Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота №1
ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ РОБОЧОЇ ЗОНИ ТА ОЦІНКА ЩОДО ВІДПОВІДНОСТІ ЇХ НОРМАТИВНИМ ЗНАЧЕННЯМ
Теоретичні відомості.
Кліматичні умови є найважливішими санітарно-гігієнічними параметрами умов праці. Вони характеризуються температурою, вологістю, тиском і швидкістю руху повітря на робочих місцях, а також тепловим випромінюванням від нагрітих поверхонь технологічного устаткування. Ці чинники можуть суттєво впливати на самопочуття і працездатність людини, продуктивність і безпеку його праці. Тому створення нормальних кліматичних умов є однією з важливих і першочергових завдань на виробництві.
При визначенні впливу кліматичних умов на організм людини враховують явище терморегулювання організма. У цьому випадку розуміють сукупність всіх фізіологічних чинників, що забезпечують процес теплообміну між організмом і зовнішнім середовищем і збереження температури тіла майже на постійному рівні (36,6 0С), незалежно від зовнішньої температури.
Людина в нормальних умовах безперервно віддає тепло в оточуюче середовище. Із загальної кількості теплової енергії при 18-20 0С витрачається:
Такий розподіл втрат теплової енергії, що втрачає людина, вважається найбільш оптимальним.
При змінах параметрів отчуючого середовища (температури, тиску, вологості і швидкості повітря) ці співвідношення суттєво змінюються. Так, наприклад, при температурі 30 0С віддача тепла організмом людини випаровуванням зростає на 50% і стає рівною сумарним витратам тепла проместої енергії і конвекції. З подальшим підвищенням температури віддача тепла відбувається вже майже повністю за рахунок випаровування. Ця здатність тіла людини до потовидалення є захисною реакцією організма проти перегрівання.
На стан організму в умовах підвищених температур великий вплив має вологість повітря. При температурі 16-25 0С оптимальною є вологість повітря 40-45%. Підвищення вологості до 80% викликає неблагоприємні відчуття, а вологість вище 85% призводить до порушення терморегуляції організму. Негативну дію на організм людини чинить понижена вологість (нижче 30 %).
На терморегуляцію організму суттєво впливає швидкість повітря. Якщо температура повітря вище температури тіла, то підвищена швидкість руху повітря призводить до перегрівання тіла. При низьких температурах повітря, що рухається, зростає тепловіддача від організму людини конвекцією і температура тіла знижується.
Оптимальні метеорологічні параметри в робочій зоні виробничих примцщень, при яких досягають благоприємних умов праці, визначає державний стандарт ГОСТ 12.1.005-76. Їх визначають залежно від категорії робіт (легка, середньої важкості, важка) і надлишку явної теплоти. При цьому розрізняють приміщення з незначним менше 20 ккал/м3·ч (23 Дж/м3·с) і зі значним більше 20 ккал/м3·ч надлишком явного тепла. Приміщення, цехи і дільниці зі значними надлишками явного тепла відносять до категорії “горячих цехів”.
Температура, відносна вологість і швидкість руху повітря відповідно ГОСТ 12.1.005-76 визначаються залежно від умов праці для теплого, холодного і перехідного періодів року.
2. ОСНОВНІ ШЛЯХИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ (МІКРОКЛІМАТИЧНИХ) УМОВ ПРАЦІ.
На виробництві оптимальні метеорологічні умови праці забезпечуються такими заходами:
3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
3.1. Прилади для вимірювання метеорологічних умов
Вимірювання температури
Прилади для вимірювання температури підрозділяються на:
Термометри розширення. Принцип дії цих приладів базується на зміні довжини або об’єму твердих або рідких речовин під впливом температури. Найпоширенішими вважають ртутно-скляні термометри, з допомогою яких можна вимірювати температуру від – 30 до + 750 0С.
До термометрів розширення відносять також прилади, робочий орган яких виготовляється у вигляді пластини або стрічки, звернутої у спіраль. Така спіраль складається з двох металів з різними коефіцієнтами температурного розширення, наприклад інвара і латуні. При нагріванні біметал деформується. Відповідно до ступеню його деформування роблять висновок про величину температури.
Манометричні термометри. Принцип дії цих приладів базується на залежності між температурою і тиском робочої (термометричної) речовини, розміщеної в замкненій системі. Залежно від виду речовини, що заповнює термосистему, манометричні термометри підрозділяють на газові, паро-рідинні і рідинні.
Термоелектричні термометри (термопари). Принцип дії цих термометрів базується на виникненні електрорушійної сили в замкненому ланцюзі, в схему якого входить термопара, виготовлена з двох різних металів. Якщо спай термопари розмістити в середовище, температуру якої необхідно вимірювати, то пропорційно температурі в ланцюзі з’явиться електрорушійна сила, яку можна зареєструвати з допомогою вольтметра, відградуйованого в градусах Цельсія.
Електричні термометри опору. Принцип дії цих приладів базується на вимірюванні електричного опору проводникових і напівпроводникових матеріалів при зміні температури оточуючого середовища. Термометри опору виготовляють у вигляді невеликої катушки або пластини з обмоткою з тонкої проволоки. Вимірювання опору термометра проводять з допомогою спеціального приладу – логометра, шкала якого відградована в градусах Цельсія.
Вимірювання температури в даній лабораторній роботі виконуватиметься з допомогою ртутного термометра і самописного метерологічного термографа типу М-16 за державним стандартом ГОСТ 6416-62.
Принцип дії термографа базується на властивості датчика (біметалевої пластинки) вимірювати радіус вигину при зміні температури оточуючого повітря. Прилад забезпечує вимірювання температури повітря в діапазоні температур від мінус 45 оС до + 55 оС з точністю до ± 1 оС.
Реєстрація зміни температури повітря проводиться на діаграмній стрічці, розміщеній на барабані і яка приводиться в дію за допомогою механізму годинникового типу. Діаграмна стрічка розділена по вертикалі паралельними лініями з ціною ділення, яка дорівнює 15 хвилинам.
Для введення в дію прилада необхідно:
Вимірювання вологості
Для вимірювання вологості використовують прилади, що називаються гігрометрами. Принцип дії більшості гігрометрів базується на змінюванні фізичних властивостей матеріалів, що поглинають вологу, від вмісту вологи у навколишньому повітрі. Відповідно до цього існують різні прилади для визначення вологості:
Психрометри. Психрометри є найбільш розповсюдженими приладами для визначення вологості. Принцип дії психрометрів базується на різниці температури сухого і вологого термометрів. Інтенсивність випаровування вологи із резервуару мокрого термометра, а зачить і його температура залежить від вологості оточуючого повітря. Різниця показань сухого і мокрого термометрів є характеристикою вологості повітря. Практичні вимірювання вологості повітря проводять методом визначення показників температури сухого і мокрого термометрів. З допомогою таблиць визначають вологість повітря.
Волосяний гігрометр. Принцип дії волосяного гігрометра базується на здатності обезжиреного волоса змінювати свою довжину при зміні вологості оточуючого повітря. Загальне подовження волоса при зміні відносної вологості від 0 до 100% становить 2,5% його довжини. В якості датчика замість волоса іноді використовують синтетичні плівки.
Гігрометри точки роси. Цей метод базується на визначенні температури, до якої треба остудити повітря при постійному тиску для того, щоб довести це повітря до стану насичення (точка роси). Температуру точки роси визначають в момент конденсації водяного пара на поверхні твердого тіла (металевого дзеркальця) і за показником температури точки роси визначають вологість повітря.
Гігрометри з датчиками, що підігріваються. Принцип дії гігрометрів цього типу базується на вимірюванні точки роси під насиченим розчином солі. Точка роси любої солі знаходиться у відомій залежності від вологості оточуючого повітря. Користуючись цією залежністю по визначеній температурі точки роси над розчином розраховують вологість повітря. Як робочу рідину застосовують розчин, що має значну гігроскопічність. Перевагою цих датчиків є можливість їх використання при низьких температурах (до – 50 0С).
Гігрометри з електричними датчиками. Ці гігрометри мають чутливий елемент, виготовлений із гігроскопічного матеріала, який при зміні вологості знаходиться у гігрометричній рівновазі з контролюємим газом (повітрям). Так, наприклад, вимірюючи опір плівки електроліту, що здатен поглинати вологу, можна визначити вологість повітря.
Визначення вологості в даній лабораторній роботі проводять з допомогою психрометра і самописного гігрографа М-21. Гігрограф забезпечує запис зміни відносної вологості повітря від 30 до 100% при температурі від –30 0С до +45 0С.
Принцип дії прилада базується на властивості обезжиреного волосся людини змінювати свою довжину при різній вологості повітря. Зміна довжини пучка волосся, що виникла внаслідок зміни відносної вологості повітря, перетворюється за допомогою передавального механізму у переміщення стрілки з пером відносно паперової діаграмної стрічки. При зростанні відносної вологості повітря пучок волосся подовжується, стрілка з пером переміщується вверх, а при зменшенні – спускається вниз. Обертання барабана з паперовою діаграмною стрічкою відбувається за допомогою механізму годинникового типу, що розміщений всередині барабана. Механізм годинникового типу заводиться ключем.
Діаграмна стрічка розділена горизонтальними лініями з ціною ділення 2% відносної вологості і вертикальними дугоподібними лініями з ціною ділення, що відповідає 15 хвилинам часу.
Для включення приладу необхідно:
Вимірювання атмосферного тиску
Для вимірювання тиску існує безліч різних приладів, які за принципом дії розділяють на п’ять основних груп:
Рідинні манометри. Дія рідинних манометрів базується на врівноваженні тиску, що вимірюється, тиском стовпа робочої рідини (гідростатичним тиском).
Найпоширенішими є U – подібні манометри, в яких робочою рідиною слугує вода, ртуть, масло і т.п. Для вимірювання незначного надлишкового тиску застосовують мікроманометр з похилою трубкою.
Поршневі манометри. Принцип дії поршневих манометрів базується на зміні обєму газу (повітря) в циліндрі з поршнем. Під дією тиску поршень змінює своє положення, що фіксується.
Пружинні манометри. Принцип дії цих приладів базується на виправленні порожньої пружини під дією тиску. Різновидом пружинних манометрів є мембранні манометри, які слугують для вимірювання незначного тиску.
Електричні манометри. Принцип дії цих приладів базується на змінюванні електричного опору провідникових матеріалів при зміні тиску.
Пєзоелектричні манометри. В цих приладах використовують п'єзоелектричний ефект кварца і деяких інших матеріалів. Якщо кварцеву пластинку стискати вподовж електричної вісі, то на її площині виникають електричні заряди, пропорційні тиску. Величина заряду фіксується по шкалі мілівольтметра, що відградуйований в одиницях тиску.
Визначення атмосферного тиску в даній лабораторній роботі проводять з допомогою барометра і самопишучого метеорологічного барографа М-22А за ГОСТ 6359-63. Прилад забезпечує реєстрацію змін атмосферного тиску в діапазоні від 780 до 1060 мбар при температурі повітря від –10 до +45 0С.
Принцип дії барографа базується на властивості анероїдних коробок реагувати на зміни атмосферного тиску зміною своїх геометричних розмірів по висоті за рахунок деформації мембран. Реєстрація зміни атмосферного тиску проводиться на діаграмній стрічці, що зафіксована на барабані і приводиться в дію механізмом годинникового типу. Похибка приладу складає ± 0,7 мбар на кожні 10 мбар зміни атмосферного тиску.
Діаграмна стрічка розділена по вертікалі горизонтальними паралельними лініями з ціною ділення 1 мбар атмосферного тиску, а по горизонталі – вертикальними дугоподібними лініями з ціною ділення, рівною 15 хвилинам.
Введення в дію прилада:
Вимірювання швидкості руху повітря
Вимірювання швидкості повітря проводиться з допомогою чашечного або крильчатого анемометрів. Чим більше швидкість повітря, тим вище швидкість обертання анемометра, яка фіксується на шкалі прилада. Для вимірювання швидкості руху повітря необхідно встановити прилад (крильчатий анемометр) перпендикулярно вісі руху повітря, визначити число ділень шкали, відмічених приладом за одиницю часу і по графіку визначити швидкість руху повітря.
3.2. Порядок проведення роботи
(104,5 кДж/м3.год). Вибрані параметри занести в таблицю 1.
Таблиця 1
Оптимальні і фактичні параметри метеоумов
|
параметри |
Оптимальні значення за ГОСТ 12.1.005-76 |
Фактичні значення по приладах |
|
|
Без кондиціо-нування |
З кондиціо-нуванням |
||
|
Температура, to, 0С Відносна вологість, φ,% Атмосферний тиск, Р, мм.рт.ст швидкість руху повітря, V, м/с |
де Vт – обєм зовнішнього повітря, що подається в приміщення при розрахунку за надлишком явного тепла, м3/год;
Vо – об'єм повітря, що видаляється з робочої зони приміщення місцевими відсосами на технологічні потреби, м3/год;
Qл – надлишок явного тепла, ккал/м3·год;
t0 – температура повітря, видаленого з робочої зони приміщення, оС (t0=tнорм);
tн = температура зовнішнього повітря, що подається в приміщення, 0С;
tух – температура повітря, що видаляється з приміщення за межами робочої зони, 0С.
Значення перерахованих параметрів необхідно приймати відповідно завдання (табл. 2).
Таблиця 2
|
Значення параметра |
символ |
варіанти |
||
|
1 |
2 |
3 |
||
|
Кількість повітря, м3/год |
Vo |
88 . 102 |
120 . 102 |
160 . 102 |
|
Надлишок явного тепла, ккал/год |
Qл |
0,2 . 106 |
0,4 .106 |
0,6 .106 |
|
Температура, 0С |
to |
По табл.1, столб. 3 |
||
|
tн |
На 5 – 8 оС нижче to |
|||
|
tух |
tух= to |
4. ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ ПРО ВИКОНАНУ РОБОТУ.
Складання звіту про виконану роботу полягає у розрахунках і заповненні таблиці 1 і визначенні кількості повітря, що подається в приміщення для зниження надлишків тепла.
5. КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ.
1. Які санітарно-гігієнічні вимоги предявляють до промислових підприємств?
2. Що таке оптимальні метеорологічні умови у виробничих приміщеннях і які шляхи їх забезпечення?
3. Які прилади застосовують для визначення метеоумов: температури, вологості, атмосферного тиску, швидкості повітря? Як вони сконструйовані і який їх принцип дії?
4. Які заходи проводять на виробництві для боротьби з надлишком тепла і надлишком вологи?
5. У яких випадках застосовують кондиціонери повітря?
6. Що таке терморегуляція організма людини?
6. ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ.
Під час проведення даної лабораторної роботи немає спеціфічної потенційної небезпеки і тому студентам слід дотримуватись лише загальних вимог техніки безпеки при роботі в учбовій лабораторії. Слід уважно відноситись до включення електричних приладів (кондиціонера і нагрівальної плитки). Перед включенням цих приладів слід перевірити справність електричних розеток і шнурів, перевірити заземлення. Робота з несправними шнурами і розетками не припускається. Крім того, слід уникати необережного поводження з нагрівальною плиткою, аби не отримати опіків.
PAGE 9