автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Способы и технические средства нормализации шума оборудования молочных ферм

На правах рукописи

ЩЕРБАКОВА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА

СПОСОБЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА НОРМАЛИЗАЦИИ ШУМА ОБОРУДОВАНИЯ МОЛОЧНЫХ ФЕРМ

Специальность 05.26.01 - охрана труда и пожарная безопасность

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1954

На правах рукописи

ЩЕРБАКОВА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА

СПОСОБЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА НОРМАЛИЗАЦИИ ШУМА ОБОРУДОВАНИЯ МОЛОЧНЫХ ФЕРМ

Специальность 05.26.01 - охрана труда и пожарная безопасность

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательско институте охраны труда Минсельхоза Российской Федерации (г.Ope

Научный руководитель: доктор технических наук, профессо

Н.Н.МАЛАХОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессо

Н.И.ИВАНОВ

кандидат технических наук, доцент И.Т.АГАПОВ

Ведущая организация: ВИСХОМ

Защита состоится " 15 " апреля 1994 г. в 14 час.30 мин. на заседании специализированного совета Д 120.37.07 Санкт-Петербургского государственного аграрного университета по. адресу 189620, Санкт-Петербург, Пушкин, Академически^ пр., 23, ауд. 529.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 1994 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, доктор технических наук, профессор

Ф.Д.Носоухов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная технология производства молока связана с применением высокопроизводительной энергонасыщенной техники, что/приводит к увеличению шумонагруженно сти рабочих меьт. Увеличение уровня шума сопровождается возрастанием заболеваний, повышенным утомлением, ослаблением внимания и готовности к экстренным реакциям.

В производстве молока занято 65$ работников животноводства; 9855 мастеров машинного доения женщины. Условия труда на молочных фермах по многим санитарно-гигиеническим факторам не отвечает требованиям санитарных норы. Развитие фермерских хозяйств идет в направлении ухудшения условий труда. Сочетание щума с воздействием других вредных фахторов ужесточает требования н его снижению.

' Исследования показали, что работники молочного животноводства в течение рабочего времени находятся под воздействием шума, превышающего установленные безопасные нормы на 2-19 дБА. Щуи доильных установок является существенным фактором, ухудшающим экологию сельской местности. Актуальность изучения возможностей нормализации шума оборудования молочных ферм

определяется и дальнейшим ростом энерговооруженности животно** *

водства, что обострит необходимость решения рассматриваемой, проблемы.

Исследования проводились в рамках отраслевых научно-исследовательских программ 0.(ЖЛ27 МСХ СССР, 0.сх.82 ГАП СССР, 0.74.08, ПИТ и ВЦСПС СССР.

Цель работы - нормализация и последующее снижение до комфортных уровней пут/а на молочных фермах путем разработки

способов и технических средств на основе научных исследований.

Цель определила постановку следующих задач:

1. Исследование и разработка способов и технических средств нормализации шума, создаваемого вакуумными насосами и теплогенерирующим оборудованием. :

2. Обобщение способов и средств нормализации шума различных источников на фермах и разработка рекомендаций по их системному применению.

. Методы исследований. Использован комплексный метод исследований, включающий анализ и обобщение данных научно-технической литературы; экспериментальные и аналитические методы исследования шумовых характеристик в соответствии с требованиями государственных стандартов; математическое моделирование с использованием регрессионного анализа; теоретические исследования процесса горения как усилителя акустических колебаний, опытно-промышленную. проверку полученных результатов.

.Научная новизна работы.

1. Выполнено системное исследование, направленное на нормализацию шума на молочных фермах путем совместного использования разнородных методов:шумоглушения, воздействия на шум вентиляторов, процессов горения в котлах и их йзаймодействия с акустическими колебаниями.

2.' За счет применения теории планирования' эксперимента получены аналитические зависимости влияния конструктивных параметров разработанного глушителя шума выхлопа вакуумных насосов доильных установок на эффекти&ность шумоглушения.

3. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования свойства процесса горения усиливать акустические колебания. Получены числовые характеристики этого свойства.

Практическая значимость.

1. Разработана серия конструкций встроенных глушителей шума выхлопа вакуумных насосов доильных установок и рекомендации по их проектированию и применению.

2. На основе экспериментальных исследований выявлены доминирующие источники шума котлов КТ-500 и теплогенераторов типа ТГ-2,5, разработаны технические средства снижения их интенсивности: усовершенствованная улитка дымососа котла КТ-500 и обтекатель на воздухозаборном устройстве теплогенератора ТГ-2,о.

3. Исследованы пути и разработаны предложения по решению задачи нормализации шума, возникающей с ростом теплонапряженности топок котлов сельскохозяйственного назначения.

х 4. Существующие и вновь разработанные способы и технические средства нормализации шума позволили комплексно решить проблему улучшения шумовой обстановки на молочных фермах.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены и одобрены на Ученом совете ВНИИОТ МСХ РФ, МИОТ ФНРП, на научно-практических конференциях 1988, 1991 гг. СП ГАУ, на Всероссийской научно-практической конференции "Охрана труда и здоровья работников агропромышленного производства России" (Орел, 1993 г.).

Реализация результатов. Разработанные технические средства нормализации шума выхлопа вакуумных насосов доильных установок - встроенные шумоглушители трех различных конструкций внедрены в в ряде хозяйств Орловской и Курганской областей, экспонировались на ВДНХ СССР в 1988 г., приняты Гипронисельхозом (г.Москва) для внедрения во вновь разрабатываемых проектах .молочных ферм на 400-800 коров ч1993 г.).

Результаты проведенных исследований и разработанные рекомендации по снижению шума паровых котлов КТ-500 внедрены в ГСКБ по комплексу оборудования для микроклимата (г.Брест, 1990 г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных источников, пр! ложений и содержит 170 стр. машинописного текста, 21 рисунок, 12 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновываются актуальность и направления исследований по теме диссертации.

В первой главе проведен анализ условий труда работников молочных ферм. Фактические значения санитарно-гигиенических факторов условий труда работников кивотноводческих помещений и кор-моприготовительных цехов не соответствуют требованиям безопасности, эргономики и нормативным параметрам по микроклимату, запы ленности, содержанию вредных веществ в воздухе, уровню шума и освещенности. •

Анализ организации работ на молочных фермах показал, что наиболее трудоемким процессом является доение. В зависимости от способов доения и используемых средств механизации на него приходится 40-8С% рабочего времени. Труд доярок относится к пятой категории тяжести. Монотонность трудовых операций, значительно снижая устойчивость внимания, зачастую приводят к травмоопасным ситуациям. Из проведенного анализа производственного травматизма следует, что среди доярок он в 3 раза выше, чем среди работников растениеводства, и один из самых высоких в животноводстве.

Выявленные в результате литературного обзора идентичность характера проявления и высокая корреляционная взаимосвязь между болезнями позволяют сделать вывод о влиянии-производственных факторов на заболеваемость. При увеличении уровня шума на ЮдБА. показатели общей заболеваемости работающих, характеризуемые как частотой заболеваний, так' и их продолжительностью,' возрастают в 1,2-1,3 раза.

Наибольшее внимание исследователей уделяется проблемам нормализации микроклиматических параметров. Вопрос снижения шума, создаваемого оборудованием молочных ферм, остается до сих пор нерешенным. Так, при выполнении технологической операции раздачи силоса уровень шума - 84 дЕА, уборки навоза 78-80 дЕА. %мовые карты,, составленные для четырехрядных коровников показали, что. наиболее высокий уровень шума (75-80 дЕА) имеет место

в первом и втором рядах, наиболее близко расположенным к поме» ■

щениям, .где установлены вакуумные насосы доильных установок. Особенно высокий уровень шума отмечается при доении в летних "лагерях (103 дБА). Внешний шум ферм, проникающий на территорто жилой застройки, расположенную tía. расстоянии более 0,5 км, определяется только работой вакуумных насосов доильных установок и обычно находится на уровне 60 дБА. Уровни пума теплогенераторов и паровых котлов сельскохозяйственного назначения также превышают нормативные значения на I-15-дБА. В кормоприготовитель-ном отделении уровень шума достигает 105 дБА, причем превышение наблюдается во всем контролируемом частотном диапазоне. Всгоборудование кормоцехов генерирует шум повышенного уровня.

Проведенная классификация источников шума молочных ферм с учетом времени его воздействия позволила ранжировать задачи по нормализации шума и составить следующий ряд приоритетных

проблем: снижение шума выхлопа вакуумных насосов доильных установок, теплогенерирущего оборудования (ТГО), на рабочих местах кормоприготовительных цехов.

Обзор литературы и патентно-информационные исследования, проведенные с целью выявления тенденций развития и определения путей нормализации шума указанных источников, .позволили сделать вывод о недостаточном количестве и уровне проработки предложений. по решению задач приоритетного ряда проблем.

С учетом разнообразия природы отмеченных источников и необходимости применения для их исследования методов различных научных дисциплин используем системный анализ как методологическую основу объединения разнородных исследований в единый комплекс. В такой постановке основные источники шума молочных ферм принадлежат к различным подсистемам системы высокого иерархического уровня, которой является ферма в целом. Шум, как один из параметров условий труда, является управляемым воздействием на систему и решение поставленных задач рассматривается как соответствующая часть общего системного исследования животноводческих ферм. -

Во второй главе рассмотрены внешние и внутренние возмущающие воздействия и способы обеспечения допустимых уровней выходных реакций при наличии указанных воздействий в подсистеме "Доение", определяющий источник шума в которой вакуумные насоснк

доильных установок.__- __

В общем уровне шума, создаваемом вакуумными насосами доильных установок, определяющими являются'составляющие механического и аэродинамического шума.' Шум ¿¿клопа вакуумных насосов ниболее значим в летних лагерях содержания животных.

Радикальное решение вопроса - устранение щумообразования

з самом источнике, что является прерогативой разработчиков конструкции. Автором принят экономически и организационно более целесообразный метод уменьшения шума на пути его распространения.

Снижение механического шума до нормативных значений обеспечено звукоизолирующей способностью ограждающих поверхностей помещения, в котором установлены вакуумные насосы. Снижение шума в вакуумнасосной путем изготовления звукоизолирующих кожухов насосов требует значительных затрат трудовых и материальных ресурсов вследствие необходимости обеспечения приемлемого теплового режима, например,принудительной вентиляции вкощтрукши.

Ввиду отсутствия эффективных средств нормализации шума выхлопа вакуумных насосов доильных установок автором обобщен имеющийся опыт и разработана серия встроенных шумоглушителей, имею/

щих основное назначение - отработку предельно простой и надежной конструкции, не требующей для ее создания привлечения посторонних организаций. Созданные глушители (рис. 1,2,3) могут быть изготовлены непосредственно в хозяйствах методом сельского строительства.

Размеры глушителя ; {. ) определялись по Формуле = ,

к

где С - скорость звука, £ - расчетная частота пульсаций в выхлопном патрубке. Результаты расчетов подтвердились экспериментальными исследованиями эффективности шумоглушения при вариациях длины колодиа, которая изменялась от 0,5 до 1,0 м.

Проверена возможность применения известных формул для расчета эффективности комбинированных глушителей шума

& ¿/0=» МёдУ+^Ст.-^з'/лк?^ при.Ь4,

= при^

где л1р- эффективность шумоглушения, Л --длина звуковой волны,

£ - наибольший поперечный размер (длина колодца) глушителя, С - скорость звука,- отношение площади поперечного сечения £ к сумме площадей выхлопных патрубков, - волновое число, $лк - площадь внутренних поверхностей колодца, - средний коэффициент поглощения поверхностей, - площад! выходящего из колодца канала.

Погрешности оценок расчетных и экспериментальных данных не превысили 20%.

С целью подбора приемлемого сочетания влияющих факторов, в каждом конкретном случае обеспечивающих нормативный уровень шумг на выходе из глушителя, проведены факторные испытания кирпичных камерных глушителей по схеме статистического планирования. Для построения математической модели выбран план полного факторного эксперимента ПФЭ 2^. Исследуемыми факторами являлись: толщина крышки глушителя (фактор Х^-), наличие засыпки полости шумоглушителя керамзитом (Х£), толщина стенок (Хд), способ отвода выхлопных газов (Х^). Факторы варьируются на двух качественнных уровнях (+1,ч-1), порядок проведения работы определяется матрицей испытаний. Обработка результатов испытаний, проведенных в объеме факторного эксперимента, проводится методом регрессионного анализа. В итоге получена математическая модель зависимости уровня звука от исследуемых факторов:

£ = Н 0.-2,2+ м.

Параметры глушителя, выбранные по уравнению регрессии, обеспечивают снижение шума с 90 до 65 дБА на расстоянии I м от выхлопа. Это позволяет нормализовать внешний шум ферм, воздействующий на жилую застройку. Эффективность глушителя в виде земляного колодцасоставляет 15 дЕА. (с 90 до 75 дБА). Передвижной глушитель обеспечивает снижение шума на II дБА.

Третья глава посвящена разработке методов и технических средств уменьшения шума в подсистеме "ТГО". .

Во всей номенклатуре ТГО сельскохозяйственного назначения наименее изученными с точки зрения генерирования шума явились: паровые котлы на твердом топливе типа КТ-500, теплогенераторы типа ТГ-2,5 и топки любых других паровых котлов.

Методом поэлементного исключения среди известного ряда возможных источников шума выявлены доминирующие для котлов КТ-500 и теплогенераторов ТГ-2,5. Получено, что шум аэродинамической природы, генерируемый вентиляторами, является основной составляющей в общем шуме котлов и теплогенераторов. Для ТГ-2,5 доминирующий источник шума - всасывающий тракт (101 дЕА), для КТ-500 -7вентилятор дымососа (81 дЕА). Существенно, что шум, генерируемый дымососом котла, усиливается процессом горения в его топке до 86 дБА. В связи с этим топки котлов рассматриваем как одну из подсистем общей изучаемой системы.

Спектр шума котла является сплошным с неярко выраженными подъемами интенсивности звука на частотах, являющихся первыми резонансными гармониками собственных колебаний объемов топки или помещения котельной. Котел как источник шума представлен в виде блок-схемы, включающей основные элементы рабочего процесса в нем: подачи воздуха и топлива, их перемешивания и горения, движения продуктов сгорания по полостям оборудования. Все элементы рабочего процесса могут модулироваться возмущениями и вызывать появление или усиление шума. В этом смысле задача о шуме, генерируемом котлом, может рассматриваться как задача о вынужденных колебаниях давления и скорости среды, генерируемых и усиливаемых рабочим процессом в топке.'Далее термином "механизм усиления" (механизм обратной связи) обозначается комплекс процессов преобразования энергии колебаний, в результате которых

то

они усиливаются.

Изучение механизмов усиления звуковых колебаний в зоне горения основывается на анализе реакций моделей горения на наложенные возмущения. В модели горения конденсированного горючей выделены независимо работающие частные модели: модель диффузионного горения непосредственно вблизи поверхности топлива, модель диффузионного горения факелов над поверхностью топлива, модель горения отдельных молей горючего в потоке воздуха. Из этого выявилась необходимость изучения явления усиления колебаний в зоне горения применительно к указанным частным моделям^и при том для каждого типа возмущений (малых возмущений давления, неупорядоченных бегущих волн давления-и т.п.) отдельного последующим векторным - суммированием результатов с весовыми коэффициентами.

Энергия колебаний.£^1оступающих в систему в результате действия механизмов их усиления, представляется в виде произведения трех характеристик - средней мощности источника (Еи), передаточной функции4 механизма усиления обратной связи £ П ) и интенсивности возцущавдих воздействий ( А ): Е-Еи П А.

Эти характеристики зависят от частот возмущений и различны по объему топки. Общая.энергия, поступающая на рассматриваемой частоте в колебательную систему, определяется интегрированием по объему (У) £«£■/ЛАЁ^ , ТЫ77

/»/•У» Ей,-Ёи'У,

где - функции распределения Д и Е^ в объеме камеры, А и . Еа - максимальные по объему значения / и Ей. . 'функция -геометрическая характеристика топки.

Характеризуя основное свойство механизмов усиления колебс-

ний комплексной передаточной функцией, которая может быть представлена в виде частотного С/) спектра коэффициентов усиления / ) и временных задержек реакций, спектр щума, генерируемого горением Ж/), может быть представлен как произведение двух спектров - наложенного шума Ре (4) и коэффициента его усиления. Реализующийся в топке уровень шума, кроме этого, определяется потерями (диссипацией) его энергии ( .

Наименее изученными в данном выражении являются величины Ну или П . Поэтому в диссертации проведено систематическое изучение механизмов образования шума в топках котлов, направленное на выявление основных причин возможного его повышения и путей нормализации. Опубликованных работ в области изучения физических моделей генерирования шума в топках котлов относительно немного. Исследования носят, в основном, экспериментальный характер. Поэтому данное исследование проводилось в расчете на получение новых научных и практических результатов.

На рис. 4 представлена схема преобразования возмущений в модели горения конденсированного трплива. Возмущения давления ( вокруг этой модели вызывают гармонические изменения положения поверхности горения относительно поверхности испарения. Это вызывает появление тепловых волн к поверхности испарения. Достигнув ее, они преобразуются в возмущения- скорости образования паров горючего. Эти возмущения частично возвращают зону химических реакций к исходному положению, но с запаздыванием на время прохода тепловой волны и время фазового перехода. После достижения образовавшимися волнами испарения зоны химических реакций они преобразуются в возмущения образования продуктов сгорания, что также способствует возвращению зоны химических

реакций к исходному, положению, но с запаздыванием, равным времени распространения возмущений газообразования к поверхности горения и времени протекания химической реакции. Суммарная реакция модели горения на наложенное возмущение давления складывается из всех возмущений образования работоспособных газов 21 , где т! - возмущение массы газообразования, Я

- универсальная газовая постоянная; Т - температура тех газов, которые составляют величину /ж'

С учетом вышеизложенного, показателем усилительных свойств модели горения должна явиться комплексная передаточная функция /7= ду- или нормированная ее величина (нормируется средними значениями соответствующих параметров, обозначенных чертой сверху)

/7«• • , где /ж'- комплексное возмущение образования Я г

массы продуктов сгорания.

Из рассмотрения задачи о распространении возмущений в сплошной среде, описываемых уравнениями сохранения массы, энергии и количества движения, показано, что величина этого показателя связана с импедансом (^ ) поверхности горения выражением

(Лзс-!); где М - число Маха течения в топке, ЯГ - показатель адиабаты расширения газов.

Возмущения давления в топке представлены в виде

р-р*?; ё=ёСО* СО+,

где й 4 - относительное возмущение давлейия и его амплитудное значение, СО - круговая-частота возмущений, £ - время.

Возмущения положения' зоны химических реакций ( Д -Я) складываются из трех составляющих - исходного (наложенного) возмущения ( и двух составляющих реакции модели (лХ и {лХ г

вызванных возмущениями эффективного газообразования на поверхностях X =0 и X , то есть

лх - (&х)0+(ьх^АХ^^ёЛксЯ-, (АХ\-к); --X,&)*[^ СОЗ(и>6* /у + Ъ)] ,

где/, и ^ - фазовые запаздывания, соответствующие временным задержкам соответствующих реакций моделей горения.

Связь возмущений положения зоны химических реакций и температуры на поверхности представляется в виде

, где значения Т ( и Т[(Х{-ДХ),+] находятся из решения стационарного уравнения теплопроводности в зоне индукции модели горения

при граничных условиях Г« Т(х{)- Тл при % • х<

Т* Т. при X - О ,

где И= - Стефановская скорость газов, уО - плотность газов.

Тепловая волна, распространяющаяся от зоны горения к поверхности фазового перехода, вызванная найденными возмущениями температуры на поверхности Х-Х{, описывается нестационарным уравнением теплопроводности

2(П)_Л Ъ*(ГТ) д(Гт)

Эх* * -Эх

при краевых условиях ЗТшЗТ^^жЩх^-ё1^**** приЛ=1Л

2Т(о,4) - О при Х-О,

ЗТзО при 1=0,

где а. - коэффициент температуропроводности, ¿а ,'ВТ - амплитудное значение возмущений температуры, Ч^ - фазовое запаздывание возмущения &Т ( относительно возмущения Р' .

Из решения этого уравнения находится градиент возмущений температуры на поверхности фазового перехода Х= О , умножением которого на коэффициент теплопроводности среды ( Л ) находим

возмущения теплового потока к этой поверхности, а делением на теплоту фазового перехода ) - возмущение газообразования (/я:') на поверхности фазового перехода или его нормированное значение С/4,): ' [Ж*»)] ~ /¡,со&(*Л+Ъ)-

Соответствующее ему нормированное возмущение образования продуктов сгорания в зоне химических реакций ¿uf представляется в виде •

где С - функция, трансформирующая возмущение^* в возмущение^,

Возмущение газообразования на поверхности фазового перехода передается к зоне химических реакций практически со скоростью Стефановского потока.

Передаточную функцию модели горения определяем в виде

Это комплексное выражение, которое может быть разделено на действительную и мнимую части или на модуль и аргумент.

В соответствии с изложенной процедурой составлены программь и выполнены расчетные оценки передаточных функций указанных выше моделей горения;Результаты расчетов представлены в табл.1.

Таблица I •■

Расчетные величины действительных частей передаточных функций моделей горения -

__Наименование модели горения_йе П

Диффузионного горения капель до 0,3

Диф(|узионного. горения факелов горючего в потоке воздуха до 2 Механизм усиления колебаний, основанный на интенсификации возмущением перемешивания паров над поверхностью конденсированного горючего с воздухом за счет смещений среды 10 и более

Сравнение действительных частей передаточных функций этих механизмов и анализ других результатов расчётов, в частности, частотных зависимостей йе П позволяет констатировать следующее.

1. Механизмы усиления, при которых под влиянием малых возмущений стационарные параметры моделей горения не изменяются, значительно менее сильны, чем механизмы, в которых под действием возмущений изменяются стационарные параметры процессов перемешивания компонентов топлива.

2. Существенное влияние на НеП частот возмущений проявилось только для пррвой модели горения. Механизмы усиления шума, обладающие повышенными усилительными свойствами, например, при (£¿/7 >2), характеризуются относительно слабой избирательностью усилительных свойств по частотам.

3. -.При увеличении интенсивности воздействий выше некоторого критичедкого уровня начинают действовать новые механизмы усиления, не проявляющиеся при меньших их интенсивностях. Это приводит к скачкообразным изменениям усилительных свойств. .^Возможно наличие нескольких критических уровней возмущений.

Таким образом, процесс горения можно рассматривать как широкополосный усилитель шума по частотам с релейными (скачкообразными) изменениями усиления по амплитудам возмущений.

Экспериментальные проверки усилительных свойств процесса горения выполнены на паровом котле КГ-500 с целью определения зависимостей коэффициента усиления шума от частоты и амплитуды возмущений. Шум измерялся стандартным способом с использованием шумомера 00017RFT (ГДР) при наличии и отсутствии горения; в последнем случае шум создается только дымососом и аэродинамическими процессами течения воздуха. Отношение уровней шума в

сравниваемых условиях в одинаковых полосах частот является оценкой коэффициентов усиления, осредненных в данных частотных полосах. Зависимости коэффициентов усиления Ку колебаний от амплитуды возмущений при частотах ниже I кГц, определенной при наличии горения, представлены на рис'.5, а от частоты - на рис.6.

По второй методике на шлейфовом осциллографе Н-7С0 регистрировалась интенсивность щума в рабочей зоне в процессе останова дымососа при наличии и отсутствии горения. Отношение амплитуд на одинаковых частотах,реализовавшихся в одинаковое время от начала останова, являлось оценкой коэффициента усиления колебаний процессом горения. Величины Кц находились в тех же пределах Ку - I ± 0»2, но эксперименты здесь выполнены в более узком диапазоне частот. Оценка статистической значимости различий результатов свидетельствует о том,-что с доверительной вероятностью 0,95 различия результатов статистически несущественны.

Исследования путей снижения пума аэродинамической природы котла ОТ-бОО показали, что характер шума, определяется соотношением радиального зазора между колесом и языком и шага лопаток. Плавное увеличение зазора на 30—40 мм непосредственно в процессе эксперимента с помощью специального приспособления привело к снижению уровня звука на рабочем месте на 3 дЕА (до 78 дЕА). В частотном диапазоне 250-1000 Гц отмечается снижение УЗД на 3-6 дБ, кроме того, ликвидирован'тональный характер шума, что снижает требования к его допустимому уровню на 5 дБА. Расход воздуха изменился на 2%, что приемлемо, так как его запасы предусмотрены намного большими.

Результаты исследования внедрения в ГСКБ по комплексу оборудования для микроклимата (г.Брест).

Экспериментально доказана возможность снижения шума теплогенератора ТГ-2,5, генерируемого доминирующим его источником - устройством забора воздуха. Исходя "из физики происходящих процессов, для снижения шума возникает необходимость сглаживания профиля заборного устройства, устранения повышенного вихреобразования при обтекании воздушным потоком элементов, находящихся в тракте его течения. Для проверки этого предположения проведены экспериментальные исследования. Установка обтекателя на заборном устройстве воздуха в виде металлического конуса, закрывающего электродвигатель, позволила снизить шум на 2 дБА, а УЗД в частотном диапазоне 31 4- 250 Гц - на 3-8 дБ.

В четвертой главе в соответствии с принятой системной методологией исследования рассмотрены общие вопросы обеспечения приемлемой шумовой обстановки на фермах. На основании найденных выше способов снижения шума и обобщенных на основании литературного и патентного поиска методов и средств снижения шума в отдельных подсистемах .рекомендованы перечни.мероприятий и способов обеспечения нормативной шумовой обстановки в конкретных условиях. Мероприятия отбирались с:использованием условий, отражающих реальные возмЬжности выполнения предъявляемых требований.

В пятой главе дана оценка экономической эффективности использования разработанного комплекса технических средств нормализации шума на полочных фермах.

ОНЦИЕ ВЫВОДЫ

I. Выполненные обследования молочных ферм, анализ литературы и протоколов МИС показали, что уровни шума основного технологического оборудования не удовлетворяют нормативным требо-

ваниям на рабочих местах операторов.'

2. Экспериментально установлено, что основными источникам> повышенного шума молочных ферм является: вакуумные насосы доильных установок, теплогенераторы и паровые котлы сельскохозяйственного назначения, кормораздатчик"КТУ-10, вентилятор аспира-ционной системы, измельчители ДИС-30 и "Волгарь-5 ", дробилки кормов НДМ-2 и ДБ-5, оборудование для прессования кормов ОПК-2 и 0ПК-2А, гранулятор ОГМ-1,5.

3. Разработаны технические средства нормализации шума выхлопа вакуумных насосов доильных установок - встроенные шумоглушители в виде колодцев в земле и камер, пристроенных к наружной стене помещения насосной, в которые выводятся выхлопные патрубки вакуумных насосов. Результаты экспериментальной апробации показали, что эффективность щумоглушения составляет 15-24 дБА и позволяет снизить щум до комфортного уровня (порядка 66 дБА.).

4. Обобщением экспериментальных исследований встроенных шумоглушителей с использованием метода статистического планирования эксперимента получена модель щумоглушения в виде регрессионного уравнения связи конструктивных параметров глушителей

с уровнем внешнего шума, позволяющая выбрать оптимальные параметры щумоглушения на этапе проектирования.

5. Определены основные причины шумообразования теплогене-рирующего оборудования: газодинамические пульсации в трактах движения газов, вибрации корпусов, и усиление малых возмущений процессом горения. Недостаточно изученным к настоящему времени является только возникновение и усиление щума при горении.

6. Выполнено теоретическое обобщение механизмов усиления шума различными моделями горения. Теоретически и экспериментально доказано, что процесс горения любого топлива может рассматриваться как широкополосный усилитель шума.

7. Теоретически доказано, что изменение интенсивности возмущений приводит к смене механизмов их усиления, причем с увеличением интенсивности возмущений начинают работать все более мощные их механизмы.

8. На основании теоретических исследований дано обоснование следующих перспективных способов с шумом в топках котлов: уменьшение теплонапряженности топок; создание условий, при которых затруднены крупномасштабные смещения среды в топках; уменьшение геометрической характеристики топки; звукоизоляция корпусов теплогенерирующего оборудования; увеличение диссипативных свойств помещения котельной по отношению к энергии акустичсеких колебаний.

9. Установлено, что основным источником шума парового котла КТ-500 является вентилятор дымососа, создающий тональный шум на частоте около 280 Гц. После проведенных мероприятий шум уменьшен на 3 дБА и за счет устранения тонального характера увеличен на 5 дБА норматив на его допустимый уровень. С учетом последнего уценивается, что эффект от внедрения рекомендуемой улитки дымососа составляет 8 дБА и гарантирует его соответствие санитарным нормам.

19. Применение кабины дистанционного управления позволяет комплексно решить проблему нормализации шума на рабочем месте операторов кормоцехов. Это позволяет также нормализовать параметры микроклимата на рабочем.месте.

II. Системной разработкой комплекса мероприятий решена научно-техническая проблема нормализации шумовой обстановки на молочных фермах. Внедрение этих мероприятий позволяет довести уровень шума на рабочих местах, и в прилегающей жилой застройке до нормативных уровней.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Малахов H.H., Комаров С.А., Щербакова Е.В. Против шума //Сельское хозяйство Нечерноземья. -1986. -№8. -С.32-33.

2. Малахов H.H., Комаров С.А., Скибинский В.Е., Щербакова Е.В. и др. Отраслевые методические рекомендации по обеспечению пумобезопасных условий труда на рабочих местах стационарных объектов приготовления кормов. - Орел: ВНИИ0ТСХ,1986. - 24 с.

3. Щумоглушители выхлопа вакуумных насосов стационарных доильных установок / Информлисток. -237-87. -0рл.ВДТИ,1987.-4с.

4. Щербакова Е.В. Глушитель шума вакуумных насосов доильных машин // Пути ускорения нормализации условий труда работников сельского хозяйства АПК :Сб.науч.трудов /ВНИИОТ. -Орел, 1988, -С.68-72. :

5. Малахов H.H., Щербакова Е.В. Пути нормализации шума теплогенерирующего оборудования // Безопасность труда при производстве и переработке продукции животноводства : Сб.науч. трудов / ВНШОТ. - Орел, 1989, -С.96-106.

6. Щербакова Е.В. Технические средства нормализации шумовой обстановки на молочных фермах // Охрана труда и здоровья работников агропромышленного производства России: Сб. науч.трудов / ВНИИОТ. - Орел, 1993. - С.55-61.

/ZtfefT7'

Шумоглушитель в ввде земляного колодца

4 - песчаная засыпка, 5 - газоотводящая труба, 6 - поддон для отработанного ыасла

Рис. I

Кирпичный.камерный глушитель

труба, 4 - вакуумные насосы, 5 - газоотводящая труба, б - керамзит, 7 - патрубок сливной

Рис. 2

Передвижной глушитель шума'выхлопа

1200

I - вакуумный насос,, 2 - подставка, 3 - глупитель, 4' - песчаная засылка, 5 - днище, б г- щелевой глушитель, 7-полозья

Рис. 3

Схема преобразования возмущений х, __

КОНДЕНСИРОВАННОЕ ГОРЮЧЕЕ

Тепловой поток

(сий1

во ««

о о №

1ЙЕ об

ЧЯ

т=ъ

Х-Хо

/Волны образования^ I Vпаров горючего У

Волны потока горючего Поток горючего'

Рис.4

г-т,

Поток продуктов сгорания

ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ

юлны образования одуктов сгорания

Поток кислорода

т,

Нестационарные пол ения поверхностей

горения

Амплитудная характеристика • усилительных свойств процесса горения

Частотная характеристика усилительных свойств процесса горения

0.6 /

1

*

Кз &

<0

О,О5 £¡09 Ц/З <?/7 С£{ О,

м

( N \

N / / 1

N 1

Н 63 125 ¿50 £00 ¿ООО 4 Гц

Рис.5

Рис. б