La historia del desarrollo de la ingeniería de control del ruido.
Después de cinco años de esfuerzos, se probaron y analizaron 11.794 fuentes de ruido en 1.034 fábricas en todo el país, y se investigó a 62.726 trabajadores por exposición al ruido. Se discutieron profundamente los efectos fisiológicos del ruido, especialmente el impacto del ruido en el corazón y el cerebro se analizó por computadora y se obtuvo una relación lineal entre el nivel de ruido y el índice de función eléctrica cerebral. La relación entre la tasa positiva de sordera debido a la exposición al ruido ocupacional y el nivel de ruido, la relación entre el síndrome de neurastenia por exposición al ruido ocupacional y el nivel de ruido, la relación lineal entre la molestia por ruido y el nivel de ruido, y la relación entre el ruido y las interferencias telefónicas. Sobre esta base, se establecen los estándares de ruido y los límites de ruido en los límites de la fábrica para varias ubicaciones en el área de la fábrica de la empresa industrial (incluidos talleres de producción, salas de control, oficinas, clínicas y escuelas). Sobre la base de resumir la experiencia práctica de la tecnología y la ingeniería de control de ruido en el país y en el extranjero desde la década de 1980, las especificaciones para el diseño general de control de ruido, el diseño de aislamiento acústico, el diseño de atenuación del sonido, el diseño de absorción acústica y el diseño de aislamiento de vibraciones de empresas industriales son dado. A fin de proporcionar una base para la formulación de normas sobre ruido, con el apoyo de los departamentos pertinentes del Consejo de Estado, en la primera mitad del decenio de 1980 40 empresas de 13 provincias y ciudades organizaron un grupo de preparación de especificaciones.
Se han llevado a cabo cerca de 100 proyectos piloto de control del ruido. La práctica de la ingeniería de control involucra fuentes de ruido aerodinámico como ventiladores, compresores, motores de combustión interna y escapes de calderas, así como martillos neumáticos, cortadores de engranajes, máquinas bobinadoras, máquinas cortadoras y rectificadoras de jade, máquinas rectificadoras manuales, limas de bolas de acero con cojinetes y limas de bolas. pulidores y otras fuentes de ruido mecánico. 95 de los proyectos cumplen con el requisito de 90dBA, de los cuales 90 cumplen con el requisito de 85dBA. Esta práctica de ingeniería a gran escala no solo proporciona un ejemplo para el diseño de control de ruido y la implementación de este código, sino que también verifica que la mayoría de las empresas industriales pueden alcanzar los requisitos de límite de ruido establecidos por este código a través de un arduo trabajo.
De esta manera, la Especificación Estándar 1985 12 fue aprobada y promulgada por la Comisión de Planificación Estatal de la República Popular China. Nombrado como Estándar Nacional de la República Popular China GBJ 87-1985 "Código de diseño para el control de ruido en empresas industriales". La aprobación y promulgación de este código de diseño marca el nacimiento de la ingeniería de control del ruido. Porque a partir de entonces el ruido ya no es un tema de la ciencia del ruido ni de su control en el ámbito de la acústica física, sino que se ha convertido en un tema de la ingeniería y la industria. Esta materia no solo tiene teoría, sino también diseño de ingeniería y diseño de producto, que verdaderamente se ha convertido en una parte integral de la disciplina de la ingeniería. Se puede decir que la ingeniería de control de ruido es un nuevo campo científico y tecnológico que cruza la física, la acústica, la ingeniería mecánica, la ingeniería de la construcción, la ciencia de los materiales, la ingeniería química, la informática, las matemáticas, la fisiología y la psicología. En la década de 1980, el Instituto de Acústica de la Academia de Ciencias de China editó otra importante norma integral sobre ruido: la "Norma de Ruido Ambiental Regional Urbano", compilada conjuntamente por el Instituto de Seguro Laboral de Beijing, la Universidad de Tongji y la Estación de Monitoreo Ambiental de Beijing. y la Agencia de Protección Ambiental del Consejo de Estado promulgada por el grupo dirigente.
En particular, el profesor Ma, como consultor, brindó orientación sólida sobre los importantes estándares integrales de ruido mencionados anteriormente.
Durante este período también se promulgaron algunas normas de límites de ruido para el transporte y maquinaria en general. Por ejemplo, normas permitidas sobre el ruido de los vehículos de motor, normas sobre el nivel de ruido de los buques marinos, normas sobre el nivel de ruido de los barcos fluviales interiores, límites de ruido del aire radiado por motores diésel marinos, normas sobre el ruido ambiental de los aeropuertos, ruido de las aeronaves, límites generales de ruido de los motores pequeños de gasolina, límites de ruido de las máquinas eléctricas giratorias, maquinaria de movimiento de tierras Métodos y límites de prueba de vibración del asiento del conductor, etc. Durante este período también se promulgaron las Normas de Vibración Ambiental para Áreas Urbanas.
Esta serie de actividades a gran escala en el campo del ruido desde la década de 1980, junto con el nacimiento de proyectos de control de ruido, han llevado el trabajo de control de ruido de mi país de una sola máquina a una nueva etapa de gestión integral. de toda la planta y el entorno regional. Algunas unidades de investigación y diseño científicos realizan investigaciones espontáneas y entran en una nueva etapa de gestión gubernamental basada en reglas. El control del ruido ha evolucionado desde la investigación científica en unas pocas unidades acústicas hasta la práctica de la ingeniería y el diseño de productos. El equipo de ruido de mi país también ha pasado de unas pocas unidades con una docena de personas a principios de la década de 1960 a 20 o 30 unidades con miles de personal científico y técnico. , incluido un grupo de investigadores de alto nivel y técnicos de ingeniería de alto nivel. El trabajo de investigación en profundidad a lo largo de los años también ha permitido a mi país ingresar a las filas internacionales avanzadas en los campos de estructuras absorbentes de sonido, ruido del flujo de aire y silenciadores, efectos fisiológicos del ruido, estándares de ruido e ingeniería de control de ruido. Lo que es aún más emocionante es que la industria de fabricación de equipos de control de ruido de mi país ha crecido desde cero. A finales de los años 1980 se había formado una industria de fabricación de equipos e instrumentos de control de ruido con cientos de fábricas y decenas de miles de empleados, que producía diversos silenciadores, absorbentes de sonido, componentes de aislamiento acústico, amortiguadores, instrumentos de medición acústica, etc.
Con el nacimiento de la ingeniería de control de ruido, las actividades académicas en el campo de la ingeniería de control de ruido son extremadamente activas. En 1982, se celebró en Huangshan la primera conferencia académica nacional sobre ingeniería de control de ruido, con 170 ponencias. 1984, Segunda Conferencia Nacional de Ingeniería de Control de Ruido (Conferencia de Hangzhou), 180 artículos, 1986, Tercera Conferencia Nacional de Ingeniería de Control de Ruido (Conferencia de Xi'an), 200 artículos, 1988. 1987, Decimosexta Conferencia Internacional de Ingeniería de Control de Ruido El seminario fue celebrada en Beijing, donde expertos de todo el mundo se reunieron para intercambiar avances de la investigación sobre ingeniería de control del ruido. Los logros de China en ingeniería de control de ruido han atraído la atención de sus pares de todo el mundo.
En la década de 1980 se publicaron varios libros sobre control de ruido, como L.L. Beranek, "Noise and Vibration Control", 1971; Faulkner, Industrial Noise Control Handbook, 1976; Harris, Noise Control Handbook, 1979; China también tiene sus propios libros, como, editado por Ma, Noise Control, 1987, Aerodynamic Noise and Muffler, 1978, Wang Wenqi, Sun Jiaqi, Noise Control, 1986; , 1985; Zheng Changju, Hong, et al. Environmental Noise Control Engineering, 1988; Lu Yuheng et al., Manual de selección de equipos de control de ruido y vibraciones, 1988; ., Tecnología de control y riesgos de vibraciones, 1989. También se publicó oficialmente la publicación profesional "Control de ruido y vibraciones" editada por Yan Jikuan. Ya sea en Europa, Estados Unidos o China, la década de 1980 fue testigo de la prosperidad del control del ruido y marcó el comienzo del nacimiento y desarrollo de la ingeniería de control del ruido. Desde la década de 1990 hasta la actualidad, la ingeniería de control del ruido ha florecido en todo el mundo.
La ingeniería de control de ruido deja el "control de ruido" a la industria. En los últimos 20 años, países de todo el mundo han logrado logros sobresalientes en la reducción del ruido de las fuentes sonoras. Tomando como ejemplo el ruido de los aviones, la reducción de 120 WECPNdB en la década de 1960 a 80 WECPN dB ahora es una combinación de invertir una gran cantidad de mano de obra, recursos materiales y financieros, y adoptar múltiples tecnologías, como una mayor atenuación del sonido, aislamiento acústico, control activo del ruido y resultado optimizado de la carrocería. No es fácil.
Sin embargo, a medida que los países se han vuelto cada vez más estrictos en cuanto a las restricciones de ruido de los aviones, la competencia empresarial se ha vuelto cada vez más feroz. En los últimos años, Estados Unidos y Europa han lanzado nuevos planes de aviones silenciosos. Por ejemplo, la empresa estadounidense Lockheed Martin está desarrollando un "avión de transporte supersónico silencioso" con una velocidad de vuelo máxima de 1,6 veces la velocidad del sonido. Contará con una serie de tecnologías aerodinámicas recientemente desarrolladas, en particular un morro especial y un diseño de cola en forma de V invertida. El nivel de ruido del avión será 20 decibelios inferior al del Concorde.
No molesta a los habitantes de la tierra durante el vuelo. Se espera que el nuevo avión entre en servicio antes de 2012.
Otro conjunto de trabajos de I+D lo lleva a cabo el Instituto de Tecnología de Cambridge-Massachusetts (CMI). Se trata de un nuevo diseño de avión de pasajeros integrado con cuerpo de ala y alta eficiencia. El objetivo del avión silencioso SAX40 con cuerpo de ala fusionado es un nivel de ruido promedio ponderado alrededor del aeropuerto de 63 dB (dBA), que es más bajo que el nivel de ruido del tráfico rodado. El ruido generado por el avión es casi inaudible en áreas normales. aeropuertos. SAX40 ha tomado una variedad de medidas para reducir el ruido. Sus tecnologías clave incluyen: un cuerpo de elevación central en forma de arco, que puede realizar una aproximación a baja velocidad y un crucero eficiente, un sistema de propulsión distribuida integrado, que incluye motores de relación de derivación ultra alta y ajustables; boquillas de vectorización de empuje. No hay flaps convencionales en las alas y sus bordes de ataque curvados hacia abajo permiten un despliegue suave. Los alerones están equipados con cepillos de borde de salida para reducir el ruido durante la aproximación. El tren de aterrizaje rectificado elimina fuentes de ruido, etc. "Silencio" es la primera clave del plan de investigación de grandes aviones civiles de SAI. Puede verse que el ruido ha sido una cuestión clave para los nuevos grandes aviones civiles en los últimos 20 años.
La misión principal del submarino nuclear de ataque de clase "Seawolf" estadounidense es la guerra antisubmarina, y la reducción del ruido es muy importante para ello. Los métodos de control del ruido incluyen principalmente: el primer uso de un nuevo "propulsor de chorro de bomba" para resolver el problema del ruido de la hélice; el uso de reactores de circulación natural en las centrales nucleares para reducir el ruido del circuito; el uso de propulsión eléctrica con turbina de vapor para reemplazar el alto; -cajas de cambios de reducción de ruido; el primer uso de la tecnología de "control activo de ruido", todas las unidades adoptan una tecnología eficaz de control de ruido y vibración y, por primera vez, se adopta la "tecnología de control activo de ruido". Como resultado, el nivel de ruido del Seawolf es menor que el ruido de fondo del océano, lo que lo convierte en un submarino verdaderamente "silencioso".
En cuanto al ruido de los coches, es la parte más importante del ruido del tráfico. En Europa y Estados Unidos, las normas sobre ruido de los automóviles son cada vez más estrictas. Al mismo tiempo, factores como el ruido, la vibración y la comodidad también se han convertido en indicadores importantes de la calidad de los productos automotrices. Para satisfacer las mayores exigencias de los clientes, también es un tema espinoso para los fabricantes de automóviles. Porque el ruido de los coches se ha reducido muchas veces. Desde la década de 1970, se han utilizado muchos métodos para reducir el ruido de los automóviles, como silenciadores de escape de automóviles, mejoras en las estructuras mecánicas de los automóviles y diseños optimizados de aislamiento de vibraciones de motores y vehículos completos. Sobre esta base, ahora es mucho más difícil reducir el sonido en unos pocos decibelios que reduciéndolo en 10 decibeles. Una vez que el ruido del automóvil se reduce a 75 decibelios, no existe una fuente de ruido principal y todas las partes son similares. Mediante análisis de pruebas, se analiza el ruido de cada parte, como ruido de escape, ruido de neumáticos, ruido de motor, ruido de engranajes, ruido de escape, ruido de transmisión, etc. , se calcula cuidadosamente cuánto se debe reducir la contribución de ruido de cada parte para reducir el ruido de todo el vehículo en unos pocos decibeles. Se trata de una tarea muy detallada y ardua, y también es el objetivo principal que las industrias automotrices europeas y americanas están haciendo todo lo posible para abordar. El ruido de la carretera también ha llamado la atención en los últimos años. ¿Se estima que el ruido le cuesta a la UE 654,38 billones al año? 40 mil millones de dólares, de los cuales aproximadamente la mitad proviene del ruido de la carretera. Una solución al ruido de la carretera y de los neumáticos es construir carreteras porosas de una sola capa sobre una base de hormigón asfáltico, que se han tendido a lo largo de cientos de kilómetros en Europa. Además de reducir el ruido, la superficie porosa también ayuda al drenaje, lo que reduce potencialmente los accidentes de tráfico.
Para maquinaria general y electrodomésticos, ISO también proporciona "Pautas de diseño de máquinas de bajo ruido". Durante las últimas dos décadas, las máquinas de bajo ruido se han convertido en un producto de moda en todo el mundo, y los fabricantes se apresuran a desarrollar equipos de bajo ruido como moneda de cambio en el mercado. En los últimos años, nuestro país también ha logrado grandes logros en la investigación y el desarrollo de equipos mecánicos de bajo ruido, como la torre de enfriamiento de bajo ruido desarrollada por la Universidad Jiao Tong de Shanghai, la Universidad de Tsinghua, el Cuarto Instituto de Investigación del Ministerio de Maquinaria. , Instituto de Seguro Laboral de Beijing, Grupo Lianfeng de Zhejiang, Shanghai Ventiladores de flujo axial de bajo ruido desarrollados por la Universidad Jiaotong, CSSC 711, Fábrica de ventiladores Shangyu, maquinaria para trabajar la madera de bajo ruido desarrollada por el Noveno Instituto CSSC, etc.
Sonido La reducción del ruido en la fuente ha enriquecido enormemente la base de conocimientos de la ingeniería de control del ruido. También se han logrado avances importantes en la investigación y aplicación del control activo del ruido, concretamente los silenciadores electrónicos. El destacado trabajo de P.A. Nelson de la Universidad de Southampton en el Reino Unido ha convertido años de ideas en realidad en las cabinas de los aviones, llevando el control activo del ruido a una etapa práctica.
Posteriormente, el control activo del ruido logró importantes efectos de reducción del ruido en barcos, vagones y conductos centrales de aire acondicionado. En este campo, el Instituto de Acústica de la Academia de Ciencias de China, la Universidad de Nanjing y la Universidad Politécnica del Noroeste han publicado una serie de teorías y trabajos.
En el campo de la teoría de la ingeniería de control del ruido, se han logrado grandes avances en la vibración, la radiación del sonido, la distribución del campo sonoro y su teoría de acoplamiento, especialmente con el rápido progreso de la informática y la tecnología de la información. El análisis estadístico de energía (SEA) y los métodos de elementos finitos han entrado con éxito en el campo de la teoría de la ingeniería de control del ruido, simplificando muchos cálculos acústicos bastante complejos, como el ruido de misiles y aviones. Las computadoras utilizan integrales rápidas de Fourier para calcular funciones de autocorrelación, funciones de correlación cruzada y funciones de coherencia, lo que permite a las personas identificar fuentes de ruido y medir la intensidad del sonido a un nuevo nivel. También se han logrado resultados importantes en la predicción y evaluación previa del ruido del tráfico urbano.
Desde la década de 1990, debido a su amplia aplicación en acústica arquitectónica y otros campos, como la aplicación exitosa de paneles microperforados transparentes desarrollados por Zha Xueqin, los materiales y la tecnología de paneles microperforados que absorben el sonido han una vez más favorecido por homólogos nacionales y extranjeros de gran importancia. Zhao Songling y Liu Ke han investigado mucho sobre la no linealidad de las placas microperforadas. Tian Jing, Li Xiaodong, Mao Dongxing, Zhang Bin, etc. Todos han investigado en profundidad la aplicación de placas microperforadas. De acuerdo con el desarrollo de materiales y tecnología de producción, muchos investigadores han propuesto una variedad de métodos de procesamiento de microagujeros, como perforación láser, grabado eléctrico, grabado químico, chorro de alta velocidad, etc. Se produjeron nuevos productos como microplacas transparentes y microplacas de apertura variable. También están surgiendo otros nuevos materiales fonoabsorbentes, como el vidrio espumado, los plásticos espumados, las placas metálicas sinterizadas, la espuma metálica, etc.
En los últimos años, la Universidad de Zhejiang ha llevado a cabo investigaciones sobre la molestia subjetiva de las fuentes sonoras discontinuas y el ruido ambiental de baja frecuencia, y muchas unidades como el Centro de Monitoreo Ambiental de China y el Centro de Evaluación de Ingeniería Ambiental del Ministerio de Protección del Medio Ambiente han llevado a cabo investigaciones sobre el seguimiento y predicción del ruido del tráfico, así como el trabajo del Ministerio de Ferrocarriles en materia de ruido ferroviario y ferroviario, han impulsado el desarrollo de proyectos de control del ruido.
El desarrollo de la ingeniería de control del ruido ha impulsado en gran medida la industrialización del control del ruido. Hoy en día, la industria del control del ruido se ha formado en todo el mundo. En Europa y Estados Unidos, puede comprar absorbentes de sonido, silenciadores, componentes de insonorización, amortiguadores e instrumentos de medición acústica de alta calidad de muchos fabricantes y proveedores de equipos de control de ruido e instrumentos de medición acústica. También hay muchas empresas consultoras que pueden diseñar y resolver problemas de ruido por usted. En China, la industria de equipos de control de ruido general ha logrado grandes avances, formando una serie de bases de producción de equipos de control de ruido general e instrumentos de medición acústica estandarizados. Hay más de 500 empresas especializadas en la fabricación de productos de control de ruido y vibraciones y servicios técnicos de ingeniería. . Hay decenas de miles de empleados. En particular, se han producido en masa silenciadores a juego con los automóviles y algunos equipos mecánicos. Por ejemplo, algunas empresas de silenciadores para automóviles tienen una capacidad de producción anual de más de 654,38 millones de juegos y un valor de producción anual de cientos de millones de yuanes. En la actualidad, el valor de producción anual de los silenciadores de automóviles de mi país ha alcanzado más de mil millones de yuanes. En los últimos años, la escala de los proyectos de control del ruido se ha vuelto cada vez mayor. En los países europeos y americanos, el control general del ruido en los aeropuertos y las barreras acústicas en las carreteras cuestan millones, decenas de millones o incluso cientos de millones de dólares. En China, también hay decenas de millones de proyectos de control de ruido, como Beijing Green Acoustics Co., Ltd., 1) Proyecto de control de ruido de la planta de energía térmica de gas Taiyanggong de Beijing de 45 millones de yuanes 2) Proyecto de control de ruido de la planta de energía térmica de Zhengchangzhuang; de 53 millones de yuanes; 3) Capital Airport Aviation El proyecto de control de ruido del edificio de la estación cuesta 20 millones de yuanes. Shenzhen Mechanical and Electrical Industry Co., Ltd., 1) banco de pruebas de motores de aviones GE Xiamen, 310.000; 2) Metro de Shenzhen Fase 1 Línea 1, 3#, Línea 3# del Metro de Guangzhou, Línea 5#, Línea 2# del Metro de Chongqing, estos seis proyectos cuestan más de 170.000 yuanes cada uno; una serie de barreras acústicas en carreteras, como Shanghai Shenhua Acoustic Equipment Co., Ltd. y Shanghai Xinhuanet Environmental Protection Company, también son proyectos de control de ruido a gran escala por valor de más de 10 millones de yuanes. En estos proyectos, la ingeniería de control del ruido ha desempeñado plenamente su papel.
En China, hay más de 50 unidades dedicadas a la investigación, el diseño, la enseñanza y el monitoreo del control de ruido y vibraciones, con miles de personal técnico. Forme un equipo técnico relativamente fuerte. Como columna vertebral de los proyectos de control de ruido, este equipo ha establecido un sistema relativamente completo de regulaciones y estándares de control de ruido en China.
Como por ejemplo la "Ley de la República Popular China sobre Prevención y Control de la Contaminación Acústica Ambiental", "Normas de Calidad del Ruido Ambiental", "Normas de Emisión de Ruido", "Normas de Emisión para Diversas Fuentes de Ruido", "Normas Técnicas para Diversas Fuentes de Ruido", Equipo de control", "Pruebas de ruido y hay más de 100 elementos que incluyen "Estándares de evaluación de predicciones" y "Estándares y especificaciones técnicas de control de ruido". Ha publicado una cantidad considerable de artículos, resumiendo e introduciendo sistemáticamente los últimos logros y tendencias de desarrollo de la tecnología de ruido y vibración en el país y en el extranjero, que ha desempeñado un papel importante en la promoción del desarrollo de la ingeniería de control de ruido. En 2008, el Ministerio de Protección Ambiental aprobó que el Instituto de Seguro Laboral de Beijing construyera el "Centro Nacional de Tecnología de Ingeniería de Control de Ruido de Protección Ambiental". Este es también un evento importante en el campo de la ingeniería de control de ruido y seguramente desempeñará un papel importante en el futuro. causa del control del ruido.
Tras la Conferencia Internacional de Ingeniería de Control de Ruido celebrada en China en 1987, en junio de 2008 se celebró en Shanghai la 37ª Conferencia Internacional de Ingeniería de Control de Ruido. El contenido de la conferencia cubre principalmente ruido ambiental, acústica arquitectónica, control de ruido y vibraciones, política y gestión del ruido, modelos numéricos y cálculos de simulación, procesamiento de señales e instrumentos de medición, paisaje sonoro, calidad del sonido, control activo de ruido y vibraciones, impacto de vibraciones e impactos. , Acústica estructural, acústica aeroespacial, ruido laboral y su protección, cartografía acústica, ruido de aeronaves y vehículos, formación de haces y holografía acústica. Tian Jing, presidente de esta conferencia, presentó un informe sobre el progreso de la investigación de las placas microperforadas en la conferencia. Al mismo tiempo, informó sobre una gran cantidad de los últimos resultados de la investigación nacional en la conferencia, lo que permitió a académicos de todas partes. el mundo para comprender mejor las características de la investigación de China en este campo. Las dos conferencias internacionales de ingeniería de control de ruido celebradas en China son el reconocimiento de la comunidad internacional del ruido al desarrollo y progreso de la tecnología de control de ruido de China. También marcan un nuevo hito en el trabajo de control de ruido de China y promueven el desarrollo y la mejora de la ingeniería de control de ruido de China.
En 2009, el Simposio Nacional de Ingeniería de Control de Ruido entró en su undécima sesión. Fue organizado conjuntamente por 9 sociedades y asociaciones relacionadas con la ingeniería de control de ruido, lo que marcó el éxito y la prosperidad de la ingeniería de control de ruido de China.