	1,5	24	6	3	12	1,5	24

Указания к решению задачи:

1. Уровень звукового давления на территории предприятия или на границе жилого района определяется по формуле: Li = Lp — 20 * lg(r) — Δ * r — 8 + Ф, дБ, где Lp – октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ; r – кратчайшее расстояние от центра источника шума до расчетной точки, м; Ф – фактор направленности источника шума (безразмерная величина); Δ — затухание звука в атмосфере, дБ/м. Величину Δ принимают в зависимости от среднегеометрической частоты октавных полос.

ЗАДАЧА 10. Расчет защитного заземляющего устройства

Рассчитать систему защиты заземлением от поражения людей электрическим током на машиностроительном заводе.

Исходные данные: а) линейное напряжение в сети Uл = 6 кВ; б) заземляющее устройство состоит из стержней: длиной l=2500 мм и диаметром d=50 мм; в) стержни размещаются по периметру Р, м; г) общая длина подключенных к сети воздушных линий lв, км; д) общая длина подключенных к сети кабельных линий lk, км; е) удельное сопротивление грунта – ρизм, Ом * м; ж) расстояние между стержнями – а, при этом а/l = 1; 2 или 3.

Таблица 10 — Исходные данные к задаче 10

Исходные данные	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
lв, км	10	20	15	10	10	15	15	20	15	10
lk, км	50	60	60	60	50	60	55	60	50	60
ρизм, Ом*м	500	300	150	700	160	400	200	150	200	400
Р, м	350	230	85	150	100	350	160	130	380	250

Указания к решению задачи:

1. Расчетный ток замыкания со стороны 6000 В подстанции определяется по формуле: I3 = Uл * (35 * lк + lв) / 350, А.
2. Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора на стороне 380 В должно быть не менее 4 Ом. С другой стороны необходимое сопротивление заземляющего устройства с точки зрения перехода высокого напряжения на сторону 380 В должно удовлетворять требованию: Rз ≤ 125 / Iз ≤ 4 Ом. В дальнейших расчетах R3 следует принять расчетное, если оно меньше 4 Ом, или же 4 Ом, если оно превышает эту величину.
3. Определение расчетного удельного сопротивления грунта: ρр = ρизм * Ψ, Ом * м, где ρизм удельное сопротивление грунта, полученное измерением или из справочной литературы; Ψ=1,3 – климатический коэффициент.
4. Сопротивление одиночного вертикального стержневого заземлителя, заглубленного ниже уровня земли на h0 = 0,5 м, определяется по формуле: Rовс = (ρр / (2 * π * l)) * (ln(4 * l / d) + 0,5 * ln((4 * H + l) / (4 * H — l))), Ом, где: ρр – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом*м; l – длина стержня, м; d – диаметр стержня, м; H – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м; h0 – глубина забивки заземлителя, м.
5. Приближенное число заземлителей: n ≈ Rовс / Rз, шт, где Rз – допустимое сопротивление защитного заземления, Ом.
6. По приближенному числу заземлителей – n и расстоянию между стержнями – а, определяем коэффициент использования заземлителей ηиз (табл. 10.1).

Таблица 10.1 — Коэффициент использования заземлителей

n	1 – 10			20 – 30			30 – 40
а/l	1	2	3	1	2	3	1	2	3
ηиз	0,6	0,7	0,8	0,5	0,6	0,7	0,42	0,55	0,65
ηип	0,37	0,47	0,65	0,26	0,31	0,43	0,25	0,29	0,4

(Таблица 10.1 продолжение)

n	40 – 60			70 – 80			100
а/l	1	2	3	1	2	3	1	2	3
ηиз	0,4	0,52	0,62	0,37	0,51	0,61	0,35	0,5	0,6
ηип	0,21	0,28	0,37	0,20	0,26	0,35	0,19	0,24	0,33

7. Предварительное определение количества заземлителей: n = Rовс / (Rз * ηиз), шт.
8. Сопротивление полосы (без учета коэффициента использования полосы), соединяющей одиночные вертикальные стержни заземлителя определяется по формуле: Rпол = (ρр / (2 * π * l1)) * ln(2 * l1^2 / (b * h0)), Ом, где: b – ширина полосы, равная 20–40 мм; l1 – длина полосы, соединяющей заземлители по контуру равна периметру подстанции – Р, м.
9. Сопротивление соединительной полосы с учетом коэффициента использования: R’пол = Rпол / ηип, Ом.
10. Уточняем необходимое сопротивление вертикальных стержневых заземлителей с учетом сопротивления полосы: R’овс = (Rз * R’пол) / (R’пол — Rз), Ом.
11. Уточненное количество заземлителей с учетом коэффициента использования заземлителей, определяется по формуле: n = R’овс / (R’овс * ηиз), шт.