Поможем написать учебную работу
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
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
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Ростовская-на-Дону государственная академия
сельскохозяйственного машиностроения
Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и химия»
Безопасность технологических процессов и производств. расчеты
Под ред. профессора В. Л. Гапонова
Рекомендовано УМО по автотракторному и дорожному образованию
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений
специальности “Сельскохозяйственные машины и оборудование”
и других специальностей
Ростов-на-Дону
2005
УДК 656:658.34; 656:331.4; 656:331.34
Б 40
Авторы:
В.Л. Гапонов, Л.М. Распопова, В.И. Василенко, В.И. Гаршин
А.Г. Хвостиков, В.В. Киреева, Д.М. Кузнецов, Т.Б. Гавриленко
В.В. Дудник, П.В. Туник, А.Н. Лапшин, Н.А. Зубков
Рецензенты:
Кафедры “Охрана труда и окружающей среды”
и “Сельскохозяйственные машины для полеводства”
Донского государственного технического университета
Безопасность технологических процессов и производств. Расчеты: Учебное пособие для студентов вузов / Под ред. проф. В.Л. Гапонова. РГАСХМ, Ростов н/Д., 2005 с. ISBN 5-89071-061-3
0Ю 9(03)-2000 УДК 656:658.34; 656:331.4; 656:331.34
© Ростовская-на-Дону государственная
академия сельскохозяйственного
машиностроения, 2005
содержание
1. |
Производственная санитария и гигиена труда………………………. |
|
1.1. |
Расчет производительности местной вентиляции……………………………………... |
|
1.2. |
Расчет количества воздуха при естественной вентиляции (аэрации) и определение реальной концентрации токсических веществ в воздухе при проведении малярных работ в помещении……………………………………………………………………….. |
|
1.3. |
Расчет необходимого количества воздуха для проветривания помещения при явном избытке влаги……………………………………………………………………... |
|
1.4. |
Расчет необходимого количества воздуха для общеобменной вентиляции при загрязнении его вредными веществами…………………………………………… |
|
1.5. |
Расчет количество воздуха, необходимого для проветривания помещения при избытке теплоты……………………………………………………….. |
|
1.6. |
Расчет производительности местной вентиляции для разбавления примесей и площади сечения воздухозаборников……………………………………... |
|
1.7. |
Расчет системы местного освещения…………………………………………………… |
|
1.8. |
Расчет системы общего освещения……………………………………………………... |
|
1.9. |
Расчет естественного освещения………………………………………………………... |
|
1.10. |
Определение уровня шума………………………………………………………………. |
|
1.11. |
Определение уровня виброускорения локальной вибрации………………………….. |
|
1.12. |
Определение эффективности защиты от внешнего излучения количеством, временем и расстоянием. Проверка толщины защитного экрана при работе с дефектоскопом………………………………………………………………………. |
|
2. |
Производственная безопасность…………………………………………… |
|
2.1. |
Подобрать канат для изготовления стропа с четырьмя ветвями для подъема груза… |
|
2.2. |
Определение давления и мощности взрыва воздухосборника компрессора………… |
|
2.3. |
Определение давления и мощности взрыва воздухосборника компрессора………… |
|
2.4. |
Определение охлаждающей поверхности трубчатого теплообменника компрессорной установки……………………………………………………………….. |
|
2.5. |
Определить верхний и нижний пределы воспламенения природного газа………….. |
|
2.6. |
Определение предела огнестойкости железобетонной стены………………………… |
|
2.7. |
Определение предела огнестойкости железобетонной колонны……………………... |
|
2.8. |
Рассчитать систему молниезащиты……………………………………………………... |
|
2.9. |
Рассчитать систему заземления…………………………………………………………. |
|
2.10. |
Рассчитать систему зануления…………………………………………………………... |
|
2.11. |
Определение возможности применения (по условию безопасности) зануленных и заземленных электропотребителей, подключенных к трехфазной четырехпроходной сети с заземленной нейтралью…………………….. |
|
2.12. |
Определение экономической эффективности проекта………………………………… |
|
2.13. |
Определение годового экономического эффекта и срока окупаемости капитальных дополнительных вложений……………………………………………….. |
|
2.14. |
Определение времени начала радиоактивного заражения территории промышленного объекта от наземного ядерного взрыва……………………………… |
|
2.15. |
Определение дозы облучения персонала, продолжающего работать на промышленном объекте после радиоактивного загрязнения территории………… |
|
2.16. |
Определение дозы облучения при эвакуации с зараженной территории…………….. |
|
2.17. |
Определение мощности дозы излучения на территории промышленного объекта…. |
|
2.18. |
Расчет приземной концентрации пыли…………………………………………………. |
|
2.19. |
Определение ПДС загрязняющих веществ в водоеме, которым используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения…………………………………………… |
|
2.20. |
Оценка качества воздушной среды в рабочей зоне……………………………………. |
|
3. |
Безопасность технологических процессов и производств в машиностроении………………………………………………………………... |
|
3.1. |
Определение вероятности несчастного случая………………………………………… |
|
3.2. |
Определение аналитического тренда и прогноза травматизма на производстве……. |
|
литература……………………………………………………………………………. |
||
дополнительная литература………………………………………………….. |
введение
Ежегодно в нашей стране на производстве травмируются до 400 тысяч работников, погибают около 78 тысяч, а 1214 тысяч человек становятся инвалидами. И, естественно, главной политикой государственных органов по охране труда должно быть обеспечение безопасности работников промышленности.
Современные технологические процессы, производства и оборудование не гарантируют абсолютной надежности и эксплуатационной безопасности.
На уровень аварийности промышленных предприятий влияют многие факторы, например:
обеспечение безопасности и тенденции развития производства;
интенсификация, связанная с ростом технологических параметров (скорости, давления, энергонасыщенности, содержания опасных веществ, температуры и др.);
комплексная обработка материалов, предполагающая концентрацию на одной площади различных производств и опасности разной природы, увеличение размеров промышленных комплексов;
обновление технологий, обостряющих противоречия между темпами научно-технического прогресса и задачами по управлению новой техникой, навыками и профессиональными качествами обслуживающего персонала.
Управление технической системой предполагает разрешение возникающих технических, технологических, эколого-экономических, социальных и других проблем, включая диагностику состояния системы, вероятность нестандартных ситуаций, их оценку, определение приоритетов действий и их планирование.
Важное значение при этом имеет установление нормированных параметров производственных факторов, основанное на расчетах. Преподавателями кафедры «Безопасность жизнедеятельности и химии» разработаны расчеты параметров естественного и искусственного освещения на рабочих местах, уровней шума и вибрации, производительности общеобменной и местной вентиляции, заземление, зануления производственного оборудования и др.
Расчеты предназначены для подготовки студентов к государственному экзамену, выполнения дипломного проекта.
1. производственная санитария
и гигиена труда
1.1. Расчет производительности местной вентиляции
При общеобменной вентиляции происходит обмен воздуха во всех помещениях. Она применяется тогда, когда выделения вредных веществ незначительны и равномерно удалены по всему объему помещения.
Местная вентиляция действует непосредственно на рабочем месте. Она может быть вытяжной и приточной. Вытяжную делают непосредственно в местах образования вредных выбросов, например, у гальванических ванн, у пылящих агрегатов, у электро- и газосварочных постов. Местную приточную вентиляцию осуществляют в виде воздушных завес, душей, оазисов, которые улучшают микроклимат в ограниченной зоне помещения. Определим необходимый расход воздуха для проветривания участка, м3/ч
, (1.1)
где F площадь открытого сечения вытяжного устройства, м2,
V скорость движения воздуха, м/с.
Задание. Рассчитать производительность местной вентиляции.
Дано (вариант 1). На медницком участке, где осуществляется пайка узлов, деталей, их предварительное травление выделяются вредные вещества, и над рабочими местами установлены воздухозаборники, общей площадью F = 12 м2. За стеной установлен вентилятор, который обеспечивает скорость вытяжки воздуха через воздухозаборники, V = 0,5 м/с.
Решение. Подставив исходные данные в формулу (1.1), получим
м3/ч или 6 м3/с
Ответ. м3/ч или м3/с.
Данные необходимые для расчета местной вентиляции, приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Исходные данные
№ п/п |
F, м2 |
V, м/с |
№ п/п |
F, м2 |
V, м/с |
№ п/п |
F, м2 |
V, м/с |
1 |
12 |
0,5 |
21 |
14 |
1,2 |
41 |
20 |
0,9 |
2 |
10 |
0,6 |
22 |
15 |
1,1 |
42 |
18 |
1,6 |
3 |
15 |
0,8 |
23 |
17 |
1,3 |
43 |
16 |
1,0 |
4 |
14 |
0,7 |
24 |
16 |
1,4 |
44 |
17 |
1,5 |
5 |
18 |
0,9 |
25 |
18 |
1,5 |
45 |
15 |
1,1 |
6 |
20 |
1,0 |
26 |
19 |
1,6 |
46 |
14 |
1,4 |
7 |
16 |
1,2 |
27 |
20 |
1,7 |
47 |
19 |
1,2 |
8 |
19 |
1,3 |
28 |
13 |
0,6 |
48 |
13 |
1,3 |
9 |
17 |
1,4 |
29 |
12 |
0,7 |
49 |
11 |
0,9 |
10 |
15 |
1,5 |
30 |
11 |
0,8 |
50 |
10 |
0,8 |
11 |
14 |
1,6 |
31 |
17 |
0,9 |
51 |
19 |
0,7 |
12 |
13 |
1,7 |
32 |
10 |
1,0 |
52 |
20 |
0,6 |
13 |
12 |
1,2 |
33 |
12 |
1,1 |
53 |
18 |
0,5 |
14 |
11 |
1,0 |
34 |
14 |
0,5 |
54 |
17 |
0,8 |
15 |
10 |
0,8 |
35 |
16 |
1,5 |
55 |
15 |
0,9 |
16 |
19 |
0,7 |
36 |
15 |
0,6 |
56 |
14 |
1,0 |
17 |
20 |
0,6 |
37 |
18 |
1,6 |
57 |
16 |
1,2 |
18 |
21 |
0,5 |
38 |
16 |
0,7 |
58 |
13 |
1,3 |
19 |
18 |
0,7 |
39 |
17 |
0,8 |
59 |
12 |
1,5 |
20 |
17 |
1,0 |
40 |
19 |
1,7 |
60 |
11 |
1,4 |
По способу подачи в помещение свежего воздуха и удаления загрязненного, системы вентиляции делят на естественную, механическую и смешанную.
При естественной вентиляции воздухообмен осуществляется за счет разности удельного веса теплого воздуха, находящегося внутри помещения, и более холодного воздуха, поступающего снаружи, а также за счет ветра.
Организованный и регулируемый воздухообмен называется аэрацией: через фрамугу и окна подается холодный воздух, а через вытяжные фонари выходит теплый.
Расчет вентиляции, в том числе аэрации, основан на обеспечении баланса воздухоообмена: массовое количество воздуха, входящего в здание за единицу времени, равно массовому количеству воздуха, выходящего из здания
, (1.2)
где Gпр и Gвыт. соответственно количество воздуха, поступающего и выходящего из помещения в единицу времени.
Недостаток естественной вентиляции состоит в том, что приточный воздух вводится в помещение без предварительной отчистки и подогрева, а удаляемый воздух не очищается и загрязняет атмосферу.
На большинстве предприятий, в том числе в машиностроении, применяется смешанная вентиляция, сочетающая естественную и механическую.
При аэрации количество воздуха, подаваемого в помещение для обеспечения требуемых условий воздушной среды, м3/ч, рассчитывается с помощью выражения
(1.3)
где Vср средняя скорость движения воздуха, м/с;
суммарная площадь открытых проемов, м2.
Задание. Рассчитать количество воздуха при естественной вентиляции (аэрации) и определить реальную концентрацию токсичных веществ в воздухе при проведении малярных работ в помещении.
Дано (вариант 1). S = 20 м2, содержание летучих компонентов в красителе В = 40 %, удельный расход краски р = 45 г/м2, проветривание помещения осуществляется через 3 форточки размером Sф=0,60,4 м2, фактическое время проветривания tф = 45 мин, Т = 1 ч, количество маляров n = 2, Vср = 0,4 м/с; = 30,60,4 м2.
Решение.
1. Определим воздухообмен по формуле (1.3)
но так как tф = 45 мин, то м3/ч, где , 60 1 час.
2. Определим количество выделившихся при работе маляров паров растворителя (г/ч)
(1.4)
где П производительность труда маляра, , м2/ч,
S площадь окрашенной поверхности, м2, за время Т=1 ч;
n количество маляров, в данном случае n = 2; В = 40 % или В = 0,4.
Подставив данные из условия задачи, получим
г/ч.
3. Определим реальную концентрацию ксилола в воздухе помещения
г/м3.
Ответ. 1. Количество воздуха при естественной вентиляции
2. Реальная концентрация ксилола
Данные, необходимые для расчета, приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Исходные данные для расчетов (В = 0,4; р = 45; Т = 1 ч)
№ п/п |
Vcр, м/с |
, м2 |
S, м2 |
n |
tф, мин |
№ п/п |
Vcр, м/с |
, м2 |
S, м2 |
n |
tф, мин |
1 |
0,4 |
2·0,8·0,4 |
20 |
2 |
45 |
31 |
0,4 |
1·0,6·0,4 |
20 |
2 |
45 |
2 |
0,45 |
3·0,6·0,5 |
25 |
3 |
50 |
32 |
0,8 |
2·1,4·0,6 |
25 |
2 |
45 |
3 |
0,5 |
4·1,0·0,6 |
15 |
2 |
35 |
33 |
0,6 |
3·1·0,5 |
18 |
2 |
45 |
4 |
0,55 |
3·2,5·2,0 |
18 |
3 |
40 |
34 |
0,5 |
4·1·0,4 |
15 |
2 |
45 |
5 |
0,6 |
5·3·2,0 |
19 |
4 |
50 |
35 |
3,2 |
4·2,5·1,8 |
17 |
4 |
55 |
6 |
0,35 |
6·4·3 |
21 |
3 |
60 |
36 |
1,6 |
2·2·1 |
16 |
3 |
40 |
7 |
0,4 |
4·6·3 |
17 |
2 |
45 |
37 |
2,4 |
3·2·1 |
19 |
3 |
45 |
8 |
0,5 |
2·4·1,5 |
16 |
2 |
50 |
38 |
3,0 |
4·2·1 |
21 |
4 |
50 |
9 |
0,6 |
3·2·1 |
22 |
3 |
55 |
39 |
1,8 |
2·1,5·1,0 |
23 |
3 |
45 |
10 |
0,65 |
4·2,5·1,5 |
20 |
2 |
50 |
40 |
1,2 |
2·1,2·0,6 |
22 |
2 |
40 |
11 |
0,55 |
6·1,5·1 |
16 |
4 |
45 |
41 |
1,0 |
2·1·0,5 |
20 |
2 |
45 |
12 |
0,5 |
8·1,2·0,8 |
18 |
2 |
40 |
42 |
0,9 |
2·1,2·0,4 |
19 |
2 |
45 |
13 |
0,35 |
6·1,0·0,6 |
14 |
3 |
50 |
43 |
0,8 |
3·1·0,6 |
14 |
2 |
40 |
14 |
0,4 |
5·2·1,5 |
22 |
1 |
45 |
44 |
0,7 |
3·0,8·0,4 |
16 |
2 |
40 |
15 |
0,7 |
4·1,5·1 |
23 |
4 |
45 |
45 |
0,6 |
4·0,9·0,5 |
18 |
2 |
40 |
16 |
0,8 |
2·1·0,6 |
19 |
3 |
45 |
46 |
1,1 |
3·1·0,6 |
19 |
2 |
45 |
17 |
1,0 |
2·1,5·1 |
13 |
2 |
50 |
47 |
2,2 |
4·2·1 |
21 |
3 |
50 |
18 |
1,2 |
2·1,6·1 |
24 |
2 |
50 |
48 |
2,3 |
4·2,5·1,5 |
22 |
3 |
55 |
19 |
1,5 |
2·1,8·0,9 |
14 |
3 |
50 |
49 |
2,5 |
4·2,5·1,5 |
20 |
3 |
55 |
20 |
2,0 |
3·2·1,5 |
15 |
3 |
55 |
50 |
3,0 |
4·2,5·1,5 |
19 |
4 |
55 |
21 |
2,5 |
4·2·1,5 |
18 |
4 |
55 |
51 |
0,5 |
2·0,8·0,4 |
18 |
2 |
40 |
22 |
3,0 |
6·2·1,5 |
19 |
4 |
55 |
52 |
0,6 |
2·1,5·1 |
17 |
2 |
40 |
23 |
3,5 |
6·2·1,5 |
17 |
5 |
55 |
53 |
0,4 |
2·1·0,5 |
15 |
1 |
40 |
24 |
4,0 |
6·2·1,5 |
16 |
5 |
60 |
54 |
0,8 |
2·0,9·0,5 |
16 |
2 |
45 |
25 |
1,5 |
4·2·1,5 |
20 |
3 |
45 |
55 |
1,6 |
4·1·0,6 |
14 |
2 |
50 |
26 |
0,8 |
2·2·1,5 |
21 |
2 |
40 |
56 |
1,9 |
4·1·0,5 |
19 |
3 |
50 |
27 |
2,6 |
4·2,5·2 |
22 |
3 |
50 |
57 |
2,1 |
4·1,5·1 |
20 |
3 |
55 |
28 |
3,2 |
4·2,5·2 |
19 |
4 |
55 |
58 |
2,0 |
4·2·1,2 |
21 |
3 |
55 |
29 |
1,4 |
3·2·1,5 |
20 |
2 |
45 |
59 |
1,0 |
2·2·1,2 |
18 |
2 |
40 |
30 |
0,7 |
2·2·1,0 |
18 |
2 |
40 |
60 |
0,4 |
2·1·0,5 |
20 |
1 |
40 |
1.3. Расчет необходимого количества воздуха для проветривания
помещения при явном избытке влаги
По назначению различают вентиляцию общеобменную, местную и комбинированную. При общеобменной вентиляции происходит обмен воздуха во всем помещении.
Если в производственном помещении повышенная влажность, то количество воздуха, подаваемого в помещение, м3/ч, определяется по формуле
(1.5)
где Lуд расход воздуха, удаляемого из рабочей зоны, г/кг;
W избыток влаги в помещении, г/ч;
ρ плотность воздуха при температуре помещения, кг/м3;
dуд.з содержание влаги в воздухе, удаляемом из рабочей зоны, г/кг;
dп влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг;
dуд влагосодержание воздуха, находящегося за пределами рабочей зоны, г/кг.
Величина dуд.з должна соответствовать нормальному содержанию влаги в воздухе при плотности воздуха, равной 1,2 кг/м3, соответствующей температуре 20 оС и нормальном атмосферном давлении. Зависимость плотности воздуха от температуры при нормальном атмосферном давлении представлена в табл. 1.3.
Температура, оС |
20 |
10 |
0 |
10 |
20 |
40 |
Плотность, кг/м3 |
1,39 |
1,34 |
1,29 |
1,24 |
1,2 |
1,12 |
Влагосодержание это отношение плотности водяных паров к плотности воздуха, т.е.
, (1.6)
где ρп и ρс плотность водяного пара и сухого воздуха соответственно, кг/м3.
Количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 влажного воздуха, называется абсолютной влажностью воздуха или иначе парциальной плотностью водяного пара.
Содержание паров в воздухе может увеличиваться в зависимости от температуры до предела его насыщения. В свою очередь, абсолютная влажность воздуха в насыщенном состояние увеличивается с ростом температуры. И наоборот, эти же параметры уменьшаются при снижении температуры (точка росы, иней).
Влагосодержание может быть определено также с помощью давления и газовых постоянных. Так уравнение состояния (КлапейронаМенделева) влажного воздуха имеет вид
, (1.7)
где Р давление воздуха, Па;
Т абсолютная температура, К;
R удельная газовая постоянная, Дж/(кг·К).
давление влажного воздуха по закону Дальтона можно выразить в виде
, (1.8)
где РС, РП давление сухого воздуха и водяного пара соответственно, Па.
Аналогично определяется плотность воздуха
. (1.9)
Из выражений (1.6 и 1.7)с учетом (1.8) получим
, (1.10)
где Rс = 287,04 Дж/(кг·К) газовая постоянная сухого воздуха;
Rп = 461,66 Дж/(кг·К) газовая постоянная водяного пара.
Для того, чтобы определить избыток влаги в помещении, следует использовать связь между температурой, абсолютной влажностью и давлением водяного пара, считая нормальной температуру 20 оС. Необходимая информация содержится в табл. 1.4.
t, оС |
ρпн, г/м3 |
Рпн, Па |
t, оС |
ρпн, г/м3 |
Рпн, Па |
20 |
1,1 |
120,0 |
15 |
12,8 |
1693,2 |
15 |
1,5 |
186,7 |
20 |
17,2 |
2319,8 |
10 |
2,3 |
280,0 |
25 |
22,9 |
3546,4 |
5 |
3,4 |
413,3 |
30 |
30,1 |
4213,0 |
0 |
4,9 |
613,3 |
35 |
39,3 |
5586,2 |
5 |
6,8 |
866,6 |
40 |
50,8 |
7319,4 |
10 |
9,4 |
1226,6 |
45 |
64,9 |
9519,2 |
Задание. Рассчитать необходимое количество воздуха для проветривания помещения при явном избытке влаги.
Дано (вариант 1). В цехе парциальное давление Рпн = 4213,0 Па, что соответствует абсолютной влажности воздуха ρпн = 30,1 г/м3, tпомещ = 30 оС, tудел = 20 оС, tпоступ = 15 оС, К = 5 , V=100 м3.
Решение.
1. Определить количество воздуха, удельного из рабочей зоны
.
2. Определить избыток влаги, в помещении при tпомещ = 30 0С, согласно табл. 1.4 РП.Н=4213,0 Па, что соответствует ρпн = 30,1 г/м3, тогда
ρ = ρпн при 30 0С ρпн при 20 0С = 30,1 17,2 = 12,9 г/м3
и W = ρ·V = 12,9·100 = 1290 г/ч.
3. Определить dп, dуд., dуд.з·используя табл. 1.3 и 1.4.
г/кг,
г/кг,
dуд.з·= dуд.·0,6 = 0,1433·0,6 = 0,086 г/кг.
4. Определить необходимое количество воздуха по формуле (1.5)
=
м3/ч или 8,26 м3/с.
Ответ. = 8,26 м3/с.
Необходимые исходные данные для расчетов содержатся в табл. 1.5.
Исходные данные
№ п/п |
tпомещ, оС |
tпоступ, оС |
tудал, оС |
Vпом, м3 |
К |
№ п/п |
tпомещ, оС |
tпоступ, оС |
tудал, оС |
Vпом, м3 |
tпомещ, оС |
1 |
30 |
15 |
20 |
100 |
5 |
31 |
35 |
5 |
20 |
150 |
7 |
2 |
25 |
10 |
20 |
150 |
8 |
32 |
30 |
15 |
20 |
200 |
11 |
3 |
35 |
15 |
20 |
250 |
17 |
33 |
25 |
10 |
20 |
300 |
8 |
4 |
30 |
10 |
20 |
350 |
11 |
34 |
30 |
15 |
20 |
400 |
12 |
5 |
40 |
5 |
20 |
450 |
8 |
35 |
35 |
15 |
20 |
500 |
9 |
6 |
25 |
10 |
20 |
500 |
16 |
36 |
40 |
10 |
20 |
600 |
13 |
7 |
35 |
15 |
20 |
600 |
6 |
37 |
35 |
10 |
20 |
700 |
10 |
8 |
30 |
10 |
20 |
400 |
6 |
38 |
30 |
15 |
20 |
300 |
14 |
9 |
25 |
0 |
20 |
200 |
11 |
39 |
25 |
-5 |
20 |
100 |
15 |
10 |
30 |
10 |
20 |
250 |
15 |
40 |
30 |
0 |
20 |
150 |
18 |
11 |
35 |
15 |
20 |
100 |
21 |
41 |
35 |
5 |
20 |
100 |
12 |
12 |
40 |
15 |
20 |
150 |
9 |
42 |
40 |
10 |
20 |
200 |
16 |
13 |
25 |
0 |
20 |
200 |
8 |
43 |
35 |
15 |
20 |
250 |
19 |
14 |
30 |
5 |
20 |
300 |
20 |
44 |
30 |
10 |
20 |
300 |
20 |
15 |
35 |
10 |
20 |
350 |
10 |
45 |
25 |
10 |
20 |
200 |
22 |
16 |
25 |
-5 |
20 |
400 |
18 |
46 |
30 |
5 |
20 |
150 |
10 |
17 |
30 |
0 |
20 |
500 |
13 |
47 |
35 |
10 |
20 |
400 |
11 |
18 |
40 |
10 |
20 |
350 |
14 |
48 |
40 |
15 |
20 |
250 |
14 |
19 |
35 |
5 |
20 |
300 |
12 |
49 |
35 |
10 |
20 |
200 |
15 |
20 |
30 |
10 |
20 |
150 |
9 |
50 |
30 |
5 |
20 |
100 |
8 |
21 |
25 |
5 |
20 |
200 |
7 |
51 |
25 |
-5 |
20 |
150 |
7 |
22 |
30 |
10 |
20 |
350 |
6 |
52 |
30 |
0 |
20 |
200 |
6 |
23 |
35 |
15 |
20 |
400 |
5 |
53 |
35 |
5 |
20 |
300 |
5 |
24 |
40 |
5 |
20 |
250 |
19 |
54 |
40 |
10 |
20 |
250 |
19 |
25 |
35 |
10 |
20 |
200 |
22 |
55 |
35 |
5 |
20 |
200 |
17 |
26 |
30 |
15 |
20 |
150 |
18 |
56 |
30 |
0 |
20 |
150 |
15 |
27 |
25 |
10 |
20 |
300 |
20 |
57 |
25 |
-10 |
20 |
100 |
13 |
28 |
30 |
5 |
20 |
200 |
12 |
58 |
30 |
-5 |
20 |
150 |
11 |
29 |
35 |
15 |
20 |
250 |
9 |
59 |
35 |
0 |
20 |
200 |
21 |
30 |
40 |
10 |
20 |
150 |
14 |
60 |
40 |
5 |
20 |
300 |
10 |
1.4. Расчет необходимого количества воздуха для общеобменной вентиляции
при загрязнении его вредными веществами
Вентиляция является одним из средств улучшения санитарно-гигиенических условий труда, в том числе снижения концентрации в воздухе пыли, вредных паров и газов и нормализации метеорологических параметров воздуха. Вентиляцию в производственных зданиях обычно выполняют приточно-вытяжной. Механическая система вентиляции обязательно включает в себя один или несколько вентиляторов подающих и (или) удаляющих воздух, причем на входе нередко используются калориферы, а на выходе очистители. На большинстве предприятий, в том числе в машиностроении, применяется смешанная вентиляция, сочетающая естественную и механическую.
При общеобменной вентиляции происходит обмен воздуха во всем помещении. Она применяется тогда, когда выделения вредных веществ незначительны и равномерно распределены по всему объему помещения. Величина потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции зависит от вида и количества вредных веществ в воздухе. Для уменьшения концентрации пыли, вредных газов или паров, выделяющихся в производственном помещении количество воздуха, подаваемого в помещение для обеспечения требуемых условий воздушной среды Lвр, м3/ч, определяется по формуле
(1.11)
где Lуд количество воздуха, удаляемого из рабочей зоны, м3/ч;
М количество вредных веществ, поступающих в помещение, мг/ч;
Zуд.з концентрация вредных веществ в воздухе, удаляемых из помещения, мг/м3;
Zуд концентрация вредных веществ за пределами рабочей зоны, мг/м3;
Zп концентрация вредных веществ в поступающем воздухе, мг/м3 (обычно Zп=0).
Величина Zуд.з должна равняться величине ПДК удаляемых веществ.
В тех случаях, когда количество вредных веществ велико или трудно определимо, расчет воздухообмена можно производить с помощью коэффициента кратности
(1.12)
где к кратность воздухообмена, определяющая, сколько раз в течение часа следует поменять воздух в помещении;
V объем помещения, м3.
В табл. 1.6 приведены данные по рекомендуемым кратностям воздухообмена в цехах ремонтных предприятий, которые можно использовать и относительно ряда других производств.
Таблица 1.6
Кратности воздухообмена в цехах ремонтных предприятий
Технологические объекты предприятия |
Кратность воздухообмена |
Участок наружной мойки и разборки машин |
5 |
Участок диагностики и дефектовки |
8 |
Участок окраски и сушки |
17 |
Участок приготовления лаков и красок |
11 |
Помещения очистных сооружений |
8 |
Участок сварки |
16 |
Участок вулканизации |
6 |
Участок слесарный |
6 |
Участок медницкий |
11 |
Ремонт электрооборудования |
15 |
Участок ремонта двигателей |
21 |
Участок проверки топливной аппаратуры |
9 |
Участок механический |
8 |
Кузнечное отделение |
20 |
Задание. Рассчитать необходимое количество воздуха для общеобменной вентиляции при загрязнении его вредными веществами.
Дано (вариант 1). На участке разборки машин в технологическом процессе используется вредное вещество, его среднесуточная ПДК = 0,3 мг/м3. Загрязнение подаваемого на участок воздуха Zп = 0. Концентрация вещества за пределами рабочей зоны, Zуд=0,5 мг/м3, объем помещения V=100 м3, кратность воздухообмена, к=5; количество вредного вещества, поступающего в помещение, М=1800 мг/ч.
Решение:
1. Определим количество воздуха, удаляемого из рабочей зоны, Lуд =кV =5100 =500 м3
2. Определим необходимое количество воздуха, используя формулу (1.11), с учетом того, что Zуд.з = ПДК = 0,3 мг/м3
Ответ. С учетом КПД по полученной величине расхода воздуха можно из каталога выбрать вентилятор для общеобменной вентиляции в данном помещении. Если дается его производительность по воздуху в секунду, полученное значение следует разделить на 3600. Тогда Lвр = 1,1 м3/с.
Исходные данные для расчетов приведены в табл. 1.7.
Таблица 1.7
Исходные данные
№ п/п |
к |
V, м3 |
М, мг/ч |
Zуд.з, мг/м3 |
Zуд, мг/м3 |
№ п/п |
к |
V, м3 |
М, мг/ч |
Zуд.з, мг/м3 |
Zуд, мг/м3 |
1 |
5 |
100 |
1800 |
0,3 |
0,5 |
31 |
6 |
200 |
1800 |
0,2 |
0,4 |
2 |
8 |
150 |
1200 |
0,25 |
0,7 |
32 |
11 |
150 |
1900 |
0,3 |
0,5 |
3 |
17 |
200 |
1300 |
0,05 |
0,2 |
33 |
15 |
100 |
2000 |
0,4 |
0,6 |
4 |
11 |
250 |
2500 |
0,25 |
0,4 |
34 |
21 |
150 |
2100 |
0,5 |
0,7 |
5 |
8 |
300 |
1900 |
0,1 |
0,2 |
35 |
9 |
200 |
2200 |
0,6 |
0,8 |
6 |
16 |
350 |
2000 |
0,15 |
0,25 |
36 |
8 |
250 |
2300 |
0,4 |
0,7 |
7 |
6 |
400 |
2700 |
0,2 |
0,4 |
37 |
20 |
300 |
2400 |
0,2 |
0,4 |
8 |
6 |
450 |
2900 |
0,15 |
0,30 |
38 |
10 |
350 |
2500 |
0,3 |
0,5 |
9 |
11 |
500 |
300 |
0,3 |
0,5 |
39 |
12 |
400 |
2600 |
0,4 |
0,6 |
10 |
15 |
450 |
1200 |
0,4 |
0,6 |
40 |
13 |
450 |
2700 |
0,3 |
0,6 |
11 |
21 |
400 |
1100 |
0,1 |
0,25 |
41 |
14 |
500 |
3000 |
0,2 |
0,5 |
12 |
9 |
350 |
100 |
0,5 |
0,7 |
42 |
18 |
450 |
3100 |
0,2 |
0,4 |
13 |
8 |
300 |
900 |
0,4 |
0,6 |
43 |
19 |
400 |
3200 |
0,3 |
0,7 |
14 |
20 |
250 |
800 |
0,3 |
0,5 |
44 |
21 |
350 |
3300 |
0,4 |
0,7 |
15 |
10 |
200 |
1800 |
0,2 |
0,4 |
45 |
20 |
300 |
3500 |
0,2 |
0,4 |
16 |
12 |
150 |
1900 |
0,3 |
0,5 |
46 |
17 |
250 |
4000 |
0,3 |
0,5 |
17 |
13 |
100 |
2000 |
0,4 |
0,7 |
47 |
5 |
200 |
4500 |
0,3 |
0,6 |
18 |
14 |
150 |
2100 |
0,6 |
0,8 |
48 |
8 |
150 |
5000 |
0,3 |
0,4 |
19 |
18 |
200 |
2200 |
0,3 |
0,4 |
49 |
17 |
100 |
4500 |
0,4 |
0,8 |
20 |
19 |
250 |
2300 |
0,2 |
0,5 |
50 |
11 |
150 |
4000 |
0,4 |
0,7 |
21 |
21 |
300 |
2400 |
0,1 |
0,3 |
51 |
8 |
200 |
3500 |
0,4 |
0,6 |
22 |
20 |
350 |
2500 |
0,2 |
0,4 |
52 |
10 |
250 |
3000 |
0,2 |
0,4 |
23 |
17 |
400 |
2600 |
0,3 |
0,5 |
53 |
9 |
300 |
2500 |
0,2 |
0,5 |
24 |
5 |
450 |
2700 |
0,4 |
0,6 |
54 |
12 |
350 |
2000 |
0,2 |
0,6 |
25 |
8 |
500 |
2800 |
0,5 |
0,7 |
55 |
13 |
400 |
1500 |
0,2 |
0,5 |
26 |
17 |
450 |
2900 |
0,15 |
0,30 |
56 |
14 |
450 |
1300 |
0,2 |
0,4 |
27 |
11 |
400 |
300 |
0,20 |
0,4 |
57 |
15 |
500 |
1200 |
0,2 |
0,3 |
28 |
8 |
350 |
3100 |
0,25 |
0,45 |
58 |
16 |
300 |
1100 |
0,2 |
0,4 |
29 |
16 |
300 |
3200 |
0,3 |
0,45 |
59 |
17 |
350 |
1000 |
0,2 |
0,5 |
30 |
6 |
250 |
2900 |
0,5 |
0,7 |
60 |
19 |
200 |
1800 |
0,2 |
0,6 |
1.5. Расчет количество воздуха, необходимого для проветривания
помещения при избытке теплоты
В помещении со значительными тепловыделениями объем приточного воздуха, необходимо для удаления избыточной теплоты (без учета количества теплоты, уносимой из помещения с воздухом, удаляемым через местные отсосы), определяется соотношением
(1.13)
где Qизб избыточная теплота, Дж/с;
Ср удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, Дж/(кгк);
плотность воздуха при 293 к (20 0С), кг/м3, равная = 1,2 кг/м3;
Ту температура удаляемого воздуха, К;
Тп температура воздуха, подаваемого в помещение, К. Ту и Тп легко получить по обычному градуснику, прибавив к значению температуры в 0С цифру 273, например 10 0С соответствует 283 К, 0 0С = 273 К, 30 0С = 303 К и т. д.
Количество теплоты, которое необходимо затратить, чтобы 1 кг воздуха поднять на 1 0С, называется теплоемкостью воздуха, отнесенной к единице веса, иначе удельной теплоемкостью воздуха.
Различают теплоемкость воздуха при постоянном давлении Ср и при постоянном объеме Сv.
Значения теплоемкостей сухого воздуха при изменении температуры от 0 до 80 0С соответственно равны: Ср = 0,239 0,241 и Сv = 0,170 0,172 ккал/(кгград). В системе СИ соответственно указанному диапазону Ср = 999,999 1008,368 Дж/(кгК). Если предположить, что между температурой воздуха и его теплоемкостью существует линейная зависимость, то при 20 0С величина Ср = 1001,6728 Дж/(кгК), из выражения: Ср= 999,999 + 0,1046125t.
Избыточная теплота, Дж/с или Вт по существу не что иное, как тепловая мощность источника тепловыделения, которая характеризуется теплосодержанием, Дж/кг. Только удаление этих избыточных килограммов (масс) нагретого воздуха со скоростью, имеющей размерность кг/с, может создать предпосылки для замещения этой массы воздуха свежим, более холодным воздухом. Математически это описывается как умножение величины теплосодержания на скорость удаления теплого воздуха, в размерности это выглядит как (Дж/кг)(кг/с) = Дж/с. Поэтому формулу (1.13) можно представить в следующем виде
(1.14)
где Lуд удаляемый из помещения воздух, с учетом, кратности воздухообмена (К), м3/ч. При К=10 и V=90 м3, Lуд=900 м3, где V объем помещения.
В воздухе практически всегда присутствует вода в виде паров, которые при снижениях температуры воздуха меняют агрегатное состояние, выпадая в виде росы или в виде инея. Теплосодержание влажного воздуха определяется
(1.15)
где количество тепловой энергии, заключенное в 1 кг массы газа, Дж/кг;
r = 2,5106 скрытая теплота парообразования или удельная теплота испарения воды при 0 0С, Дж/кг;
Сп =1890 средняя удельная теплоемкость водяного пара при нормальном давлении, Дж/(кгК);
t температура, 0С; Р = 101325 Па;
Х влагосодержание отношение плотности водяных паров к плотности воздуха, кг/кг, т. е.
, (1.16)
где п и с плотности сухого воздуха и водяного пара, кг/м3. Влагосодержание может быть определено также с помощью давления и газовых постоянных.
Так уравнение состояния (Клайперона-Менделеева) влажного воздуха имеет вид
(1.17)
где Р давление воздуха, Па;
плотность воздуха, кг/м3;
Т абсолютная температура, К;
R газовая постоянная, Дж/(кгК).
, (1.18)
где Рс, Рп соответственно давление сухого воздуха и водяных паров, Па.
(1.19)
где Rс= 287,04 газовая постоянная сухого воздуха, Дж/(кгК);
Rп= 461,66 газовая постоянная водяных паров, Дж/(кгК). Параметры водяных паров приведены в табл. 1.8.
Параметры водяных паров
t, 0С |
п.н., кг/м3 |
Рп.н., Па |
t, 0С |
п.н., кг/м3 |
Рп.н., Па |
- 20 |
1,1 |
120,0 |
15 |
12,8 |
1693,2 |
- 15 |
1,5 |
186,7 |
20 |
17,2 |
2319,8 |
- 10 |
2,3 |
280,0 |
25 |
22,9 |
3546,4 |
- 5 |
3,4 |
413,3 |
30 |
30,1 |
4213,0 |
0 |
4,9 |
613,3 |
35 |
39,3 |
5586,2 |
5 |
6,8 |
866,6 |
40 |
50,8 |
7319,4 |
10 |
9,4 |
1226,6 |
45 |
64,9 |
9519,2 |
Задание. Рассчитать количество воздуха, необходимое для проветривания помещения при избытке теплоты.
Дано (вариант 1). Температура воздуха t = 20 0С, относительная влажность =0,6 в долях единицы, кратность воздухообмена К = 10, объем помещения V = 100 м3
Решение.
1. Подставив значения газовых постоянных Rс и Rп с учетом парциального давления (табл. 1.8) и относительной влажности , в формулу (1.19) получим
(1.20)
где Рп.н. парциальное давление;
Р давление воздуха в помещении, Па. Рп.н. при 20 0С равно 2319,8 Па.
Подставив уже известные значения в формулы (1.20, 1.19, 1.14) получим
.
2. Определим теплосодержание воздуха по формуле (1.15) при Ср= 999,999 + 0,1046125t = =999,999 + 0,104612520 =1001,6728 Дж/(кгК)
3. Определим необходимое количество воздуха, где Lуд = КV
Ответ. Lвр = 0,32 м3/с.
Таблица 1.9
Исходные данные (Тп = 15 оС)
№ |
Tу=t,0С |
, % |
К |
V, м3 |
РП.Н. |
1 |
20 |
60 |
10 |
100 |
2319,8 |
2 |
25 |
70 |
15 |
150 |
3546,4 |
3 |
30 |
80 |
20 |
200 |
4213,0 |
4 |
35 |
90 |
21 |
250 |
5586,2 |
5 |
40 |
70 |
18 |
300 |
7319,4 |
6 |
45 |
60 |
17 |
350 |
9519,2 |
7 |
20 |
50 |
16 |
400 |
2319,8 |
8 |
25 |
40 |
14 |
450 |
3546,4 |
9 |
30 |
30 |
15 |
500 |
4213,0 |
10 |
25 |
40 |
10 |
450 |
3546,4 |
11 |
25 |
45 |
11 |
400 |
3546,4 |
12 |
20 |
50 |
14 |
350 |
2319,8 |
13 |
25 |
55 |
12 |
300 |
3546,4 |
14 |
30 |
60 |
13 |
250 |
4213,0 |
15 |
35 |
65 |
15 |
200 |
5586,2 |
16 |
40 |
70 |
17 |
150 |
7319,4 |
17 |
45 |
75 |
18 |
100 |
9519,2 |
18 |
20 |
80 |
19 |
150 |
2319,8 |
19 |
25 |
85 |
20 |
200 |
3546,4 |
20 |
30 |
90 |
21 |
250 |
4213,0 |
21 |
25 |
60 |
20 |
300 |
3546,4 |
22 |
30 |
55 |
18 |
350 |
4213,0 |
23 |
35 |
50 |
17 |
400 |
5586,2 |
24 |
40 |
45 |
16 |
450 |
7319,4 |
25 |
35 |
40 |
15 |
500 |
5586,2 |
26 |
30 |
35 |
14 |
450 |
4213,0 |
27 |
25 |
40 |
16 |
400 |
3546,4 |
28 |
20 |
45 |
17 |
350 |
2319,8 |
29 |
25 |
50 |
18 |
300 |
3546,4 |
30 |
30 |
55 |
14 |
250 |
4213,0 |
31 |
25 |
60 |
10 |
200 |
3546,4 |
32 |
20 |
65 |
11 |
150 |
2319,8 |
33 |
25 |
70 |
12 |
100 |
3546,4 |
34 |
30 |
75 |
15 |
500 |
4213,0 |
35 |
35 |
80 |
18 |
400 |
5589,2 |
1.6. Расчет производительности местной вентиляции для разбавления
примесей и площади сечения воздухозаборников
При общеобменной вентиляции происходит обмен воздуха во всех помещениях. Она применяется тогда, когда выделения вредных веществ незначительны и равномерно удалены по всему объему помещения.
Местная вентиляция действует непосредственно на рабочем месте. Она может быть вытяжной и приточной. Вытяжную делают непосредственно в местах образования вредных выбросов, например, у гальванических ванн, у пылящих агрегатов, у электро- и газосварочных постов. Местную приточную вентиляцию осуществляют в виде воздушных завес, душей, оазисов, которые улучшают микроклимат в ограниченной зоне помещения.
Конструктивно вытяжная вентиляция включает воздухозаборники, рукава и вентилятор, устанавливаемый за стеной помещения.
При расчете количества воздуха, необходимого для разбавление вредных примесей до уровня ПДК, можно использовать соотношение
, м3/ч, (1.21)
где М количество вредных веществ, выделяемых в воздухе рабочей зоны, мг/ч;
ПДК предельно-допустимая концентрация наиболее опасного вещества, выделяемого в воздух рабочей зоны (например, пары свинца на монтажном участке печатных плат).
Производительность местной вентиляции определяется по формуле
, м3/ч, (1.22)
где F сечение воздухозаборников, м2;
V скорость движения воздуха, развиваемая местной вентиляцией, м/с, принимается от 0,5 до 1,7 м/с.
Очевидно, что производительность местной вентиляции должна соответствовать необходимому количеству воздуха
, (1.23)
или
(1.24)
если площадь воздухозаборников неизвестна, определяют F из формулы (1.24)
, м2 (1.25)
Задание. рассчитать производительность местной вентиляции для разбавления вредных примесей и площадь сечения воздухозаборников.
Дано (вариант 1). На медницком участке, где осуществляется пайка узлов, деталей, их предварительное травление выделяются вредные вещества, в частности, окись меди, ПДК = 0,2 мг/м3 (среднесуточная), вещество 2 класса опасности. За стеной установлен вентилятор, который обеспечивает скорость вытяжки воздуха через воздухозаборники, равную 1,7 м/с. В воздух поступает 1800 мг/ч окислов меди.
Решение.
1) м3/ч 2) м2
ответ. м3/ч и м2
данные, необходимые для расчета местной вентиляции, приведет в табл. 1.10.
Таблица 1.10
Исходные данные
№ п/п |
М, мг/ч |
ПДК, мг/м3 |
, м/с |
№ п/п |
М, мг/ч |
ПДК, мг/м3 |
, м/с |
№ п/п |
М, мг/ч |
ПДК, мг/м3 |
, м/с |
1. |
1800 |
0,2 |
1,7 |
|
2100 |
0,35 |
1,6 |
41. |
1000 |
1 |
0,7 |
2. |
1200 |
0,8 |
1,6 |
|
1300 |
0,2 |
1,3 |
42. |
1200 |
0,14 |
1,5 |
3. |
250 |
0,03 |
1,1 |
|
1000 |
0,03 |
1,0 |
43. |
1300 |
1 |
0,8 |
4. |
900 |
1 |
1,5 |
|
900 |
0,01 |
1,2 |
44. |
1500 |
2 |
0,6 |
5. |
800 |
0,06 |
1,4 |
|
1100 |
0,01 |
1,6 |
45. |
300 |
0,01 |
1,6 |
6. |
750 |
0,01 |
1,3 |
|
500 |
0,001 |
1,7 |
46. |
150 |
0,003 |
1,7 |
7. |
300 |
0,008 |
1,5 |
|
600 |
0,03 |
1,5 |
47. |
280 |
0,005 |
1,7 |
8. |
200 |
0,0025 |
1,2 |
|
1500 |
3 |
1,4 |
48. |
400 |
0,01 |
1,5 |
9. |
1250 |
0,1 |
1,0 |
|
1500 |
0,05 |
1,7 |
49. |
500 |
0,03 |
1,4 |
10. |
350 |
0,0003 |
1,7 |
|
300 |
0,005 |
1,6 |
50. |
600 |
0,01 |
1,3 |
11. |
1500 |
0,05 |
1,4 |
|
1000 |
0,1 |
1,2 |
51. |
700 |
0,1 |
1,0 |
12. |
1700 |
1 |
1,5 |
|
1500 |
0,01 |
1,5 |
52. |
900 |
0,05 |
1,2 |
13. |
120 |
0,005 |
1,2 |
|
800 |
0,15 |
1,4 |
53. |
800 |
0,0015 |
1,4 |
14. |
1300 |
0,014 |
1,6 |
|
250 |
0,6 |
1,1 |
54. |
1000 |
0,05 |
1,2 |
15. |
1200 |
0,2 |
1,7 |
|
380 |
0,5 |
1,0 |
55. |
900 |
0,1 |
1,1 |
16. |
1000 |
0,003 |
1,0 |
|
400 |
0,3 |
0,9 |
56. |
750 |
0,02 |
1,3 |
17. |
250 |
0,004 |
1,2 |
|
700 |
5 |
0,8 |
57. |
1000 |
3 |
0,8 |
18. |
2800 |
25 |
1,3 |
|
200 |
0,006 |
1,7 |
58. |
250 |
0,03 |
1,3 |
19. |
180 |
0,0003 |
1,7 |
|
1000 |
0,6 |
0,9 |
59. |
300 |
0,02 |
1,5 |
20. |
1300 |
0,0017 |
1,6 |
|
350 |
0,05 |
1,6 |
60. |
1000 |
3 |
0,7 |
1.7. Расчет системы местного освещения
Задание: определить световой поток и подобрать тип лампы для местного освещения.
Дано (вариант 1). К коэффициент запаса 1,5 (выбирается из табл. 1.13); Е нормированная освещенность 220 лк (выбирается из табл. 1.13); е величина условной освещенности 200 (подбирается согласно графикам 1.1, 1.2 и принимается ближайшее значение кривой); а расстояние от проекции оси светильника 23 см (выбирается из табл. 1.13); h высота установки светильника 35 см.
Решение:
1. Определяем величину светового потока F, мм
(1.26)
2. По данному световому потоку подбираем тип лампы (табл. 1.11, 1.12).
Ответ: Выбираем лампу ЛДЦ 30 со световым потоком 1650 лм.
Рис. 1.1.
Рис. 1.2.
Таблица 1.11
Тип ламп |
Номинальные значения |
||||
E, лм |
dк, мм |
l, мм |
h, мм |
I, кд |
|
МО 1215 МО 1225 МО 1240 МО 1260 МО 2425 МО 2440 МО 2460 МО 24100 МО 3625 МО 3640 МО 3660 МО 36100 МОД 1225 МОД 1240 МОД 1260 МОД 2440 |
200 380 620 1000 350 580 950 1740 345 580 950 1590 270 490 880 820 |
61 61 61 61 61 61 61 66 61 61 61 66 71 71 71 71 |
108 108 108 108 108 108 108 129 108 108 108 129 109 109 109 109 |
73 73 73 73 73 73 73 94 73 73 73 94 |
|
Тип ламп |
Номинальные значения |
||||
E, лм |
dк, мм |
l, мм |
h, мм |
I, кд |
|
МОД 2460 МОД 24100 МОД 3625 МОД 3640 МОД 3660 МОД 36100 МОЗ 1240 МОЗ 1260 МОЗ 2440 МОЗ 2460 МОЗ 24100 МОЗ 3640 МОЗ 3660 МОЗ 36100 |
950 1740 240 470 760 1380 400 660 420 680 1250 400 650 1200 |
71 81 71 71 71 81 71 71 71 71 81 71 71 81 |
109 128 109 109 109 128 109 109 109 109 128 109 109 128 |
|
150 245 160 250 450 135 240 450 |
Для ламп накаливания первые два числа маркировки обозначают диапазон допустимых напряжений в В, третье мощность в Вт.
Таблица 1.12
люминесцентные лампы |
||
Тип |
Световой поток, лм |
Световая отдача, лм/Вт |
ЛДЦ 20 ЛД 20 ЛБ 20 ЛДЦ 40 ЛД 30 ЛБ 30 ЛДЦ 40 ЛД 40 ЛБ 40 ЛДЦ 80 ЛД 80 ЛБ 80 |
820 920 1180 1450 1640 2100 2100 2340 3120 3740 4070 5220 |
41,0 46,0 59,0 48,0 54,5 70,0 52,5 58,5 78,0 46,8 50,8 65,3 |
Лампы накаливания |
||
Г125135300 Г215225300 Г1251351000 |
4900 4610 19100 |
16,6 16,6 19,1 |
Для люминесцентных ламп цифры после типа лампы обозначают мощность в Вт.
Таблица 1.13
Исходные данные
№ п/п |
Коэф. запаса мощности, К |
Наимен. освещ. Е, лк |
Высота установки светил., h, см |
Расст. от проекции оси светильника, а, см |
№ п/п |
Коэф. запаса мощности, К |
Наимен. освещ. Е, лк |
Высота установки светил., h, см |
Расст. от проекции оси светильника, а, см |
1 |
1,5 |
220 |
35 |
24 |
16 |
1,3 |
300 |
30 |
17 |
2 |
1,7 |
225 |
35 |
18 |
17 |
1,5 |
800 |
30 |
14 |
3 |
1,5 |
550 |
30 |
25 |
18 |
1,7 |
500 |
25 |
13 |
4 |
1,7 |
400 |
30 |
13 |
19 |
1,3 |
400 |
30 |
12 |
5 |
1,7 |
700 |
35 |
7 |
20 |
1,3 |
200 |
40 |
34 |
6 |
1,5 |
100 |
25 |
28 |
21 |
1,7 |
150 |
30 |
30 |
7 |
1,5 |
150 |
30 |
18 |
22 |
1,3 |
100 |
200 |
1,8 |
8 |
1,3 |
200 |
30 |
25 |
23 |
1,5 |
100 |
300 |
1,6 |
9 |
1,7 |
300 |
20 |
17 |
24 |
1,5 |
200 |
40 |
24 |
10 |
1,5 |
400 |
18 |
35 |
25 |
1,3 |
300 |
28 |
9 |
11 |
1,5 |
200 |
30 |
16 |
26 |
1,3 |
200 |
37 |
10 |
12 |
1,7 |
500 |
30 |
25 |
27 |
1,3 |
400 |
30 |
13 |
13 |
1,3 |
400 |
20 |
17 |
28 |
1,5 |
300 |
40 |
12,5 |
14 |
1,7 |
150 |
20 |
19 |
29 |
1,5 |
200 |
30 |
13,5 |
15 |
1,5 |
200 |
35 |
15 |
30 |
1,3 |
150 |
30 |
25 |
1.8. Расчет системы общего освещения
Задание: Определить световой поток F и подобрать стандартную лампу для общего освещения.
Дано (вариант 1).
Е нормированная минимальная освещенность 500 лк (табл. 1.18);
А ширина помещения 12 м (табл. 1.18);
В длина помещения 18 м (табл. 1.18);
Н высота помещения 6 м (табл. 1.18);
К коэффициент запаса 1,3 (табл. 1.18);
Z коэффициент неравномерности освещения, его значение для ламп накаливания ДРЛ 1,15, для люминесцентных ламп 1,1;
N число светильников в помещении;
nu коэффициент использования светового потока ламп (табл. 1.17).
Решение
1. Определим величину светового потока лампы F, лм
(1.27)
где S площадь цеха, м2.
S = АВ=1218=216 м2
2. Находим общее число светильников N. Получившиеся нецелые значения N округлить до целых в большую сторону.
, (1.28)
где NДЛ число светильников по длине;
Nш число светильников по ширине.
Nдл=В/L=18/2=9; Nш=А/L=12/2=6.
3. Находим расстояние между соседними светильниками (или их рядами) (L)
м (1.29)
где выбирается из табл. 1.18;
h высота установки светильника над рабочей поверхностью, м;
4. Высота установки светильника h вычисляется по формуле
м (1.30)
где hсв высота свеса светильника, м (табл. 1.18);
hр.п. высота рабочей поверхности, м (табл. 1.18).
5. Находим индекс помещения
(1.31)
Коэффициент использования светового потока (nu) находится по табл. 1.17 в зависимости от коэффициента отражения стен Рс и потолка Рп (табл. 1.18) и индекса помещения, i. Получившиеся нецелые значения i округлить до целых в большую сторону.
Подсчитав по формуле (1.27) световой поток лампы F по табл. 1.14, 1.15 подобрать ближайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощность всей осветительной установки. В практике допускается отклонение потока выбранной лампы от расчетного до 10 % и +20 %, в противном случае выбирают другую схему расположения светильников.
лм
Ответ. Световой поток равен 5017,5 м. Выбираем лампу ЛБ 80 со световым потоком 5220 лм.
Таблица 1.14
Световые и электрические параметры ртутных ламп ДРЛ
Тип лампы |
Световой поток, лм |
Световая отдача, лм/Вт |
ДРЛ 250 ДРЛ 400 ДРЛ 700 ДРЛ 1000 |
13000 23000 40000 57000 |
52 57,5 57,1 57 |
Цифры после ДРЛ обозначают мощность в Вт.
Таблица 1.15
Световые и электрические параметры ламп накаливания (ГОСТ 223979)
и люминесцентных (ГОСТ 682591)
Лампы накаливания |
Люминесцентные лампы |
||||
Тип |
Световой поток, лм |
Световая отдача, лм/Вт |
Тип |
Световой поток, лм |
Световая отдача, лм/Вт |
В12513515 В21522515 Б12513540 Б22023040 БК125135100 БК215225100 Г125135150 Г215225150 Г125135300 Г215225300 Г1251351000 Г2152251000 |
135 105 485 460 1630 1450 2280 2090 4900 4610 19100 19600 |
9,0 7,0 12,0 11,5 16,3 14,5 15,3 13,3 16,6 16,6 19,1 18,6 |
ЛДЦ20 ЛД20 ЛБ20 ЛДЦ40 ЛД30 ЛБ30 ЛДЦ40 ЛД40 ЛБ40 ЛДЦ80 ЛД80 ЛБ80 |
820 920 1180 1450 1640 2100 2100 2340 3120 3740 4070 5220 |
41,0 46,0 59,0 48,0 54,5 70,0 52,5 58,5 78,0 46,8 50,8 65,3 |
Таблица 1.16
Рекомендуемые и допустимые значения =L/h
Тип КСС светильника |
L/h |
|
Рекомендуемые значения |
Наибольшие допустимые значения |
|
К Г Д М Л |
0,40,7 0,81,2 1,21,6 1,82,6 1,42,0 |
0,9 1,4 2,1 3,4 2,3 |
Таблица 1.17
Коэффициент использования светового потока nu
Светильник, % |
НСП09 |
ВЗГ20 |
ЛСП02 |
ПВЛМ |
РСП05 |
||||||||||
Рп Рс |
30 10 |
50 30 |
70 50 |
30 10 |
50 30 |
70 50 |
30 10 |
50 30 |
70 50 |
30 10 |
50 30 |
70 50 |
30 10 |
50 30 |
70 50 |
i |
Коэффициент использования nu, % |
||||||||||||||
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 2,0 3,0 4,0 5,0 |
14 19 23 25 27 38 44 46 48 |
16 21 24 26 29 41 47 50 52 |
22 27 29 33 35 48 54 59 61 |
12 16 19 21 23 32 35 37 38 |
14 18 21 24 25 33 37 39 40 |
17 21 24 26 28 35 39 41 42 |
23 30 35 39 42 55 60 63 64 |
26 33 38 41 44 57 62 65 66 |
31 37 42 45 48 60 66 68 70 |
11 14 16 19 21 35 41 44 48 |
13 17 20 23 27 40 45 48 51 |
18 23 27 29 32 46 52 54 57 |
19 24 28 31 34 52 58 61 63 |
22 27 31 34 37 55 61 64 66 |
26 32 36 40 43 59 64 67 69 |
Таблица 1.18
Исходные данные
№ п/п |
Размеры помещения, м |
Коэффициент отражения, % |
Коэффициент запаса, К |
hсв, м |
hр.п., м |
Освещенность, Е, лк |
Светильник |
|||||
А |
В |
H |
п |
с |
тип |
ИС |
||||||
1 |
12 |
18 |
6 |
50 |
30 |
1,3 |
0,5 |
0,5 |
1,5 |
500 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
2 |
10 |
15 |
6 |
50 |
30 |
1,3 |
0,5 |
0,5 |
1,5 |
500 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
3 |
12 |
24 |
12 |
50 |
30 |
1,7 |
0,8 |
0,6 |
1,0 |
100 |
РСП05 |
ДРЛ |
4 |
14 |
26 |
12 |
30 |
10 |
1,7 |
0,4 |
0,6 |
1,0 |
200 |
РСП05 |
ДРЛ |
5 |
12 |
12 |
8 |
70 |
50 |
1,3 |
0,5 |
0,5 |
1,5 |
200 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
6 |
12 |
18 |
5 |
30 |
10 |
1,5 |
1 |
0,4 |
1,6 |
100 |
ПВЛМ |
ЛЛ |
7 |
20 |
20 |
8 |
70 |
50 |
1,3 |
0,5 |
0,5 |
1,5 |
200 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
8 |
18 |
30 |
9 |
50 |
30 |
1,7 |
0,9 |
0,6 |
1,4 |
200 |
РСП05 |
ДРЛ |
9 |
20 |
32 |
6 |
30 |
10 |
1,3 |
1,2 |
0,8 |
1,2 |
100 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
10 |
22 |
28 |
8 |
50 |
30 |
1,3 |
0,5 |
0,7 |
1,3 |
150 |
ПВЛМ |
ЛЛ |
11 |
20 |
15 |
8 |
30 |
10 |
1,3 |
0,4 |
0,5 |
1,5 |
220 |
НСП09 |
ЛН |
12 |
20 |
34 |
9 |
50 |
30 |
1,7 |
0,8 |
0,6 |
1,4 |
400 |
РСП05 |
ДРЛ |
13 |
20 |
38 |
8 |
70 |
50 |
1,7 |
0,9 |
0,5 |
1,5 |
300 |
РСП05 |
ДРЛ |
14 |
12 |
12 |
6 |
70 |
50 |
1,6 |
0,7 |
0,7 |
1,3 |
150 |
НСП09 |
ЛН |
15 |
15 |
15 |
6 |
50 |
30 |
1,6 |
1,2 |
0,6 |
1,4 |
150 |
ВЗГ20 |
ЛН |
16 |
24 |
30 |
8 |
30 |
10 |
1,5 |
0,8 |
0,7 |
1 |
150 |
РСП05 |
ДРЛ |
17 |
25 |
35 |
8 |
30 |
10 |
1,5 |
0,8 |
0,7 |
1 |
150 |
РСП05 |
ДРЛ |
18 |
24 |
36 |
12 |
30 |
10 |
1,5 |
0,8 |
0,5 |
1,5 |
100 |
РСП05 |
ДРЛ |
19 |
20 |
30 |
12 |
30 |
10 |
1,5 |
0,8 |
0,5 |
1,5 |
100 |
РСП05 |
ДРЛ |
20 |
40 |
15 |
6 |
70 |
50 |
1,4 |
1,44 |
0,6 |
1,4 |
200 |
НСП09 |
ЛН |
21 |
12 |
34 |
9 |
30 |
10 |
1,3 |
0,4 |
0,6 |
1,4 |
250 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
22 |
22 |
44 |
6 |
30 |
10 |
1,7 |
0,9 |
0,6 |
1 |
100 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
23 |
12 |
18 |
12 |
70 |
50 |
1,4 |
0,8 |
0,5 |
2 |
200 |
РСП05 |
ДРЛ |
24 |
10 |
15 |
12 |
70 |
50 |
1,4 |
0,4 |
0,5 |
1,5 |
200 |
НСП09 |
ЛН |
25 |
12 |
18 |
8 |
30 |
10 |
1,4 |
0,5 |
0,5 |
1,5 |
150 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
26 |
15 |
20 |
8 |
30 |
10 |
1,4 |
0,53 |
0,3 |
1,7 |
200 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
27 |
10 |
15 |
8 |
70 |
50 |
1,6 |
0,4 |
0,5 |
1,5 |
100 |
ЛСП02 |
ЛЛ |
28 |
24 |
46 |
12 |
50 |
30 |
1,7 |
0,8 |
0,6 |
1 |
200 |
РСП05 |
ДРЛ |
29 |
26 |
48 |
12 |
50 |
30 |
1,7 |
0,8 |
0,6 |
1 |
100 |
РСП05 |
ДРЛ |
30 |
30 |
56 |
12 |
50 |
30 |
1,7 |
0,8 |
0,6 |
1 |
200 |
РСП05 |
ДРЛ |
1.9. Расчет естественного освещения
Площадь световых проемов рассчитывается при боковом освещении помещений по уравнению:
, (1.32)
где площадь световых проемов, м2; площадь пола помещения, м2;
коэффициент запаса; световая характеристика окон;
коэффициент, учитывающий затемнение окон противоположными зданиями. Зависит от отношения расстояния Р к высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна;
Р/Нзд |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
3 и более |
1,7 |
1,4 |
1,2 |
1,1 |
1 |
Р расстояние между рассматриваемым и противостоящим зданиями, м;
Нзд высота расположения карниза противостоящего здания, м;
коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отражающемуся от поверхности повышения; общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле:
, (1.32)
где коэффициент светопропускания материала;
коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема;
коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (при боковом освещении =1);
Средневзвешенный коэффициент отражения поверхностей помещения:
, (1.33)
где 1, 2, 3 коэффициенты отражения потолка, стен, пола (табл.); S1, S2, S3 площади потолка, стен, пола.
Задание. Определить площадь световых проемов и средневзвешенный коэффициент отражения поверхностей помещения.
Дано (по варианту 1). Глубина, длина, высота, световая характеристика окон, коэффициенты: запаса, учитывающий затемнение окон противоположными зданиями. Зависит от отношения расстояния Р к высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отражающемуся от поверхности повышения, светопропускания материала, учитывающий потери света в переплетах светопроема, учитывающий потери света в несущих конструкциях, отражения потолка, стен, пола; площади потолка, стен, пола.
Решение.
1) Общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле
затем, площадь световых проемов
м2
2) Средневзвешенный коэффициент отражения поверхностей помещения
Ответ. м2,
Исходные данные
№ вар. |
Размер помещения |
Коэффициенты |
ен, % |
1 |
2 |
3 |
r1 |
об |
0 |
1 |
2 |
3 |
|||
А, м |
В, м |
Н, м |
Кз |
Кзд |
|||||||||||
1 |
50 |
100 |
12 |
1,3 |
1,5 |
4 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
1,05 |
0,378 |
1,1 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
2 |
50 |
100 |
12 |
1,5 |
1,7 |
3 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
1,05 |
0,378 |
1,2 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
3 |
50 |
100 |
12 |
1,5 |
1,7 |
2 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
1,05 |
0,378 |
1,7 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
4 |
50 |
100 |
12 |
1,5 |
1,7 |
1 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
1,05 |
0,378 |
3 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
5 |
50 |
100 |
12 |
1,5 |
1,7 |
0,5 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
1,05 |
0,378 |
7 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
6 |
50 |
100 |
12 |
1,5 |
1,7 |
0,2 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
1,05 |
0,378 |
17 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
7 |
50 |
100 |
12 |
1,5 |
1,7 |
0,3 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
1,05 |
0,378 |
12 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
8 |
50 |
100 |
12 |
1,5 |
1,7 |
0,1 |
0,9 |
0,7 |
0,8 |
1,15 |
0,504 |
20 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
9 |
30 |
80 |
9 |
1,4 |
1,4 |
4 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,15 |
0,336 |
1,2 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
10 |
30 |
80 |
9 |
1,4 |
1,4 |
3 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,15 |
0,336 |
1,5 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
11 |
30 |
80 |
9 |
1,4 |
1,4 |
2 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,15 |
0,336 |
2 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
12 |
30 |
80 |
9 |
1,4 |
1,4 |
1 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,15 |
0,336 |
5 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
13 |
30 |
80 |
9 |
1,4 |
1,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,15 |
0,336 |
10 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
14 |
30 |
80 |
9 |
1,4 |
1,4 |
0,2 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,15 |
0,336 |
20 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
15 |
30 |
80 |
9 |
1,4 |
1,4 |
0,3 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,15 |
0,336 |
18 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
16 |
30 |
80 |
9 |
1,4 |
1,4 |
0,1 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,15 |
0,336 |
20 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
17 |
40 |
60 |
6 |
1,3 |
1,2 |
4 |
0,65 |
0,9 |
0,8 |
1,25 |
0,468 |
1,2 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
18 |
40 |
60 |
6 |
1,3 |
1,2 |
3 |
0,65 |
0,9 |
0,8 |
1,25 |
0,468 |
1,7 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
19 |
40 |
60 |
6 |
1,3 |
1,2 |
2 |
0,65 |
0,9 |
0,8 |
1,25 |
0,468 |
1,5 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
20 |
40 |
60 |
6 |
1,3 |
1,2 |
1 |
0,65 |
0,9 |
0,8 |
1,25 |
0,468 |
5 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
21 |
40 |
60 |
6 |
1,3 |
1,2 |
0,5 |
0,65 |
0,9 |
0,8 |
1,25 |
0,468 |
8 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
22 |
40 |
60 |
6 |
1,3 |
1,2 |
0,2 |
0,65 |
0,9 |
0,8 |
1,25 |
0,468 |
15 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
23 |
40 |
60 |
6 |
1,3 |
1,2 |
0,3 |
0,65 |
0,9 |
0,8 |
1,25 |
0,468 |
15 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
24 |
40 |
60 |
6 |
1,3 |
1,2 |
0,1 |
0,65 |
0,9 |
0,8 |
1,25 |
0,468 |
15 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
25 |
10 |
6 |
3 |
1,2 |
1,1 |
4 |
0,8 |
0,6 |
0,9 |
1,25 |
0,432 |
3 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
26 |
10 |
6 |
3 |
1,2 |
1,1 |
3 |
0,8 |
0,6 |
0,9 |
1,35 |
0,432 |
4 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
27 |
10 |
6 |
3 |
1,2 |
1,1 |
2 |
0,8 |
0,6 |
0,9 |
1,35 |
0,432 |
6 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
28 |
10 |
6 |
3 |
1,2 |
1,1 |
1 |
0,8 |
0,6 |
0,9 |
1,35 |
0,432 |
11 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
29 |
10 |
6 |
3 |
1,2 |
1,1 |
0,5 |
0,8 |
0,6 |
0,9 |
1,35 |
0,432 |
20 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
30 |
10 |
6 |
3 |
1,2 |
1,1 |
0,2 |
0,8 |
0,6 |
0,9 |
1,35 |
0,432 |
54 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
1.10. Определение уровня шума
Приближенно октавный осредненный уровень шума вызванного несколькими единицами оборудования расположенного на небольшой площади можно рассчитать с помощью простого правила энергетического суммирования
, (1.34)
где Li уровень шума единицы оборудования участка;
n количество единиц оборудования.
Превышение уровня над допустимым определяется
L = Lсум Lдоп, (1.35)
где Lдоп допустимый уровень шума.
Металлообрабатывающее оборудование, как правило, создает наибольший шум в октавных полосах 1000, 2000 Гц.
Таблица 1.19
Допустимые уровни шума в октавных полосах
для производственного помещения
Октавные полосы частот |
1000 Гц |
2000 Гц |
Допустимый уровень для производственных помещений Lдоп |
80 |
78 |
Задание. Определить, превышает ли шум допустимое значение на производственном участке.
Дано (вариант 1). Участок имеет три единицы оборудования с величинами уровней L1, L2, L3 на частотах 1000 и 2000 Гц.
Таблица 1.20
Окт. полосы частот |
1000 |
2000 |
1. L1, дБ |
85 |
82 |
2. L2, дБ |
88 |
84 |
3. L3, дБ |
86 |
82 |
Решение: ;
.
Ответ.
Окт. полосы частот |
1000 |
2000 |
1. L1, дБ |
85 |
82 |
2. L2, дБ |
88 |
84 |
3. L3, дБ |
86 |
82 |
Lсум, дБ |
92 |
87 |
Lдоп, дБ |
80 |
78 |
L, дБ |
12 |
9 |
В данном случае значения уровня шума превышают допустимые. Необходимо принимать меры для снижения уровня шума.
Таблица 1.21
Данные для расчета уровня шума
№ п/п |
f, Гц |
Lp1, дБ |
Lp2, дБ |
Lp3, дБ |
№ п/п |
f, Гц |
Lp1, дБ |
Lp2, дБ |
Lp3, дБ |
1 |
1000 |
85 |
88 |
86 |
16 |
1000 |
78 |
86 |
92 |
2000 |
82 |
84 |
82 |
2000 |
95 |
77 |
88 |
||
2 |
1000 |
82 |
81 |
76 |
17 |
1000 |
77 |
73 |
79 |
2000 |
77 |
80 |
75 |
2000 |
101 |
72 |
78 |
||
3 |
1000 |
69 |
79 |
74 |
18 |
1000 |
76 |
71 |
81 |
2000 |
78 |
78 |
73 |
2000 |
75 |
70 |
92 |
||
4 |
1000 |
88 |
77 |
72 |
19 |
1000 |
74 |
71 |
100 |
2000 |
91 |
101 |
71 |
2000 |
73 |
72 |
76 |
||
5 |
1000 |
75 |
76 |
70 |
20 |
1000 |
72 |
73 |
79 |
2000 |
84 |
75 |
71 |
2000 |
71 |
74 |
68 |
||
6 |
1000 |
79 |
74 |
72 |
21 |
1000 |
70 |
75 |
95 |
2000 |
78 |
73 |
73 |
2000 |
71 |
76 |
98 |
||
7 |
1000 |
81 |
72 |
74 |
22 |
1000 |
72 |
77 |
78 |
2000 |
92 |
71 |
75 |
2000 |
73 |
78 |
76 |
||
8 |
1000 |
100 |
70 |
76 |
23 |
1000 |
74 |
79 |
88 |
2000 |
76 |
71 |
77 |
2000 |
75 |
80 |
77 |
||
9 |
1000 |
79 |
72 |
78 |
24 |
1000 |
76 |
81 |
69 |
2000 |
68 |
73 |
79 |
2000 |
77 |
82 |
78 |
||
10 |
1000 |
95 |
74 |
80 |
25 |
1000 |
78 |
83 |
88 |
2000 |
98 |
75 |
81 |
2000 |
79 |
84 |
91 |
||
11 |
1000 |
78 |
76 |
82 |
26 |
1000 |
80 |
85 |
75 |
2000 |
76 |
77 |
83 |
2000 |
81 |
86 |
84 |
||
12 |
1000 |
88 |
78 |
84 |
27 |
1000 |
82 |
70 |
79 |
2000 |
84 |
79 |
85 |
2000 |
83 |
71 |
78 |
||
13 |
1000 |
82 |
80 |
86 |
28 |
1000 |
75 |
72 |
81 |
2000 |
89 |
81 |
87 |
2000 |
74 |
73 |
92 |
||
14 |
1000 |
78 |
82 |
88 |
29 |
1000 |
73 |
74 |
88 |
2000 |
79 |
83 |
89 |
2000 |
72 |
75 |
91 |
||
15 |
1000 |
77 |
84 |
90 |
30 |
1000 |
71 |
76 |
75 |
2000 |
76 |
85 |
91 |
2000 |
70 |
77 |
84 |
||
31 |
1000 |
71 |
78 |
92 |
|||||
2000 |
72 |
79 |
100 |
1.11. Определение уровня виброускорения локальной вибрации
Интегральный уровень виброускорения при одновременном воздействии вибраций в нескольких частотных полосах определяется следующим образом
, (1.36)
где среднее квадратическое значение уровня виброускорения в i-й частотной полосе;
весовой коэффициент для i-й частотной полосы для среднего квадратического значения логарифмического уровня контролируемого параметра;
n количество октавных полос.
Весовые коэффициенты приведены в табл. 1.22.
Значения весовых коэффициентов Lki (дБ) для локальной вибрации
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц |
Значение весовых коэффициентов |
|||
для виброускорения |
для виброскорости |
|||
Ki |
Lki |
Ki |
Lki |
|
8 |
1,0 |
0 |
0,5 |
-6 |
16 |
1,0 |
0 |
1,0 |
0 |
31,5 |
0,5 |
-6 |
1,0 |
0 |
63 |
0,25 |
-12 |
1,0 |
|
125 |
0,125 |
-18 |
1,0 |
0 |
250 |
0,063 |
-24 |
1,0 |
0 |
500 |
0,0315 |
-30 |
1,0 |
0 |
1000 |
0,016 |
-36 |
1,0 |
0 |
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц |
Предельно допустимые значения по осям ХЛ, YЛ, ZЛ, |
|||
для виброускорения |
для виброскорости |
|||
м2/с |
дБ |
м2/с·10-2 |
дБ |
|
8 |
1,4 |
123 |
2,8 |
115 |
16 |
1,4 |
123 |
1,4 |
109 |
31,5 |
2,8 |
129 |
1,4 |
109 |
63 |
5,6 |
135 |
1,4 |
109 |
125 |
11,0 |
141 |
1,4 |
109 |
250 |
22,0 |
147 |
1,4 |
109 |
500 |
45,0 |
153 |
1,4 |
109 |
1000 |
89,0 |
159 |
1,4 |
109 |
Корректированные и эквивалентные значения и их уровни |
2,0 |
126 |
2,0 |
112 |
Задание. Определить превышен ли допустимый уровень виброускорения для локальной вибрации в октавных полосах частот и по интегральному показателю. Данные для расчетов приведены в табл. 1.24.
Дано (вариант 1). Заданы следующие данные виброускорения:
Решение.
В соответствии с табл. 1.23 значения виброускорений в октавных полосах частот не превышают допустимые.
Для определения интегрированного уровня из табл. 1.22 выбираем весовые коэффициенты:
Ответ. Значение интегрированного показаетля не превышает допустимый уровень 126 дБ.
Таблица 1.24
Значения уровней виброускорения производственного оборудования
№ п/п |
Октавные полосы частот |
||
16 Гц |
31,5 Гц |
63 Гц |
|
1 |
120 |
123 |
134 |
2 |
122 |
121 |
122 |
3 |
119 |
122 |
124 |
4 |
118 |
123 |
125 |
5 |
115 |
124 |
126 |
6 |
116 |
125 |
127 |
7 |
117 |
126 |
128 |
8 |
121 |
127 |
129 |
9 |
122 |
128 |
129 |
10 |
114 |
121 |
130 |
11 |
112 |
123 |
134 |
12 |
111 |
125 |
131 |
13 |
110 |
124 |
132 |
14 |
109 |
120 |
133 |
15 |
113 |
119 |
120 |
16 |
108 |
117 |
121 |
17 |
107 |
118 |
122 |
18 |
106 |
116 |
119 |
19 |
105 |
115 |
118 |
20 |
121 |
112 |
116 |
21 |
120 |
110 |
118 |
22 |
120 |
108 |
115 |
23 |
120 |
110 |
117 |
24 |
118 |
111 |
114 |
25 |
119 |
109 |
128 |
26 |
117 |
117 |
129 |
27 |
116 |
125 |
130 |
28 |
115 |
124 |
131 |
29 |
114 |
121 |
132 |
30 |
112 |
122 |
133 |
1.12. Определение эффективности защиты от внешнего излучения
количеством, временем и расстоянием. Проверка толщины
защитного экрана при работе с дефектоскопом
Задание. Определить эффективность защиты от внешнего излучения количеством, временем и расстоянием. Проверить толщину используемого защитного экрана при работе с дефектоскопом.
Дано (вариант 1). Оператор использует дефектоскоп ГУП053 на основе 60Со. Гамма-эквивалент источника (активность) дефектоскопа m=500 мг-экв Ra, средняя энергия квантов Е=0,5 МэВ. Предельно допустимая мощность экспозиционной дозы Р0 = 0,2 мР/ч. оператор работает 6 ч в день (36 часовая рабочая неделя), его рабочее место расположено в 1 м от источника излучения. Для защиты используется свинцовый экран толщиной 35 мм.
Решение.
1. Определяем эффективность защиты количеством допустимую активность (m, мг-экв Ra) источника излучения для безопасной работы оператора без использования других видов защиты
(1.37)
где m активность источника, мг-экв Ra;
r расстояние от источников до работающего, м;
t время работы с источником в течение рабочей недели, ч;
120 безразмерный коэффициент, являющийся производной от гамма-постоянной радия.
мг-экв Ra (1.38)
если учесть, что эквивалент используемого дефектоскопа составляет 500 мг-экв Ra, то становится ясным, что защиты количеством оказалось бы явно недостаточно.
2. При определении защиты времени (t, ч) нужно рассчитать допустимое время пребывания на этом расстоянии, в течение которого оператор может работать в безопасных условиях
ч (1.39)
то есть допустимое время работы в данных условиях должно было бы составлять 0,24 ч в неделю вместо 36 ч.
3. Допустимое расстояние (r, м) на котором можно работать полный рабочий день, составляет
м (1.40)
Следовательно, работая на расстоянии 1 м от источника излучения, оператор находится в радиоактивно опасной зоне.
4. Для установления эффективности защиты экраном нужно найти толщину экрана из свинца, необходимую для ослабления измеренной на рабочем месте мощности физической дозы (Рх) до предельно допустимой величины (Р0).
Рассчитываем величину экспозиционной дозы Рх, создаваемую на рабочем месте источником излучения
(1.41)
где 8,4 постоянная радия.
Р (в неделю) или 0,42 мР/ч.
так как предельно допустимая величина Р0 составляет 0,2 мР/ч, то величина коэффициента ослабления равна
раз (1.42)
В таблице 2 пересечении линий, соответствующих кратности ослабления 2,1 (менее 5) раз и энергии излучения 0,5 МэВ находим, что необходимая толщина экрана из свинца составляет около 10 мм.
Ответ. Применяемая защита экранированием обеспечивает безопасную работу оператора-дефектоскописта и находится в соответствии с гигиеническим нормированием ионизирующего излучения. Защита количеством, временем и расстоянием является недостаточной.
Таблица 1.25
Кратность ослабления |
Энергия гаммаизлучения, МэВ |
|||||||
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
1,0 |
1,25 |
1,5 |
|
5 |
2 |
4 |
6 |
11 |
19 |
28 |
34 |
38 |
10 |
3 |
4,5 |
9 |
16 |
26 |
38 |
45 |
51 |
20 |
3 |
6 |
11 |
20 |
32 |
49 |
58 |
66 |
40 |
4 |
8 |
13 |
24 |
38 |
58 |
68 |
78 |
80 |
4,5 |
10 |
15,5 |
28 |
45 |
67 |
80 |
92 |
100 |
5 |
10 |
16 |
30 |
47 |
70 |
85 |
96 |
200 |
6 |
10,5 |
19 |
34 |
53 |
80 |
96 |
111 |
Таблица 1.26
исходные данные для расчета
Вариант задания |
Показатель |
|||
Источник излучений |
Активность источника, m, мг-экв Ra |
Расстояние от источника, r, м |
Энергия квантов, Е, МэВ |
|
1 |
60Со |
500 |
1 |
0,5 |
2 |
60Со |
1400 |
3 |
0,2 |
3 |
60Со |
1200 |
12 |
0,3 |
4 |
60Со |
1200 |
4 |
0,5 |
5 |
60Со |
1300 |
0,5 |
0,7 |
6 |
60Со |
1100 |
6 |
1,25 |
7 |
60Со |
1250 |
10 |
1,0 |
8 |
60Со |
1350 |
2 |
0,7 |
9 |
60Со |
1450 |
1 |
1,5 |
10 |
60Со |
1200 |
8 |
1,0 |
11 |
137Сs |
2000 |
2 |
0,2 |
12 |
137Сs |
1000 |
3 |
0,1 |
13 |
137Сs |
3000 |
5 |
0,3 |
14 |
137Сs |
4000 |
9 |
0,7 |
15 |
137Сs |
500 |
4 |
1,25 |
16 |
137Сs |
2500 |
0,5 |
0,1 |
17 |
137Сs |
1500 |
1,0 |
0,2 |
18 |
137Сs |
1300 |
4,0 |
0,5 |
19 |
137Сs |
550 |
1 |
0,3 |
20 |
137Сs |
1250 |
3 |
0,7 |
21 |
170Tm |
1200 |
20 |
1,0 |
22 |
170Tm |
1250 |
15 |
1,25 |
23 |
170Tm |
1100 |
32 |
1,0 |
24 |
170Tm |
1500 |
10 |
0,2 |
25 |
170Tm |
1350 |
20 |
0,1 |
26 |
170Tm |
1300 |
15 |
0,3 |
27 |
170Tm |
1400 |
25 |
0,5 |
28 |
170Tm |
1450 |
20 |
0,7 |
29 |
170Tm |
2500 |
35 |
0,1 |
30 |
170Tm |
1150 |
10 |
1,25 |
2. Производственная безопасность
2.1. Выбор канатов для грузоподъемных кранов
Все канаты перед применением их на кране должны быть проверены по формуле
, (2.1)
где S наибольшее натяжение каната под действием груза;
P действительное разрывное усилие каната;
K коэффициент запаса прочности, значение которого зависит от режима работы машины (Л 5; C 5,5; Т 6; ВТ 6,5).
Для грузоподъемных кранов
, (2.2)
где Q грузоподъемность крана;
а тип полиспаста;
m кратность полиспаста;
КПД подшипника, установленного в блоке полиспаста (качения 0,97-0,98; скольжения 0,95-0,96).
Задание. Подобрать канат для грузоподъемного крана.
Дано (вариант 1). Грузоподъемность Q=10 т, работающий в среднем режиме на котором с целью обеспечения вертикального подъема груза и создания равномерной нагрузки на ходовые колеса применяется сдвоенный (а=2) полиспаст с кратностью m=3. В блоках полиспаста используются подшипники качения.
Решение.
1. Определяем максимальное натяжение каната сдвоенного полиспаста при подъеме груза по формуле
.
отсюда
.
2. Определяем необходимое разрывное усилие с учетом запаса прочности
из ГОСТ 306680 выбираем канат двойной свивки типа ЛК-О 67(1+6)+17(1+6) диаметром 13 мм, имеющий при расчетном пределе прочности при растяжении равном 1470 МПа, разрывное усилие P=96150 Н (9615 кг).
Ответ. Канат ЛК-О 67(1+6)+17(1+6) диаметром 13 мм.
Таблица 2.1
Исходные данные
№ п/п |
Q, т |
m |
a |
Режим работы |
Тип подшипника |
№ п/п |
Q, т |
m |
a |
Режим работы |
Тип подшипника |
1 |
10 |
3 |
2 |
С |
К |
16 |
3,5 |
3 |
1 |
ВТ |
С |
2 |
0,5 |
2 |
1 |
С |
С |
17 |
12 |
3 |
2 |
Т |
К |
3 |
1 |
3 |
1 |
С |
К |
18 |
0,85 |
2 |
1 |
Л |
С |
4 |
1,25 |
2 |
2 |
Л |
К |
19 |
3,5 |
3 |
1 |
С |
К |
5 |
1,5 |
2 |
2 |
Л |
К |
20 |
2,25 |
2 |
1 |
С |
С |
6 |
2 |
3 |
1 |
С |
С |
21 |
15,5 |
3 |
1 |
Т |
К |
7 |
2,5 |
3 |
1 |
С |
К |
22 |
11 |
3 |
2 |
Т |
К |
8 |
5 |
2 |
1 |
Т |
С |
23 |
13 |
3 |
2 |
С |
К |
9 |
10 |
3 |
1 |
Т |
К |
24 |
20 |
3 |
2 |
Т |
С |
10 |
15 |
3 |
1 |
Т |
С |
25 |
22 |
3 |
2 |
ВТ |
С |
11 |
32 |
3 |
2 |
ВТ |
К |
26 |
25 |
2 |
2 |
ВТ |
С |
12 |
16 |
3 |
2 |
ВТ |
С |
27 |
26 |
2 |
2 |
Т |
К |
13 |
0,8 |
2 |
1 |
С |
К |
28 |
30 |
3 |
2 |
Т |
С |
14 |
3 |
3 |
1 |
С |
С |
29 |
29 |
3 |
1 |
ВТ |
С |
15 |
4 |
3 |
1 |
Т |
К |
30 |
27 |
3 |
2 |
ВТ |
К |
2.2. Подобрать канат для изготовления стропа
с четырьмя ветвями для подъема груза
Все канаты перед применением их на кране должны быть проверены по формуле
где S наибольшее натяжение каната под действием груза;
P действительное разрывное усилие каната;
K коэффициент запаса прочности, значение которого зависит от режима работы машины (Л 5; C 5,5; Т 6; ВТ 6,5).
Для стропов
, (2.3)
где G масса поднимаемого груза;
n число ветвей стропа;
угол наклона ветви стропа (не больше 45 0С).
Задание. Подобрать канат для изготовления стропа с четырьмя ветвями для подъема груза.
Дано (вариант 1). Масса 5 т, угол наклона ветви стропа принять 45 0С.
Решение.
1. Определяем максимальное натяжение каната при подъеме груза
.
2. Определяем необходимое разрывное усилие с учетом запаса прочности
.
из ГОСТ 306680 выбираем канат двойной свивки типа ЛК-О 67(1+6)+17(1+6) диаметром 14 мм, имеющий при расчетном пределе прочности при растяжении равном 1470 МПа, разрывное усилие P=109600 Н (10960 кг).
Ответ. Канат ЛК-О 67(1+6)+17(1+6) диаметром 14 мм.
Таблица 2.2
Исходные данные
№ п/п |
Масса поднимаемого груза, т |
Число ветвей стропа |
Угол наклона ветви стропа, |
№ п/п |
Масса поднимаемого груза, т |
Число ветвей стропа |
Угол наклона ветви стропа, |
1 |
5 |
4 |
45 |
16 |
8,5 |
4 |
10 |
2 |
1,5 |
4 |
35 |
17 |
9 |
4 |
45 |
3 |
2 |
2 |
40 |
18 |
9,5 |
2 |
40 |
4 |
2,5 |
2 |
45 |
19 |
10 |
4 |
20 |
5 |
3 |
2 |
10 |
20 |
10,5 |
4 |
15 |
6 |
3,5 |
4 |
35 |
21 |
11 |
4 |
20 |
7 |
4 |
4 |
30 |
22 |
12 |
2 |
45 |
8 |
4,5 |
2 |
40 |
23 |
13 |
4 |
40 |
9 |
5 |
1 |
0 |
24 |
14 |
4 |
35 |
10 |
5,5 |
4 |
45 |
25 |
15 |
4 |
30 |
11 |
6 |
2 |
45 |
26 |
16 |
2 |
25 |
12 |
6,5 |
2 |
30 |
27 |
17 |
4 |
15 |
13 |
7 |
4 |
25 |
28 |
18 |
4 |
30 |
14 |
7,5 |
4 |
20 |
29 |
20 |
2 |
45 |
15 |
8 |
4 |
15 |
30 |
30 |
4 |
40 |
Основной опасностью для сосудов воздушно-компрессорных установок и воздухопроводов является образование, взрывоопасных смесей паров масла и воздуха, а также образование на внутренней, поверхности воздухопроводов окисной пленки масла.
Если концентрация паров масла в среде сжатого воздуха достигает 611 %, эта смесь может взорваться при температуре около 200 оС и даже при более низкой температуре, когда применяется низкокачественное компрессорное, масло.
Если в воздухопроводам образуются перекисные соединения, взрыв может произойти при температуре примерно + 60 оС, а также от удара и сотрясения.
Расследования аварий с сосудами воздушно-компрессорных установок показали, что правила о компрессорных установках на тех предприятиях, где происходили аварии не выполнялись, а именно:
а) смазка цилиндров компрессоров производилась маслом с низкой температурой вспышки (190 оС и ниже вместо нормальной +240 оС), а в отдельных случаях даже непроверенным маслом, несмотря на прямое указание правил о необходимости перед применением компрессорного мама проверять его в лаборатории и предохранять от загрязнений;
б) продувка от масла воздухосборников и маслоотделителей производилась нерегулярно, хотя правила обязывали производить продувку всех сосудов компрессорных установок каждую смену;
в) из-за отсутствия обводных линий и по производственным условиям воздухосборники не останавливались и не очищались периодически от масла, что должно производиться не реже одного раза в полгода; также не прочищались от масляных наслоений воздухопроводы и не производилась промывка воздухопроводов, расположенных между компрессорами и ресиверами, что также должно производиться не реже одного раза в 6 месяцев;
г) в некоторых случаях температура сжатого воздуха вследствие недостаточного охлаждения в одноступенчатых компрессорах превышала 160 оС и в многоступенчатых +140 оС. Таким образом, температура сжатого воздуха в воздухопроводе мало отличалась от температуры вспышки масла, хотя согласно правилам эта разница должна быть не меньше 75°С;
д) воспламенению смеси паров масла с воздухом в компрессорных установках иногда способствовала неисправность фильтров, пропускавших с воздухом пыль и ржавчину из труб подсоса воздуха в компрессор.
Задание. Определить опасное давление и мощность взрыва воздухосборника компрессора. Сделать заключение о возможных причинах взрыва.
Дано (вариант 1). объемом воздухосборника 0,9 м3, изготовленного из бесшовной трубы с внутренним диаметром DВ = 0,3 м и толщенной стенки с = 3 мм. Известно, что компрессом создает давление РК = 0,8 МПа, смазывается компрессорным маслом М12 с температурной вспышки Тв = 489 К. При осмотре воздухосборника установлено, что взрыв произошел не из-за ослабления элементов конструкции.
При расчетах для всех вариантов принять: время взрыва tвз = 0,1 с; материал воздухосборника Ст20; доп = 400 МПа; температура наружного воздуха 293 К.
Решение.
1. Определяем предельно допустимое давление для бака воздухосборника
МПа, (2.4)
приняв минимальное давление взрыва Рвз = 1,25Рдоп, получим Рсз= 81,25 = 10 МПа.
2. Рассчитываем мощность взрыва, приняв, что вся энергия расходуется на работу взрыва
, (2.5)
где
, (2.6)
Дж; (2.7)
кВт,
где Авз энергия сжатого газа, Дж;
t время взрыва, с;
m показатель адиабаты, для воздуха m = 1,41;
Рвз давление взрыва, МПа;
V объем воздухосборника, м3;
Р0 атмосферное давление, 0,1013 МПа 0,1 МПа.
Возможными причинами взрыва могут быть:
завышение предельно допустимого давления в сосуде от источника питания.
В нашем случае данное предположение не может служить причиной аварии, так как рассчитано, что Рдоп = 8,0 МПа, а источник питания создает давление всего 0,8 МПа, т.е. в 10 раз меньше допустимого;
повышение давления за счет воспламенения масловоздушной смеси, вызванного повышением температуры среды, в связи с неисправностью системы охлаждения компрессора. Для проверки данного предложения нужно определить температуру воздуха после сжатия в компрессоре
К.
Т = 535 К, что больше температуры вспышки масла Тв = 489 К.
Ответ. Давление взрыва 10 МПа, мощность 231330 кВт. Наиболее вероятной причиной взрыва воздухосборника является отказ системы охлаждения компрессора и повышение температуры среды воздухосборника свыше Тв масловоздушной смеси.
Таблица 2.3
Исходные данные
Исходные данные |
Варианты |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Рабочее давление воздухосборника, МПа |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
Объем воздухосборника, м3 |
0,9 |
4,5 |
3,9 |
3,8 |
3,5 |
3,2 |
3,1 |
2,9 |
2,8 |
2,5 |
2,6 |
2,1 |
1,9 |
1,2 |
1,2 |
Исходные данные |
Варианты |
||||||||||||||
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
Рабочее давление воздухосборника, МПа |
2 |
2 |
0,9 |
0,5 |
1 |
1,2 |
0,8 |
2 |
1 |
0,6 |
0,5 |
0,7 |
0,8 |
2 |
1 |
Объем воздухосборника, м3 |
0,6 |
0,5 |
0,9 |
0,8 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
4,1 |
3,5 |
3 |
2 |
2,6 |
2,7 |
2,2 |
3,3 |
2.4. Определение охлаждающей поверхности трубчатого
теплообменника компрессорной установки
Задание. Определить безопасную длину труб теплообменника компрессорной установки.
Дано (вариант 1). Производительность Nк = 10 м3/мин, давление Р2 = 0,5 МПа, охлаждающий теплоноситель вода (Тн = 283 К, Тк = 298 К); наружный диаметр труб теплообменника Dн = 18 мм, толщина стенки = 0,5 мм, температура воздуха после сжатия Т1 = 493 К, температура воздуха после охлаждения Т2 = 303 К, теплоемкость воды Св = 4,2 кДж/(кгК), теплоемкость воздуха Св3 =1,01 кДж/(кгК), коэффициент теплопроводности стали = 50,1 Вт/(мК), коэффициенты теплопередачи на внутренней и наружной поверхности 2 = 740 Вт/(м2К), 1 = 1160 Вт/(м2К); плотность воздуха = 1,293 кг / м3.
Решение.
1. Определим массу охлаждаемого воздуха за 1 с
кг. (2.8)
2. Рассчитываем количество избыточной теплоты
кДж. (2.9)
3. Находим охлаждаемую длину труб теплообменника
. (2.10)
3.1. Определяем средний тепловой напор теплообменника
, (2.11)
К, (2.12)
К, (2.13)
К. (2.14)
3.2. Вычисляем внутренний диаметр трубы теплообменника
мм. (2.15)
3.3. Рассчитываем коэффициент теплопередачи трубы (длиной 1 м)
Вт/(мК). (2.16)
4. Находим охлаждаемую длину труб теплообменника
м. (2.17)
Ответ. Для безопасной работы компрессора необходим теплообменник длинной 25 м.
Таблица 2.4
Исходные данные
Исходные данные |
Варианты |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Производительность компрессора, м3/мин |
10 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
13 |
15 |
19 |
20 |
25 |
Давление компрессора, МПа |
0,5 |
1,5 |
1,6 |
1,6 |
1,1 |
1,1 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
1 |
1 |
1 |
0,6 |
0,7 |
1,3 |
Температура воздуха после сжатия, К |
493 |
620 |
621 |
650 |
580 |
573 |
493 |
493 |
623 |
573 |
570 |
580 |
600 |
600 |
588 |
Наружный диаметр труб теплообменника, мм |
18 |
15 |
15 |
16 |
18 |
18 |
20 |
20 |
20 |
25 |
25 |
30 |
30 |
16 |
16 |
Толщина стенки трубы, мм |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,65 |
0,65 |
0,8 |
1 |
1 |
1,3 |
1,3 |
2 |
1,6 |
0,9 |
1 |
Исходные данные |
Варианты |
||||||||||||||
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
Производительность компрессора, м3/мин |
30 |
22 |
11 |
14 |
16 |
28 |
29 |
21 |
17 |
18 |
23 |
24 |
26 |
27 |
31 |
Давление компрессора, МПа |
1,3 |
1,5 |
1 |
1,2 |
1,2 |
0,6 |
0,4 |
0,8 |
0,8 |
0,7 |
1 |
1,6 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
Температура воздуха после сжатия, К |
610 |
595 |
490 |
480 |
480 |
615 |
605 |
605 |
621 |
630 |
625 |
630 |
628 |
565 |
595 |
Наружный диаметр труб теплообменника, мм |
18 |
18 |
20 |
20 |
25 |
25 |
30 |
30 |
32 |
32 |
22 |
24 |
22 |
14 |
12 |
Толщина стенки трубы, мм |
0,7 |
0,7 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,1 |
1,6 |
1,6 |
1,8 |
1,8 |
0,95 |
0,85 |
1,25 |
0,55 |
0,45 |
Примечание. При решении задания принять одинаковыми для всех вариантов следующие значения параметров: в качестве охлаждающего теплоносителя используется вода с начальной температурой Тн=283 К и конечной Тк=298 К; средняя удельная теплоемкость воды Сср=4,2 кДж/кгК; теплоемкость воздуха Свз=1,01 кДж/кгК; температура воздуха после охлаждения Т2=303 К; температура всасываемого воздуха Т0=293К; коэффициент теплопередачи внутренней и наружной поверхности 1=1160 Вт/м2К; 2=440 Вт/м2К; коэффициент теплопередачи стали =50,1 Вт/мК; термическое сопротивление от загрязнения для новых труб Rз=0, Р1=0,110660 Па.
2.5. Определить верхний и нижний пределы воспламенения природного газа
Процесс горения (сжигания) газов начинается лишь тогда, когда газовоздушная смесь будет подожжена, т. е. нагрета до определенной температуры, которую называют температурой воспламенения. Температура воспламенения зависит от соотношения объемов газа и воздуха в смеси, степени их перемешивания, давления смеси, способа и места зажигания и других факторов (например, способа истечения смеси, формы, размера и объема топочного пространства, занимаемого газовоздушной смесью, и т. д.). Процесс горения продолжается только до тех пор, пока количества тепла, выделяющегося при горении, будет достаточно, чтобы постоянно воспламенять поступающую к месту горения газовоздушную смесь. Минимальные и максимальные количества газа в газовоздушной смеси, при которых процесс горения идет непрерывно, называют соответственно нижним или верхним пределом воспламенения данного газа в смеси с воздухом. Взрывом газовоздушной смеси называют явление мгновенного сгорания всего объема смеси, которое происходит при внесении в такую смесь, находящуюся в каком-либо более или менее замкнутом объеме (помещении и т. д.), источника огня или высоконагретого тела. С точки зрения химической сущности явление взрыва не отличается от процесса горения, и расчет его ведется по тем же уравнениям, что и для реакции горения. Пределы воспламенения смесей газов, не имеющих балластных примесей или содержащих их в минимальном количестве, определяют (приблизительно) по следующей формуле
, (2.18)
где П содержание газа в смеси с воздухом, дающее верхний или нижний предел воспламеняемости (взрываемости) или обеспечивающее максимальную скорость распространения пламени газовой смеси;
1, 2, 3,… n объемное содержание компонентов газовой сети в %;
l1, l2, l3,… ln значения нижних или верхних пределов взрываемости (воспламеняемости) соответствующих компонентов газовой смеси, принимаемые по табл. 2.5.
Наименование газа |
Химическая формула |
Температура воспламенения |
Пределы взрываемости при 20 оС и давлении 760 мм рт. ст. |
|
нижний |
верхний |
|||
Ацетилен |
С2Н2 |
305 500 |
2,3 |
82 |
Бутан |
С4Н10 |
430 569 |
1,9 |
8,5 |
Водород |
Н2 |
510 590 |
4,2 |
75 |
Метан |
СН4 |
537 850 |
5,3 |
15 |
Окись углерода |
СО |
610 658 |
12,5 |
75 |
Пропан |
С3Н8 |
466 588 |
2,1 |
9,5 |
Сероводород |
Н2S |
290 487 |
4,3 |
45,5 |
Пентан |
С5Н12 |
530 - 610 |
1,4 |
7,8 |
Этан |
С2Н6 |
510 594 |
3 |
14 |
Водород |
Н2 |
530 - 590 |
4 |
75 |
Этилен |
С2Н4 |
450 550 |
3 |
30 |
Задание. Определить верхний и нижний пределы воспламенения природного газа.
Дано (вариант 1). Состав газа (%) метан СН4 51; этилен С2Н4 23; пропан С3Н8 7; бутан С4Н10 4; пентан С5Н12 8; ацетилен С2Н22; сероводород H2S 1,5; водород H2 3,5.
Решение.
1. Рассчитываем верхний предел воспламенения
2. Рассчитываем нижний предел воспламенения
Ответ. ,
Таблица 2.6
Исходные данные для расчета верхнего и нижнего пределов воспламенения
природного газа без примеси инертного газа
Вариант |
Состав газа, % по объему |
|||||||
СН4 |
С2Н4 |
С3Н8 |
С4Н10 |
С5Н12 |
С2Н2 |
Н2S |
H2 |
|
1 |
51 |
23 |
7 |
4 |
8 |
2 |
1,5 |
3,5 |
2 |
64 |
6 |
6 |
10 |
5,5 |
1,2 |
4,5 |
2,8 |
3 |
67,7 |
10,33 |
5,12 |
3,0 |
2,01 |
6,1 |
3,04 |
2,7 |
4 |
78,5 |
2 |
3,4 |
4,34 |
2,35 |
6,5 |
0,91 |
2 |
5 |
65 |
17,5 |
5 |
4 |
3 |
2,5 |
1,2 |
1,8 |
6 |
85 |
4,9 |
1,6 |
0,75 |
0,55 |
0,6 |
1,3 |
5 |
7 |
72,8 |
7,8 |
3,9 |
1,8 |
6,4 |
2,0 |
1,0 |
4,3 |
8 |
76 |
5,45 |
2,25 |
1,3 |
3,0 |
2,1 |
8,3 |
1,6 |
9 |
70 |
8,5 |
3,6 |
2,4 |
1,3 |
2,1 |
10,8 |
1,3 |
10 |
45 |
21 |
7,0 |
6,0 |
4,0 |
11 |
4,0 |
2 |
11 |
60 |
13 |
11 |
1 |
1,2 |
6 |
1,8 |
6 |
12 |
90 |
3,6 |
0,95 |
0,25 |
0,31 |
0,4 |
3,19 |
1,3 |
13 |
79,4 |
6 |
2 |
1,7 |
1,4 |
1 |
5 |
3,5 |
14 |
89,59 |
2,42 |
0,70 |
0,27 |
1,16 |
1,68 |
0,25 |
3,93 |
15 |
80,23 |
2,64 |
1,15 |
0,74 |
0,71 |
0,73 |
3,0 |
10,8 |
16 |
83,1 |
2 |
2,4 |
3,2 |
0,3 |
1 |
3,0 |
4 |
17 |
85,2 |
5 |
3,6 |
1 |
0,1 |
0,3 |
0,3 |
4,5 |
18 |
85 |
3,98 |
1,34 |
1,75 |
0,23 |
1,73 |
1,2 |
4,77 |
19 |
78,97 |
4,53 |
2,34 |
1,02 |
0,27 |
1,02 |
2,01 |
9,84 |
20 |
94,5 |
0,2 |
0,15 |
0,812 |
1 |
0,5 |
2,138 |
0,7 |
21 |
87,5 |
3,1 |
0,91 |
2,3 |
3,2 |
0,3 |
0,74 |
1,95 |
22 |
81,6 |
6,5 |
3 |
1,9 |
1,4 |
4 |
0,1 |
1,5 |
23 |
40 |
15,5 |
18 |
7,5 |
4,9 |
0,1 |
4,0 |
10 |
24 |
39,5 |
10 |
18,5 |
7,7 |
4,2 |
0,1 |
10 |
10 |
25 |
37,5 |
16,2 |
16,8 |
6,8 |
3,8 |
0,1 |
2,0 |
16,8 |
26 |
75,5 |
6 |
6,5 |
4,8 |
3,6 |
0,2 |
3,0 |
0,4 |
27 |
69,2 |
5,9 |
10 |
5 |
5 |
0,7 |
4,1 |
0,1 |
28 |
83 |
3 |
5,3 |
2,3 |
1,8 |
2,5 |
2,0 |
0,1 |
29 |
80 |
6 |
3 |
1 |
0,2 |
0,1 |
2,7 |
7 |
30 |
65 |
10 |
2 |
3 |
10 |
5 |
4 |
1 |
2.6. Определение предела огнестойкости железобетонной стены
Задание. Определить предел огнестойкости по потере несущей способности железобетонной стены толщиной 140 мм.
Дано (вариант 1). Платформенное опирание через слой цементного раствора. Бетон класса В-30 на известняковом щебне. Процент армирования а = 0,5. Нагрузка N = 2200 кН.
Решение. По графику, приведенному рис., находим на оси ординат точку, соответствующую N= 2200 кН, из которой проводим горизонталь до пересечения с кривой В-30 а=0,5. Из этой точки проводим нормаль вверх до пересечения с горизонтальной осью, обозначающей время, и определяем предел огнестойкости, равный 90 минутам.
Ответ. 90 минут.
Рис. 2.1.
Таблица 2.7
Исходные данные
Вариант |
Вид строительной конструкции |
Материал конструкции |
Нормативная нагрузка N, кН/м |
Процент армирования а |
Тип опирания конструкции |
1 |
Стена толщиной 140 мм (14 см) |
Бетон на известняковом щебне, В-30 |
2200 |
0,5 |
Жесткое платформенное опирание |
2 |
2500 |
0,5 |
|||
3 |
Бетон на известняковом щебне, В-15 |
2150 |
1 |
||
4 |
1500 |
0,1 |
Платформенное опирание через слой цементного раствора |
||
5 |
1100 |
1 |
|||
6 |
Бетон на известняковом щебне, В-30 |
1450 |
0,1 |
||
7 |
1600 |
0,5 |
|||
8 |
Бетон на известняковом щебне, В-15 |
1650 |
0,1 |
Жесткое платформенное опирание |
|
9 |
850 |
0,5 |
|||
10 |
900 |
1 |
|||
11 |
950 |
0,1 |
|||
12 |
Бетон на известняковом щебне, В-30 |
2200 |
1 |
Платформенное опирание через слой цементного раствора |
|
13 |
2000 |
0,1 |
|||
14 |
Бетон на известняковом щебне, В-15 |
1000 |
0,5 |
||
15 |
1200 |
1 |
Жесткое платформенное опирание |
||
16 |
900 |
1 |
|||
17 |
1300 |
0,1 |
Платформенное опирание через слой цементного раствора |
||
18 |
Бетон на известняковом щебне, В-30 |
2400 |
0,5 |
Жесткое платформенное опирание |
|
19 |
2300 |
0,1 |
|||
20 |
Стена толщиной 140 мм (14 см) |
Бетон на известняковом щебне, В-30 |
1500 |
1 |
Платформенное опирание через слой цементного раствора |
21 |
2450 |
0,5 |
|||
22 |
Бетон на известняковом щебне, В-15 |
1250 |
Жесткое платформенное опирание |
||
23 |
1400 |
0,1 |
|||
24 |
Бетон на известняковом щебне, В-30 |
2250 |
1 |
Жесткое платформенное опирание |
|
25 |
1550 |
0,1 |
|||
26 |
Бетон на известняковом щебне, В-15 |
1400 |
1 |
||
27 |
1350 |
0,5 |
Платформенное опирание через слой цементного раствора |
||
28 |
Бетон на известняковом щебне, В-30 |
1850 |
1 |
||
29 |
1950 |
0,1 |
Жесткое платформенное опирание |
||
30 |
2150 |
0,5 |
2.7. Определение предела огнестойкости железобетонной колонны
Задание.
1. Определить предел огнестойкости железобетонной колонны сечением 400400 мм.
Дано (вариант 1).
Опирание платформенное. Бетон класса В на известняковом щебне. Процент армирования а = 3. Коэффициент продольного изгиба = 1. Нормативная нагрузка N= 3000 кН.
Решение. Для ориентировочного определения предела огнестойкости колонны следует на графике (рис. 5) из точки, соответствующей отношению N/ = 3000 кН провести горизонталь до пересечения с кривой, соответствующей В и а=3%. Точка пересечения этих линий даст значение предела огнестойкости колонны, равное 90 минутам.
Ответ. 90 минут.
Рис. 2.2. Предел огнестойкости железобетонных колонн
Рис. 2.3. Предел огнестойкости железобетонных колонн сечением 400400 мм из бетона
на гранитном щебне в зависимости от процента армирования а, класс бетона В,
нормативной нагрузки N и коэффициента продольного изгиба .
Таблица 2.8
Исходные данные
Вариант |
Вид строительной конструкции |
Материал конструкции |
Нормативная нагрузка N, кН |
Процент армирования а |
Коэффициент продольного изгиба |
Тип опирания конструкции |
1 |
Колонна 400400 мм |
Бетон на известняковом щебне |
3000 |
3 |
1 |
Платформенное |
2 |
4500 |
1,5 |
0,9 |
|||
3 |
3000 |
3 |
1 |
|||
4 |
Бетон на гранитном щебне |
3500 |
3 |
0,95 |
||
5 |
2000 |
1 |
0,8 |
|||
6 |
2100 |
1,5 |
0,85 |
|||
7 |
Бетон на известняковом щебне |
2200 |
1,5 |
0,89 |
||
8 |
2300 |
1 |
0,95 |
|||
9 |
Бетон на гранитном щебне |
2600 |
3 |
1 |
||
10 |
2800 |
1 |
0,8 |
|||
11 |
Бетон на известняковом щебне |
2900 |
1,5 |
0,85 |
||
12 |
2700 |
3 |
0,99 |
|||
13 |
3100 |
3 |
0,88 |
|||
14 |
Бетон на гранитном щебне |
3200 |
1 |
0,96 |
||
15 |
5000 |
1,5 |
1 |
|||
16 |
4100 |
1,5 |
0,97 |
|||
17 |
4000 |
1 |
0,94 |
|||
18 |
Бетон на известняковом щебне |
3900 |
1,5 |
0,95 |
||
19 |
3800 |
3 |
1 |
|||
20 |
Бетон на гранитном щебне |
3000 |
1 |
0,95 |
||
21 |
Бетон на известняковом щебне |
2200 |
1,5 |
0,89 |
||
22 |
2500 |
1,5 |
0,95 |
|||
23 |
Бетон на известняковом щебне |
2200 |
1 |
1 |
||
24 |
2000 |
1 |
0,8 |
|||
25 |
Бетон на известняковом щебне |
1000 |
1,5 |
0,85 |
||
26 |
1200 |
1 |
0,99 |
|||
27 |
900 |
1 |
0,88 |
|||
28 |
1300 |
1 |
0,96 |
|||
29 |
Бетон на известняковом щебне |
2400 |
1,5 |
1 |
||
30 |
2300 |
1 |
0,8 |
|||
31 |
1500 |
1 |
0,85 |
2.8. Рассчитать систему молниезащиты
Задание. Рассчитать систему молниезащиты.
Дано (вариант 1). Ширина А=12 м; длина L=24 м; высота здания Н=10 м; среднегодовое число ударов молний в 1км2 земной поверхности n=1; радиус зоны защиты на уровне высоты объекта rх=20 м.
Решение.
Рассмотрим, какую зону защиты образует стержневой отдельно стоящий молниеотвод (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода
1 граница зоны защиты на уровне высоты объекта; 2 то же, на уровне земли; h высота молниеотвода; h0 высота конуса защиты; H высота защищаемого объекта; rх радиус зоны защиты на уровне высоты объекта; r0 радиус зоны защиты объекта на уровне земли
Как следует из рис. 2.4, зона защиты для данного молниеотвода представляет собой конус высотой h0 с радиусом основания на земле r0. Обычно высота молниеотвода (h) не превышает 150 м. Остальные размеры зоны в зависимости от величины (h, м) следующие (табл. 2.9).
Таблица 2.9
Параметры зоны защиты для молниеотвода
Параметр, м |
Величина параметра для зон |
|
А |
Б |
|
h0 r0 rx |
0,85h 0,7h 0,7(h H/0,85) |
0,92h 1,15h 1,5(h H/0,92) |
Ожидаемое количество N поражений молнией в год зданий и сооружений, не оборудованных молниезащитой, вычисляют по формуле
N = (А+6H)(L+6H)n10-6 = (12+610) (24+610) 1 10-6 = 0,006. (2.19)
Если величина N>1, то принимают зону защиты типа А (степень надежности защиты в этом случае составляет не менее 99,5 %). При N≤1 принимают зону защиты типа Б (степень надежности этой защиты 95 % и выше).
Так как N = 0,0061, то зону следует выбирать типа Б.
Существуют также зависимости, позволяющие, задаваясь размерами защищаемого объекта (rx и Н), определить величину h. Эта зависимость для зоны Б имеет вид
h=(rx+1,63H)/1,5 (2.20)
Высота одиночного молниеотвода
м
Высота конуса зоны молниезащиты и радиус границы зоны защиты
h0=0,92 h=0,9224,2=22,26 м (2.21)
r0=1,15 h=1,1524,2=27,83 м (2.22)
Ответ. Границы зон защиты на высоте здания (rх=20 м) и на уровне земли (r0 = 27,83 м) обеспечивают защиту здания от поражения молнией принятой системы молниезащиты.
Таблица 2.10
Исходные данные
№ п/п |
Ширина, А, м |
Длина, L, м |
Высота здания, Н, м |
Среднегодовое число ударов молний, n |
Радиус зоны защиты, rх, м |
1 |
12 |
24 |
10 |
1 |
20 |
2 |
24 |
48 |
45 |
3 |
60 |
3 |
36 |
60 |
50 |
6 |
55 |
4 |
48 |
36 |
60 |
9 |
50 |
5 |
60 |
12 |
40 |
12 |
45 |
6 |
12 |
72 |
30 |
1 |
40 |
7 |
24 |
192 |
20 |
3 |
30 |
8 |
36 |
84 |
13 |
6 |
25 |
9 |
48 |
252 |
18 |
9 |
20 |
10 |
60 |
96 |
16 |
12 |
28 |
11 |
36 |
300 |
15 |
1 |
23 |
12 |
24 |
108 |
50 |
3 |
70 |
13 |
12 |
324 |
45 |
6 |
65 |
14 |
48 |
204 |
30 |
9 |
60 |
15 |
60 |
120 |
18 |
12 |
30 |
16 |
24 |
348 |
30 |
1 |
40 |
17 |
12 |
132 |
40 |
3 |
45 |
18 |
48 |
240 |
60 |
6 |
50 |
19 |
60 |
288 |
50 |
9 |
55 |
20 |
36 |
144 |
45 |
12 |
60 |
21 |
24 |
336 |
18 |
1 |
20 |
22 |
60 |
216 |
13 |
3 |
25 |
23 |
12 |
156 |
10 |
6 |
20 |
24 |
36 |
360 |
20 |
9 |
30 |
25 |
48 |
276 |
50 |
12 |
70 |
26 |
60 |
168 |
16 |
1 |
28 |
27 |
24 |
312 |
15 |
3 |
23 |
28 |
48 |
228 |
30 |
6 |
60 |
29 |
36 |
180 |
18 |
9 |
30 |
30 |
12 |
264 |
45 |
12 |
65 |
2.9. Рассчитать систему заземления
Задание. Рассчитать систему заземления.
Дано (вариант 1). =0,5 м; t=1,5 м; d=0,1 м; =20 Омм; Rдоп=4,0 Ом; z=5,0 м; Кc=1,75.
Решение.
1. Определяем сопротивление одиночного заземлителя.
R=0,366=0,366 Ом (2.23)
С учетом коэффициента сезонности определяется сопротивление заземлителя в наиболее тяжелых условиях
R1=RКc=15,171,75=26,55 Ом. (2.24)
где Кс коэффициент сезонности (принимая в качестве расчетной наиболее неблагоприятную величину). Кc=1,75.
2. Определяем потребное количество заземлителей с учетом явления взаимного экранирования Rдоп.=4 Ом.
n =7 шт. (2.25)
3. Рассчитаем сопротивление соединительной полосы
Rn=0,366 Ом
где b ширина полосы, м; b=0,04м; h глубина заложения полосы, м; h=0,5м.
4. Рассчитываем длину полосы в ряд =1,05z(n1). =1,0556=29,60 м.
5. С учетом коэффициента сезонности определяется сопротивление полосы в наиболее тяжелых условиях
R1n=RnКс=5,561,75=9,73 Ом
6. Сопротивление заземления с учетом проводимости соединительной полосы определяется по формуле
R3=.
где ТР коэффициент использования труб (табл. 2.12);
п коэффициент использования соединительной полосы (табл. 2.13).
Ответ. Система заземления включает 7 одиночных заземлителей, объединённых соединительной полосой. Сопротивление заземляющего контура составляет 3,27 Ом.
Таблица 2.11
Исходные данные
№ п/п |
, м |
t, м |
d, м |
, Омм |
Rдоп, Ом |
z, м |
Кc |
1 |
0,5 |
1,5 |
0,1 |
20 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
2 |
0,5 |
1,5 |
0,1 |
26 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
3 |
0,5 |
1,5 |
0,1 |
32 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
4 |
0,5 |
1,5 |
0,1 |
38 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
5 |
0,6 |
1,5 |
0,1 |
44 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
6 |
0,6 |
1,5 |
0,1 |
50 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
7 |
0,6 |
1,5 |
0,1 |
56 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
8 |
0,7 |
1,5 |
0,1 |
63 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
9 |
0,7 |
1,5 |
0,1 |
69 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
10 |
0,7 |
1,5 |
0,1 |
75 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
11 |
0,8 |
1,5 |
0,1 |
81 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
12 |
0,8 |
1,5 |
0,1 |
87 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
13 |
1,0 |
1,5 |
0,1 |
94 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
14 |
1,0 |
1,5 |
0,1 |
100 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
15 |
1,5 |
1,5 |
0,1 |
106 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
16 |
1,5 |
1,5 |
0,1 |
112 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
17 |
2,0 |
1,5 |
0,1 |
118 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
18 |
2,0 |
1,5 |
0,1 |
124 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
19 |
2,5 |
1,5 |
0,1 |
130 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
20 |
2,5 |
1,5 |
0,1 |
137 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
21 |
3,0 |
1,5 |
0,1 |
143 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
22 |
3,0 |
1,5 |
0,1 |
149 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
23 |
3,0 |
1,5 |
0,1 |
155 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
24 |
3,5 |
1,5 |
0,1 |
161 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
25 |
3,5 |
1,5 |
0,1 |
167 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
26 |
3,5 |
1,5 |
0,1 |
173 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
27 |
4,0 |
1,5 |
0,1 |
180 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
28 |
4,0 |
1,5 |
0,1 |
186 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
29 |
4,0 |
1,5 |
0,1 |
192 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
30 |
4,0 |
1,5 |
0,1 |
200 |
4,0 |
5,0 |
1,75 |
Таблица 2.12
Коэффициент использования труб
Заземлители в ряд |
||
Отношение расстояния между электродами и их длине |
Число труб, n |
Коэффициент использования, тр |
1 |
2 |
0,840,87 |
2 |
2 |
0,900,92 |
3 |
2 |
0,980,95 |
1 |
3 |
0,760,80 |
2 |
3 |
0,850,88 |
3 |
3 |
0,90,92 |
1 |
5 |
0,670,72 |
2 |
5 |
0,790,88 |
3 |
5 |
0,850,88 |
1 |
10 |
0,560,62 |
2 |
10 |
0,710,77 |
3 |
10 |
0,790,83 |
1 |
15 |
0,510,56 |
2 |
15 |
0,660,73 |
3 |
15 |
0,760,80 |
1 |
20 |
0,470,50 |
2 |
20 |
0,650,70 |
3 |
20 |
0,740,79 |
Таблица 2.13
Коэффициенты использования соединительной полосы (n)
Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине |
Число вертикальных электродов в ряд |
|||||||
2 |
4 |
6 |
10 |
20 |
40 |
60 |
100 |
|
1 |
0,85 |
0,77 |
0,72 |
0,62 |
0,42 |
|
|
|
2 |
0,94 |
0,80 |
0,84 |
0,75 |
0,56 |
|
|
|
3 |
0,96 |
0,92 |
0,88 |
0,82 |
0,68 |
|
|
|
2.10. Рассчитать систему зануления
Задание. Рассчитать систему зануления.
Дано (вариант 1). k, коэффициент надежности=3; Pэ, мощность электродвигателя=15103 Вт; ,длина провода в пределах участка=50 м; Uф, фазное напряжение=220 В; D, диаметр провода в подводящем кабеле=610-3 м; пров, удельное сопротивление алюминиевого проводника= 2,5310-8 Омм; ст. удельное сопротивление стали=110-7 Омм; нулевой проводник труба.
Решение.
1. Определяем номинальный ток электродвигателя
Iн = = А, (2.26)
Iпуск.=3Iн=322,7=68,1 А, (2.27)
Iк.з.=1,5Iпуск.= 1,568,1=102,15 А. (2.28)
2. Рассчитываем активное сопротивление алюминиевых проводов
Rф=пров./S=Ом. (2.29)
где S=D2/4 = (3,143610-6)/42,810-5 м2 площадь сечения кабеля, м2.
3. Вычисляем активное сопротивление нулевого проводника
Rн==Ом (2.30)
4. Рассчитываем площадь поперечного сечения трубы
=м2 (2.31)
5. Определяем сопротивление взаимоиндукции между проводами
Xп= ln(2/D)= Ом, (2.32)
где 0=410-7 абсолютная магнитная проницаемость вакуума, Гн/м;
расстояние между проводами (5 мм), м;
=2f=23,1450=314 рад/с циклическая частота..
6. Вычисляем полное сопротивление петли «фаза-нуль»
Zп== Ом. (2.33)
7. Определяем ток короткого замыкания
Iк.з==А. (2.34)
8. Определяем соответствие условию Iк.з. k Iн; 90,65322,7.
Ответ. Принимаемая система зануления удовлетворяет условию 90,65322,7.
Если условие не выполняется, то оборудование нельзя будет использовать, в виду частого ложного срабатывания автомата.
Таблица 2.14
Исходные данные
Вариант |
k, коэффициент надежности |
Мощность трансформатора, для определения Zт/3, кВ А |
Pэ, мощность электродвигателя Вт |
, длина провода в пределах участка м |
Uф, фазное напряжение,В |
D, диаметр провода в подводящем кабеле, м |
пров, удельное сопротивление алюминиевого проводника, Омм |
ст., удельное сопротивление стали, Омм |
Нулевой проводник |
Примечание, м |
1 |
3 |
25 |
15103 |
50 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D=510-3 d=4,510-3 |
2 |
3 |
30 |
25103 |
45 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=510-3 b=1210-3 |
3 |
3 |
40 |
10103 |
20 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=610-3 |
4 |
3 |
50 |
5103 |
15 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D =610-3 d=510-3 |
5 |
3 |
63 |
20103 |
25 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=610-3 b=1410-3 |
6 |
3 |
100 |
35103 |
10 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=710-3 |
7 |
3 |
160 |
15103 |
30 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D =810-3 d=6,710-3 |
8 |
3 |
250 |
30103 |
40 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=810-3 b=1610-3 |
9 |
3 |
320 |
25103 |
35 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=810-3 |
10 |
3 |
400 |
10103 |
65 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D =1010-3 d=8,210-3 |
11 |
3 |
560 |
5103 |
12 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=910-3 b=1810-3 |
12 |
3 |
630 |
20103 |
31 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=910-3 |
13 |
3 |
750 |
35103 |
60 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D =1210-3 d=9,910-3 |
14 |
3 |
1000 |
30103 |
42 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=1010-3 b=2010-3 |
15 |
3 |
25 |
15103 |
17 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=1010-3 |
16 |
3 |
30 |
25103 |
24 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D =1410-3 d=11,510-3 |
17 |
3 |
40 |
10103 |
39 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=1110-3 b=2210-3 |
18 |
3 |
50 |
5103 |
48 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=1110-3 |
19 |
3 |
63 |
20103 |
11 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D =1610-3 d=13,210-3 |
20 |
3 |
100 |
35103 |
62 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=1210-3 b=2510-3 |
21 |
3 |
160 |
15103 |
23 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=1210-3 |
22 |
3 |
250 |
25103 |
51 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D =1810-3 d=1510-3 |
23 |
3 |
320 |
10103 |
5 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=1310-3 b=3010-3 |
24 |
3 |
400 |
5103 |
13 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=1410-3 |
25 |
3 |
560 |
20103 |
56 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D =2010-3 d=1710-3 |
26 |
3 |
630 |
35103 |
9 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=1810-3 b=3510-3 |
27 |
3 |
750 |
30103 |
21 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=1510-3 |
28 |
3 |
1000 |
15103 |
34 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Труба |
D =2210-3 d=18,810-3 |
29 |
3 |
63 |
10103 |
46 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Полоса |
a=2010-3 b=4010-3 |
30 |
3 |
400 |
5103 |
8 |
220 |
610-3 |
2,5310-8 |
110-7 |
Пруток |
c=1610-3 |
Таблица 2.15
Сопротивление одной обмотки трансформатора
Мощность трансформатора, кВ А |
Zт/3, Ом |
Мощность трансформатора, кВ А |
Zт/3, Ом |
25 30 40 50 63 100 160 |
1,037 1,11 0,649 0,722 0,412 0,266 0,162 |
250 320 400 560 630 750 1000 |
0,104 0,0847 0,060 0,071 0,040 0,0364 0,042 |
2.11. Определение возможности применения (по условию безопасности)
зануленных и заземленных электропотребителей, подключенных
к трехфазной четырехпроходной сети с заземленной нейтралью
На рис. 2.5 изображена электрическая сеть с заземленной нейтралью ( 380/220 В), от которой получают питание 100 электродвигателей цеха промышленного предприятия, имеющие нормально выполненное зануление корпусов. От этой же сети получает питание удаленный на значительное расстояние от цеха одиночный электродвигатель № 101, установленный на отдельном станке, например, на пилораме. Было решено не тянуть нулевой провод до удаленного электродвигателя № 101, а применить защитное заземление его корпуса.
Согласно ПУЭ рабочее заземление нейтрали трансформатора имеет сопротивление rн=4 Ом. Заземление электродвигателя № 101 rз= 0,4 Ом. При случайном замыкании (пробое изоляции) одной из фаз в электродвигателе № 101 аварийный ток будет возвращаться в трансформатор через землю и рабочее заземление нейтрали rн (см. рис. 2.5). При этом отключение электродвигателей № 1100 не произойдет, поскольку металлическая связь корпуса электродвигателя № 101 с нейтралью трансформатора отсутствует.
Рис. 2.5. Электрическая сеть с заземленной нейтралью
Задание. Определить возможности применения (по условию безопасности) зануленных и заземленных электропотребителей, подключенных к трехфазной четырехпроходной сети с заземленной нейтралью.
Дано (вариант 1). Напряжение фазы, Uф = 220 В; rн = 4 Ом; rз = 0,4 Ом; сопротивление человека, Rч= 1000 Ом; сопротивление пола, rп = 500 Ом; сопротивление обуви, rоб = 2500 Ом.
Решение.
1. Определим суммарное сопротивление пути прохождения тока к нейтрали вторичной обмотки трансформатора при пробое изоляции одной из фаз на электродвигателе № 101.
(2.35)
2. Определим величину аварийного тока.
(2.36)
3. Определим величину напряжения на корпусе электродвигателя № 101.
(2.37)
4. Определим величину напряжения на корпусах электродвигателей № 1100.
(2.38)
5. Определим величину тока, проходящего через человека, прикоснувшегося к отдельному аварийному двигателю №101.
(2.39)
Опасным для человека считается ток, равный 5 мА.
6. Определим величину тока, проходящего через человека, прикоснувшегося к любому зануленному двигателю № 1100.
(2.40)
При длительном прохождении тока через человека величиной 2550 мА возможен смертельный исход.
Ответ. Применение заземленных и зануленных электродвигателей в такой сети не допустимо, т. к.
При расчетах по вариантам используются постоянные значения: Uф=220 В; rн=4 Ом; Rч=1000 Ом и переменные, приведенные в табл. 2.16.
Таблица 2.16
№ вар-та |
rз |
rп |
rоб |
1 |
0,4 |
500 |
2500 |
2 |
2,4 |
500 |
2500 |
3 |
3,6 |
500 |
2500 |
4 |
1,6 |
500 |
2500 |
5 |
1,2 |
500 |
2500 |
6 |
3,2 |
500 |
2500 |
7 |
2,8 |
500 |
2500 |
8 |
0,8 |
500 |
2500 |
9 |
2,4 |
0 |
2500 |
10 |
3,6 |
0 |
0 |
11 |
1,6 |
0 |
0 |
12 |
1,2 |
0 |
0 |
13 |
0,8 |
0 |
0 |
14 |
2,8 |
0 |
0 |
15 |
3,2 |
0 |
0 |
16 |
1,2 |
50000 |
25000 |
17 |
1,6 |
50000 |
25000 |
18 |
3,6 |
50000 |
25000 |
19 |
2,4 |
50000 |
25000 |
20 |
0,4 |
50000 |
25000 |
21 |
2,8 |
50000 |
25000 |
22 |
3,2 |
50000 |
25000 |
23 |
1,2 |
25000 |
5000 |
24 |
1,6 |
25000 |
5000 |
25 |
1,2 |
25000 |
5000 |
26 |
3,2 |
25000 |
5000 |
27 |
2,8 |
25000 |
5000 |
28 |
0,8 |
25000 |
5000 |
29 |
2,0 |
100000 |
45000 |
30 |
4,0 |
100000 |
45000 |
31 |
2,0 |
100000 |
45000 |
32 |
1,2 |
100000 |
45000 |
33 |
3,2 |
100000 |
45000 |
34 |
2,8 |
100000 |
45000 |
35 |
0,8 |
100000 |
45000 |
2.12. Определение экономической эффективности проекта
Задание. Оценить экономическую эффективность проекта по обеспечению безопасности технологических процессов и производств, используя показатели чистого дисконтированного дохода (ЧДД) и индекса доходности (ИД), если:
Дано (вариант 1). по первому году реализации проекта получен экономический результат (Эр1) в размере 300000 руб., при текущих затратах (Зт1) в размере 230000 руб.
по второму году реализации проекта получен экономический результат (Эр2) в размере 350000 руб., при текущих затратах (Зт2) 280000 руб.
Для реализации охранных мероприятий потребовались первоначальные капитальные вложения (Кп) в размере 110000 руб. В расчете примите коэффициент дисконтирования (Е) 0,08.
Решение. Чистый дисконтированный доход определяется
, (2.41)
24815 руб.
Индекс доходности определяется
, (2.42)
.
ответ. ЧДД = 24815 рублей, ИД = 1,23.
Вариант |
Исходные данные |
|||
1 год |
2 год |
|||
Эр |
Зт |
Эр |
Зт |
|
1 |
300000 |
230000 |
350000 |
280000 |
2 |
300100 |
250000 |
360000 |
280000 |
3 |
300050 |
240000 |
340000 |
250000 |
4 |
300250 |
230000 |
350000 |
300000 |
5 |
300200 |
250000 |
350000 |
280000 |
6 |
310300 |
230000 |
372000 |
335000 |
7 |
450200 |
250000 |
350000 |
330000 |
8 |
320000 |
250000 |
350000 |
300000 |
9 |
320100 |
250000 |
350000 |
300000 |
10 |
320200 |
250000 |
350000 |
290000 |
11 |
320300 |
250000 |
350000 |
285000 |
12 |
320400 |
250000 |
360000 |
280000 |
13 |
320500 |
250000 |
360000 |
275000 |
14 |
320600 |
250000 |
360000 |
270000 |
15 |
330000 |
250000 |
360000 |
265000 |
16 |
340000 |
250000 |
360000 |
260000 |
17 |
340200 |
250000 |
360000 |
255000 |
18 |
340300 |
250000 |
370000 |
250000 |
19 |
340400 |
250000 |
370000 |
245000 |
20 |
340500 |
250000 |
370000 |
240000 |
21 |
340600 |
250000 |
370000 |
235000 |
22 |
340700 |
320000 |
370000 |
230000 |
23 |
340800 |
330000 |
370000 |
225000 |
24 |
420000 |
410000 |
370000 |
220000 |
25 |
421000 |
400000 |
370000 |
215000 |
26 |
421500 |
390000 |
380000 |
210000 |
27 |
467890 |
450000 |
380000 |
205600 |
28 |
430700 |
400000 |
380000 |
200000 |
29 |
320450 |
250000 |
380000 |
250000 |
30 |
470800 |
400000 |
380000 |
320000 |
2.13. Определение годового экономического эффекта и срока окупаемости капитальных дополнительных вложений
задание. Определить годовой экономический эффект (Эг) и срок окупаемости дополнительных капитальных вложений (Ток).
Дано (вариант 1). Реализация мероприятий по улучшению условий труда основных производственных рабочих позволила увеличить производительность труда и снизить удельную себестоимость продукции с 150 руб. (С1) до 140 руб. (С2), при годовом объеме производства (после реализации мероприятий), N 100000 шт., размер дополнительных капитальных вложений (К) составил 300000 руб.
Решение. Годовой экономический эффект от снижения себестоимости годового выпуска продукции
= (150-140)·100000=1000000 руб. (2.43)
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений
г. (2.44)
ответ. ЭГ = 1000000 рублей, ТОК = 0,3 года.
Таблица 2.18
Вариант |
Исходные данные |
||
С1 |
С2 |
К |
|
1 |
150 |
140 |
300000 |
2 |
149 |
120 |
310000 |
3 |
148 |
130 |
400000 |
4 |
145 |
140 |
320000 |
5 |
144 |
130 |
330000 |
6 |
139 |
134 |
350000 |
7 |
120 |
110 |
1200000 |
8 |
111 |
105 |
3000000 |
9 |
110 |
105 |
2500000 |
10 |
90 |
85 |
1400000 |
11 |
80 |
75 |
1300000 |
12 |
75 |
70 |
1700000 |
13 |
70 |
65 |
900000 |
14 |
65 |
63 |
800000 |
15 |
60 |
56 |
600000 |
16 |
55 |
42 |
550000 |
17 |
50 |
44 |
700000 |
18 |
45 |
40 |
800000 |
19 |
40 |
34 |
900000 |
20 |
35 |
33 |
1000000 |
21 |
34 |
32 |
800000 |
22 |
33 |
29 |
700000 |
23 |
32 |
29 |
600000 |
24 |
31 |
28 |
550000 |
24 |
30 |
28 |
500000 |
26 |
121 |
110 |
400000 |
27 |
122 |
110 |
700000 |
28 |
123 |
110 |
800000 |
29 |
124 |
110 |
1600000 |
30 |
125 |
110 |
2200000 |
2.14. Определение времени начала радиоактивного заражения территории промышленного объекта от наземного ядерного взрыва
Задание. Определить время начала радиоактивного заражения территории промышленного объекта от наземного ядерного взрыва, находящегося на оси распространения радиоактивного облака.
Дано (вариант 1). Удаление промышленного объекта от Я.В. L = 20 км. Скорость среднего ветра в слое V = 25 км/ч.
Решение.
=0,8 ч или 48 мин. (2.45)
Ответ. Время начала радиоактивного заражения 48 минут от времени ядерного взрыва.
Исходные данные
Вариант |
Расстояние, км |
Скорость ветра, км/ч |
Вариант |
Расстояние, км |
Скорость ветра, км/ч |
1 |
20 |
25 |
16 |
75 |
100 |
2 |
30 |
50 |
17 |
85 |
25 |
3 |
40 |
75 |
18 |
95 |
50 |
4 |
50 |
100 |
19 |
105 |
75 |
5 |
60 |
25 |
20 |
115 |
100 |
6 |
70 |
50 |
21 |
125 |
25 |
7 |
80 |
75 |
22 |
130 |
50 |
8 |
90 |
100 |
23 |
135 |
75 |
9 |
100 |
25 |
24 |
140 |
100 |
10 |
120 |
50 |
25 |
145 |
25 |
11 |
25 |
75 |
26 |
150 |
50 |
12 |
35 |
100 |
27 |
155 |
75 |
13 |
45 |
25 |
28 |
160 |
100 |
14 |
55 |
50 |
29 |
165 |
25 |
15 |
65 |
75 |
30 |
170 |
50 |
2.15. Определение дозы облучения персонала, продолжающего работать
на промышленном объекте после радиоактивного загрязнения территории
Задание. Определить дозу облучения персонала, продолжающего работать на промышленном объекте после радиоактивного загрязнения территории.
Дано (вариант 1). Средняя мощность дозы ионизирующего излучения на территории промышленного объекта Рср=1 р/ч. Продолжительность производственной деятельности Т=8 ч. Условия производственной деятельности промышленные здания Косл = 7.
Решение.
р. (2.46)
Ответ. Персонал получит дозу облучения Д = 1,14 рентгена или 0,014 Зивета.
Исходные данные
Вариант |
Рср, р/ч |
Т, ч |
Косл |
Вариант |
Рср, р/ч |
Т, ч |
Косл |
1 |
1 |
8 |
7 |
16 |
0,1 |
6 |
7 |
2 |
5 |
4 |
2 |
17 |
0,15 |
4 |
2 |
3 |
10 |
6 |
1,5 |
18 |
0,2 |
8 |
1,5 |
4 |
15 |
8 |
7 |
19 |
0,25 |
6 |
7 |
5 |
20 |
6 |
7 |
20 |
0,3 |
4 |
2 |
6 |
2 |
12 |
7 |
21 |
0,35 |
8 |
1,5 |
7 |
3 |
8 |
2 |
22 |
0,4 |
4 |
7 |
8 |
4 |
6 |
1,5 |
23 |
0,45 |
6 |
2 |
9 |
5,5 |
5 |
7 |
24 |
17 |
8 |
1,5 |
10 |
0,5 |
4 |
2 |
25 |
18 |
5 |
7 |
11 |
0,7 |
7 |
1,5 |
26 |
19 |
7 |
2 |
12 |
1,5 |
8 |
7 |
27 |
22 |
6 |
1,5 |
13 |
12 |
6 |
2 |
28 |
3,5 |
4 |
7 |
14 |
13 |
4 |
1,5 |
29 |
4,7 |
8 |
2 |
15 |
16 |
8 |
7 |
30 |
3,7 |
5 |
1,5 |
2.16. Определение дозы облучения при эвакуации
с зараженной территории
Задание. Определить дозу облучения, персонала промышленного объекта при эвакуации с зараженной территории (эвакуация на транспорте в один рейс).
Дано (вариант 1). Длина маршрута эвакуации L = 10 км. Средняя скорость движения транспорта при эвакуации V = 50 км/ч. Средняя мощность дозы ионизирующего излучения на маршруте Рср = 0,5 р/ч. Коэффициент ослабления транспорта Косл = 2.
Решение.
р. (2.47)
Ответ. Персонал получит дозу облучения Д = 0,05 рентгена или 0,5 мили Зивета.
Исходные данные
Вариант |
Рср, р/ч |
L, км |
V, км/ч |
Косл |
Вариант |
Рср, р/ч |
L, км |
V, км/ч |
Косл |
1 |
0,5 |
10 |
50 |
2 |
16 |
0,27 |
13 |
30 |
1,5 |
2 |
1 |
15 |
50 |
1,5 |
17 |
0,35 |
14 |
35 |
2 |
3 |
1,5 |
20 |
50 |
2 |
18 |
0,45 |
18 |
50 |
1,5 |
4 |
0,1 |
25 |
30 |
2 |
19 |
0,55 |
22 |
45 |
2 |
5 |
0,2 |
30 |
30 |
1,5 |
20 |
5 |
24 |
30 |
1 |
6 |
0,3 |
35 |
40 |
2 |
21 |
3,5 |
30 |
45 |
1 |
7 |
0,4 |
40 |
40 |
1,5 |
22 |
3,8 |
35 |
30 |
1,2 |
8 |
0,6 |
50 |
50 |
2 |
23 |
4 |
20 |
50 |
2 |
9 |
0,7 |
40 |
30 |
1,5 |
24 |
4,5 |
25 |
50 |
2 |
10 |
0,8 |
25 |
45 |
2 |
25 |
4,6 |
40 |
50 |
2 |
11 |
1,9 |
30 |
35 |
2 |
26 |
2,8 |
45 |
40 |
1,5 |
12 |
0,9 |
15 |
45 |
1,5 |
27 |
8 |
48 |
50 |
2 |
13 |
2,1 |
20 |
35 |
2 |
28 |
8,5 |
50 |
50 |
1,5 |
14 |
2,3 |
14 |
40 |
2 |
29 |
7,5 |
60 |
50 |
2 |
15 |
2,5 |
10 |
45 |
1,5 |
30 |
7,3 |
50 |
40 |
2 |
2.17. Определение мощности дозы излучения
на территории промышленного объекта
Задание. Определить мощность дозы излучения на территории промышленного объекта, если известна мощность дозы, измеренная в ПРУ на этой территории.
Дано (вариант 1). Мощность дозы излучения в ПРУ Ртер = 5мр/ч. Коэффициент ослабления ПРУ Косл = 20.
Решение.
мр/ч. (2.48)
Ответ. Мощность дозы излучения на территории Ртер = 100 мр/ч или 0,1 мЗиверт/час.
Исходные данные
Вариант |
Ртер, мр/ч |
Косл |
Вариант |
Ртер, мр/ч |
Косл |
1 |
50 |
20 |
16 |
165 |
100 |
2 |
60 |
50 |
17 |
170 |
25 |
3 |
70 |
75 |
18 |
200 |
50 |
4 |
80 |
100 |
19 |
250 |
75 |
5 |
85 |
25 |
20 |
300 |
100 |
6 |
90 |
50 |
21 |
350 |
25 |
7 |
100 |
75 |
22 |
400 |
50 |
8 |
110 |
100 |
23 |
450 |
75 |
9 |
125 |
25 |
24 |
490 |
100 |
10 |
130 |
50 |
25 |
520 |
25 |
11 |
135 |
75 |
26 |
560 |
50 |
12 |
140 |
100 |
27 |
600 |
75 |
13 |
150 |
25 |
28 |
635 |
100 |
14 |
155 |
50 |
29 |
700 |
25 |
15 |
160 |
75 |
30 |
745 |
50 |
2.18. Расчет приземной концентрации пыли
Задание. Рассчитать приземную концентрацию пыли С1 в точке, расположенной на расстоянии Х1 от источника загрязнения и находящийся на ветровой оси. Дать санитарно-гигиеническую оценку качества воздушной среды на указанном расстоянии с учетом ПДК пыли в атмосферном воздухе, равной 0,5 мг/м3..
Дано (вариант 1). Х1 =600 м; параметры источника: Н=20 м; D=0,5; Тг =30 0С; 0 =13 м/с; М = 24 г/с; параметры района расположения источника: А = 200; температура наружного воздуха Т = 20 0С. Принять F = 2, произведение m·n = 1,2.
Решение. Определим максимальную концентрацию См загрязняющих веществ
. (2.49)
= 9,785 мг/м3.
Для этого рассчитаем объем выбрасываемой газовоздушной смеси
V1 = = = 2,55 м3/с. (2.50)
2. Найдем расстояние Хм до места, где ожидается максимальная приземная концентрация См
Хм = d·H, (2.51)
Предварительно определим значение коэффициента Vм, от которого зависит выбор формулы d
Vм = 0,65 = 0,65 = 0,70. (2.52)
При Vм 2 d = 4,95 Vм (1 + 0,28 ) =4,95·0,70·(1 + 0,28) = 6,19.
f = = =21,13. (2.53)
Хм = 6,19·20 124 м.
3. Концентрацию загрязнителя в приземном слое атмосферы на расстоянии 600 м от источника выброса, определим по формуле: С1 = Cм· S1.
Так как отношение Х1/Хм = 600/124 = 4,85, то значение S1
S1 = = = 0,28. (2.54)
Тогда значение С1 будет равно: С1 = 0,28·9,785 = 2,739 мг/м3.
4. Делаем вывод, что приземная концентрация пыли на расстоянии 600 м от источника с заданными параметрами будет в 2,739/0,5 5,5 раз выше ПДКм.р..
Ответ: Приземная концентрация С1 равна 2,739 мг/м3 и в 5,5 раз превышает санитарную норму.
Таблица 2.23
Исходные данные
Вариант |
Н, м |
D, м |
Тг, 0С |
, м/с |
М, г/с |
Х1, м |
1 |
20 |
0,5 |
30 |
13 |
24 |
600 |
2 |
20 |
0,6 |
60 |
13 |
30 |
1200 |
3 |
20 |
0,7 |
80 |
13 |
36 |
1500 |
4 |
50 |
0,8 |
25 |
15 |
45 |
1600 |
5 |
50 |
0,9 |
80 |
15 |
68 |
1700 |
6 |
50 |
1,0 |
120 |
15 |
40 |
1800 |
7 |
50 |
1,2 |
30 |
15 |
60 |
1900 |
8 |
50 |
1,4 |
40 |
15 |
35 |
800 |
9 |
100 |
1,6 |
150 |
20 |
180 |
900 |
10 |
100 |
1,8 |
180 |
20 |
130 |
2000 |
11 |
100 |
2,0 |
250 |
20 |
260 |
2400 |
12 |
100 |
2,5 |
320 |
20 |
320 |
2300 |
13 |
150 |
3,0 |
75 |
20 |
510 |
2500 |
14 |
150 |
3,5 |
23 |
20 |
370 |
2000 |
15 |
150 |
4,0 |
27 |
20 |
280 |
3000 |
16 |
20 |
0,5 |
120 |
8,5 |
15 |
1000 |
17 |
20 |
0,6 |
24 |
9,5 |
7 |
700 |
18 |
20 |
0,7 |
40 |
10,5 |
13 |
800 |
19 |
50 |
0,8 |
150 |
12 |
60 |
900 |
20 |
50 |
0,9 |
180 |
12 |
35 |
1100 |
21 |
50 |
1 |
250 |
12 |
180 |
1300 |
22 |
50 |
1,2 |
320 |
12 |
130 |
1400 |
23 |
50 |
1,4 |
75 |
16 |
40 |
1500 |
24 |
100 |
1,6 |
23 |
16 |
60 |
1600 |
25 |
100 |
1,8 |
30 |
16 |
35 |
1700 |
26 |
100 |
2 |
60 |
16 |
180 |
1800 |
27 |
100 |
2,5 |
80 |
17 |
130 |
1900 |
28 |
100 |
3 |
25 |
17 |
260 |
2000 |
29 |
150 |
3,5 |
80 |
17 |
320 |
2500 |
30 |
150 |
4 |
120 |
17 |
510 |
3000 |
31 |
150 |
2 |
30 |
7 |
370 |
2000 |
32 |
150 |
2,5 |
60 |
8 |
280 |
2700 |
33 |
200 |
3 |
80 |
8 |
140 |
2800 |
34 |
200 |
3,5 |
25 |
8 |
150 |
2900 |
35 |
200 |
4 |
80 |
14 |
420 |
3000 |
2.19. Определение ПДС загрязняющих веществ в водоеме, которым используются
для хозяйственно-питьевого водоснабжения
Задание. Определите ПДС загрязняющих веществ в водоем, который используется для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Дано (вариант 1). объем сточных вод q = 200 м3/ч; показатели состава сточных вод: содержание взвешенных веществ 30 мг/л (в водоеме содержание взвешенных веществ Св = 25 мг/л); биохимическое потребление кислорода (БПКп) 20 мг/л; содержание цинка 0,4 мг/л; содержание хрома 1,4 мг/л; содержание ионов железа 1 мг/л, ПДКБПК = 3 мг/л, ПДКZn = 3 мг/л, ПДКСг = 1б0 мг/л, ПДКFe = 0,5 мг/л.
Общие требования к составу сточной воды должны удовлетворяться по первым двум показателям, а по ПДК по остальным трем.
Решение.
1) Определим ПДС для взвешенных веществ.
В соответствии с санитарными нормами в сточной воде концентрация взвешенных веществ не должна превышать
Сст = Св + 0,25 = 30,25 мг/л. (2.55)
Сравнение полученной концентрации взвешенных веществ (30,25 мг/л) с концентрацией в сточных водах предприятия (25,25 мг/л) свидетельствует о необходимости улучшения очистки. Поэтому ПДС для взвешенных веществ
ПДС = q·Cст = 200·30,25 = 6050 г/ч. (2.56)
2) Определим предельно допустимый сброс сточных вод по показателю БПКп. Учитывая категорию водопользования, биохимическое потребление кислорода в сточной воде не должно превышать 3 мг/л, что указывает на необходимость улучшения очистки сточных вод, поскольку в сточной воде предприятия БПКп равно 20 мг/л. Для этого показателя
ПДС = 200 · 3 = 600 г/ч.
3) Определим ПДС для цинка, хрома и ионов железа. Для соблюдения ПДК, учитывая, что цинк, хром и железо нормируются по санитарно-токсикологическому показателю вредности, определим сумму
(2.57)
которая должна быть не менее 1, но фактически превышает ее в 16,4 раза. Поэтому установим дополнительную очистку для каждого вещества и найдем предельное значение в сточной воде концентрации цинка СZn = 0,3 мг/л, хрома СCr =0,02 мг/л и ионов железа СFe = 0,25 мг/л.
Проверим сумму отношений концентраций загрязняющих веществ
,
т. е. предельные значения концентраций цинка, хрома и ионов железа найдены правильно.
4) На основании установленных расчетом значений предельно допустимых концентраций цинка, хрома и ионов железа определим ПДС для каждого загрязняющего вещества:
для цинка: ПДС = 200·0,3 = 60 г/ч;
для хрома: ПДС = 200·0,02 = 4 г/ч;
для ионов железа: ПДС = 200·0,25 = 50 г/ч.
Ответ: ПДС для взвешенных веществ равен 6050 г/ч; по показателю БПКп ПДС = 600 г/ч; для цинка 60 г/ч; для хрома 4 г/ч и для ионов железа 50 г/ч.
Таблица 2.24
№ вар-та |
Объем сточных вод, q, м3/ч |
Состав сточных вод, мг/л |
|||||||||
Содерж. взв. вещ. |
Св |
БПКп |
Zn |
Сr |
Fe |
||||||
СБПК |
ПДК |
СZn |
ПДК |
ССr |
ПДК |
СFe |
ПДК |
||||
1 |
200 |
30 |
25 |
20 |
3 |
0,4 |
1,0 |
1,4 |
0,1 |
1 |
0,5 |
2 |
300 |
40 |
33 |
24 |
3 |
2,9 |
1,0 |
0,8 |
0,1 |
1,5 |
0,5 |
3 |
400 |
50 |
26 |
32 |
3 |
1,4 |
1,0 |
2,7 |
0,1 |
2,0 |
0,5 |
4 |
500 |
60 |
48 |
40 |
3 |
3,8 |
1,0 |
5,1 |
0,1 |
2,5 |
0,5 |
5 |
600 |
70 |
49 |
52 |
3 |
12,6 |
1,0 |
9,0 |
0,1 |
3,0 |
0,5 |
6 |
700 |
80 |
51 |
60 |
3 |
7,2 |
1,0 |
3,4 |
0,1 |
3,5 |
0,5 |
7 |
800 |
90 |
39 |
72 |
3 |
2,3 |
1,0 |
8,5 |
0,1 |
4,0 |
0,5 |
8 |
900 |
100 |
60 |
80 |
3 |
0,9 |
1,0 |
2,7 |
0,1 |
4,5 |
0,5 |
9 |
1000 |
120 |
87 |
90 |
3 |
4,4 |
1,0 |
4,1 |
0,1 |
5,0 |
0,5 |
10 |
1200 |
130 |
75 |
96 |
3 |
9,1 |
1,0 |
8,2 |
0,1 |
5,5 |
0,5 |
11 |
1300 |
140 |
36 |
46 |
3 |
6,5 |
1,0 |
0,64 |
0,1 |
6,0 |
0,5 |
12 |
1400 |
75 |
94 |
66 |
3 |
3,4 |
1,0 |
3,2 |
0,1 |
0,4 |
0,5 |
13 |
1500 |
85 |
35 |
120 |
3 |
0,2 |
1,0 |
1,3 |
0,1 |
1,7 |
0,5 |
14 |
1600 |
95 |
84 |
48 |
3 |
1,8 |
1,0 |
0,4 |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
15 |
1700 |
54 |
42 |
54 |
3 |
2,4 |
1,0 |
0,9 |
0,1 |
2,7 |
0,5 |
16 |
350 |
30 |
25 |
20 |
3 |
2,9 |
1,0 |
0,8 |
0,1 |
1,5 |
0,5 |
17 |
650 |
40 |
33 |
24 |
3 |
1,4 |
1,0 |
2,7 |
0,1 |
2,0 |
0,5 |
18 |
750 |
50 |
26 |
32 |
3 |
3,8 |
1,0 |
5,1 |
0,1 |
2,5 |
0,5 |
19 |
850 |
60 |
48 |
40 |
3 |
12,6 |
1,0 |
9,0 |
0,1 |
3,0 |
0,5 |
20 |
950 |
70 |
49 |
52 |
3 |
7,2 |
1,0 |
3,4 |
0,1 |
3,5 |
0,5 |
21 |
1100 |
80 |
51 |
60 |
3 |
2,3 |
1,0 |
8,5 |
0,1 |
4,0 |
0,5 |
22 |
1150 |
90 |
39 |
72 |
3 |
0,9 |
1,0 |
2,7 |
0,1 |
4,5 |
0,5 |
23 |
1250 |
100 |
60 |
80 |
3 |
4,4 |
1,0 |
4,1 |
0,1 |
5,0 |
0,5 |
24 |
1350 |
120 |
87 |
90 |
3 |
9,1 |
1,0 |
8,2 |
0,1 |
5,5 |
0,5 |
25 |
1450 |
130 |
75 |
96 |
3 |
6,5 |
1,0 |
0,6 |
0,1 |
6,0 |
0,5 |
26 |
1550 |
140 |
36 |
46 |
3 |
3,4 |
1,0 |
3,2 |
0,1 |
0,4 |
0,5 |
27 |
1650 |
75 |
94 |
66 |
3 |
0,2 |
1,0 |
1,3 |
0,1 |
1,7 |
0,5 |
28 |
1750 |
85 |
35 |
120 |
3 |
1,8 |
1,0 |
0,4 |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
29 |
1850 |
95 |
84 |
48 |
3 |
2,4 |
1,0 |
0,9 |
0,1 |
2,7 |
0,5 |
30 |
1900 |
54 |
42 |
54 |
3 |
9,1 |
1,0 |
4,1 |
0,1 |
2,5 |
0,5 |
31 |
2000 |
90 |
60 |
80 |
3 |
6,5 |
1,0 |
8,2 |
0,1 |
3,0 |
0,5 |
32 |
2100 |
100 |
87 |
90 |
3 |
3,4 |
1,0 |
0,6 |
0,1 |
3,5 |
0,5 |
33 |
2200 |
120 |
75 |
96 |
3 |
0,2 |
1,0 |
3,2 |
0,1 |
4,0 |
0,5 |
34 |
2300 |
130 |
36 |
46 |
3 |
1,8 |
1,0 |
1,3 |
0,1 |
4,5 |
0,5 |
35 |
2400 |
140 |
94 |
66 |
3 |
2,4 |
1,0 |
0,4 |
0,1 |
5,0 |
0,5 |
2.20. Оценка качества воздушной среды в рабочей зоне
Нормативами ГН 2.2.5.686-98 и ГОСТ 12.1.00598 установлено, что при наличии в воздушной среде смеси вредных веществ, обладающих аддитивным (однонаправленным) действием, должно соблюдаться следующее условие:
С1/ПДК1 + С1/ПДК2 + …+ Сn/ПДКn 1,
где С1, С2, …, Сn концентрации соответствующих вредных веществ в воздухе, мг/м3;
ПДК1, ПДК2, …, ПДКn предельно допустимые концентрации соответствующих вредных веществ, мг/м3.
Задание. Оценить качество воздушной среды в рабочей зоне.
Дано (вариант 1). В воздух рабочей зоны поступают вредные вещества: оксид углерода 12,1 мг/м3 (ПДКСО = 20 мг/м3), оксиды азота 1,4 мг/м3 (ПДКNO = 2 мг/м3) и чугунная пыль 3,5 мг/м3 (ПДКч.п.= 6 мг/м3).
Сумма отношений фактических концентраций вредных веществ к их ПДК будет равна:
12,1/20 + 1,4/2,0 + 3,5/6,0 = 1,89 .
Ответ. Несмотря на то, что величина каждого загрязняющего вещества не превышает ПДК, суммарное их значение превышает норму в 1,89 раза. Поэтому необходимо улучшить систему вентиляции в цехе.
Наименование ЗВ |
Оксид углерода |
Пыль чугунная |
Сажа |
NO2 |
Пыль алюминиевая |
Хлор |
HCL |
ПДК |
20 |
6 |
4 |
5 |
2 |
0,1 |
0,2 |
Исходные данные
№ вар. |
С1 |
ПДК1 |
С2 |
ПДК2 |
С3 |
ПДК3 |
1 |
12,1 |
20 |
1,4 |
2 |
3,5 |
6 |
2 |
0,1 |
0,2 |
3,8 |
5 |
1,2 |
2 |
3 |
12 |
20 |
3,4 |
5 |
0,7 |
1 |
4 |
0,3 |
0,5 |
5,4 |
6 |
3,9 |
6 |
5 |
1,5 |
5 |
17 |
20 |
3,1 |
4 |
6 |
0,8 |
5 |
1,9 |
4 |
4,2 |
5 |
7 |
4,2 |
6 |
0,06 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
8 |
8 |
20 |
1,2 |
2 |
0,7 |
1 |
9 |
1,4 |
5 |
0,5 |
1 |
2,3 |
4 |
10 |
0,09 |
0,1 |
3,1 |
6 |
1,8 |
5 |
11 |
1,7 |
2 |
2,3 |
4 |
2,1 |
5 |
12 |
0,5 |
1 |
4,7 |
5 |
1,1 |
2 |
13 |
3,2 |
6 |
1,1 |
0,2 |
19 |
20 |
14 |
2,7 |
4 |
14 |
20 |
7 |
10 |
15 |
1,9 |
5 |
6,3 |
10 |
2,3 |
4 |
16 |
0,12 |
0,2 |
2,7 |
5 |
4,3 |
6 |
17 |
3,4 |
6 |
4,9 |
5 |
2,2 |
4 |
18 |
7 |
10 |
3,9 |
6 |
3,1 |
5 |
19 |
3,8 |
5 |
11 |
20 |
0,15 |
0,2 |
20 |
3,9 |
5 |
2,5 |
4 |
3,1 |
6 |
21 |
5,7 |
6 |
2,2 |
4 |
4 |
10 |
22 |
13 |
20 |
1,7 |
2 |
3,1 |
5 |
23 |
3,8 |
5 |
0,8 |
1 |
1,7 |
4 |
24 |
2,4 |
4 |
2,7 |
6 |
0,8 |
1 |
25 |
1 |
2 |
2 |
4 |
14 |
20 |
26 |
0,6 |
1 |
3,8 |
5 |
4 |
6 |
27 |
2,7 |
6 |
0,18 |
0,2 |
1,5 |
4 |
28 |
1,8 |
4 |
18 |
20 |
3,9 |
5 |
29 |
2,9 |
5 |
1,8 |
4 |
0,1 |
0,2 |
30 |
0,16 |
0,2 |
3,4 |
5 |
18 |
20 |
3. Безопасность технологических процессов
и производств в машиностроении
3.1. Определение вероятности несчастного случая
можно утверждать, что наступление несчастного случая (события А) возможно при совместном появлении трех событий: события В наличие опасной зоны, где возможно воздействие опасного производственного фактора; события С нахождения в этой зоне человека и события Д совершение этим человеком ошибочных действий, либо действий, связанных с нарушениями с логической или трудовой дисциплины. Поскольку каждое из этих событий может быть, а может и не быть, о них можно говорить с известной долей вероятности. Следовательно, несчастный случай, также является вероятной величиной, которая в самом простом виде может быть представлена вероятностным выражением
(3.1)
где Р(А) вероятность возникновения несчастного случая;
Р(В) вероятность наличия опасной зоны на рабочем участке;
Р(С) вероятность появления людей в опасной зоне;
Р(Д) вероятность совершения человеком ошибочных действий.
Р(С) пропорциональна численности людей в опасной зоне и времени их пребывания в ней
(3.2)
где ni численность людей, подвергающихся риску травмирования при выполнения i-й технологической операции;
n количество людей, занятых в выполнении технологического процесса (звено, бригада);
ti время реализации i-й технологической операции в опасной зоне;
t время реализации технологического процесса.
Вероятность ошибочных действий рекомендуется определять по формуле
(3.3)
где mi число операций, выполняемых с нарушением правил безопасности;
m число операций в рассматриваемом технологическом процессе.
Если опасность присутствует при выполнении нескольких технологических операций, j, то
(3.4)
Задание. Определить вероятность несчастного случая на участке.
Дано (вариант 1). Количество опасных операций j = 1, количество рабочих n = 4, непосредственно занятых на прессовании ni = 1, время прессования ti = 2 мин., общее время изготовления детали t = 20 мин. Количество операций в технологическом процессе m = 6, количество операций, выполняемых с ошибками, mi = 1.
Решение.
ответ. Р(А) = 0,0042.
Приведенные примеры позволят студентам по аналогии, имея конкретные данные, рассчитать вероятность несчастного случая того или иного технологического процесса.
Исходные данные для расчетов приводимых в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Исходные данные
№ вар. |
ni |
n |
ti |
t |
mi |
m |
№ вар |
ni |
n |
ti |
t |
mi |
m |
1 |
1 |
4 |
2 |
20 |
1 |
6 |
31 |
4 |
12 |
3 |
30 |
2 |
14 |
2 |
2 |
10 |
3 |
30 |
2 |
8 |
32 |
3 |
9 |
2 |
15 |
3 |
15 |
3 |
3 |
15 |
4 |
40 |
3 |
12 |
33 |
2 |
6 |
1 |
10 |
2 |
8 |
4 |
4 |
12 |
5 |
50 |
3 |
15 |
34 |
1 |
5 |
2 |
25 |
1 |
6 |
5 |
3 |
14 |
1 |
15 |
2 |
7 |
35 |
2 |
10 |
3 |
30 |
2 |
12 |
6 |
2 |
7 |
2 |
20 |
1 |
9 |
36 |
3 |
7 |
2 |
15 |
3 |
15 |
7 |
1 |
8 |
3 |
30 |
2 |
8 |
37 |
4 |
13 |
1 |
20 |
2 |
10 |
8 |
3 |
20 |
1 |
10 |
3 |
11 |
38 |
3 |
11 |
2 |
30 |
1 |
5 |
9 |
2 |
16 |
2 |
15 |
1 |
6 |
39 |
2 |
8 |
1 |
15 |
2 |
10 |
10 |
1 |
5 |
1 |
12 |
2 |
5 |
40 |
1 |
5 |
3 |
40 |
3 |
9 |
11 |
4 |
20 |
3 |
15 |
3 |
13 |
41 |
2 |
10 |
1 |
15 |
2 |
12 |
12 |
5 |
18 |
4 |
8 |
2 |
8 |
42 |
3 |
12 |
2 |
20 |
1 |
4 |
13 |
4 |
12 |
2 |
10 |
1 |
7 |
43 |
4 |
13 |
3 |
30 |
2 |
6 |
14 |
3 |
9 |
1 |
5 |
2 |
6 |
44 |
3 |
10 |
4 |
40 |
3 |
9 |
15 |
2 |
6 |
3 |
10 |
3 |
9 |
45 |
2 |
9 |
3 |
25 |
2 |
8 |
16 |
1 |
7 |
4 |
12 |
2 |
5 |
46 |
1 |
8 |
2 |
18 |
1 |
5 |
17 |
2 |
14 |
3 |
6 |
1 |
4 |
47 |
2 |
7 |
1 |
16 |
2 |
10 |
18 |
3 |
9 |
2 |
24 |
2 |
9 |
48 |
3 |
6 |
2 |
11 |
3 |
12 |
19 |
4 |
12 |
1 |
12 |
3 |
12 |
49 |
4 |
11 |
3 |
13 |
2 |
8 |
20 |
3 |
15 |
2 |
30 |
2 |
8 |
50 |
3 |
12 |
2 |
19 |
1 |
6 |
21 |
2 |
8 |
5 |
40 |
2 |
10 |
51 |
2 |
8 |
1 |
17 |
2 |
12 |
22 |
3 |
10 |
4 |
50 |
1 |
8 |
52 |
1 |
5 |
2 |
16 |
2 |
15 |
23 |
4 |
12 |
3 |
60 |
2 |
16 |
53 |
2 |
10 |
3 |
22 |
2 |
4 |
24 |
5 |
14 |
2 |
50 |
3 |
9 |
54 |
3 |
12 |
2 |
18 |
1 |
9 |
25 |
4 |
8 |
1 |
40 |
2 |
8 |
55 |
4 |
12 |
1 |
15 |
2 |
14 |
26 |
3 |
9 |
2 |
30 |
1 |
7 |
56 |
3 |
10 |
2 |
14 |
3 |
17 |
27 |
2 |
7 |
3 |
20 |
2 |
9 |
57 |
2 |
8 |
3 |
12 |
2 |
12 |
28 |
1 |
6 |
2 |
25 |
3 |
12 |
58 |
1 |
7 |
5 |
20 |
3 |
10 |
29 |
2 |
5 |
1 |
15 |
2 |
8 |
59 |
2 |
14 |
4 |
15 |
2 |
8 |
30 |
4 |
12 |
2 |
20 |
1 |
7 |
60 |
3 |
20 |
3 |
16 |
1 |
4 |
3.2. Определение аналитического тренда и прогноза травматизма на производстве
Задание. Определить аналитический тренд (закона распределения) и прогноз травматизма на условном предприятии с использованием программы mnk96m. exe. Привести распределение несчастных случаев (н/с) с 1999 по 2009 гг.
Дано (вариант 1). в 1999 г. 3 н/с; в 2000 4; в 2001 5; в 2002 6; в 2003 7; в 2004 8.
Решение.
1. Для условного предприятия закона распределения травматизма по годам и его прогноз аппроксимируются кривой вида
, (3.5)
где A=0; В=1; С=3; теоретическое число несчастных случаев;
p и q коэффициенты перемасштабирования оси (p=1; q= 1999);
x год, в котором определяется число травм.
2. в 1999 г. 3 н/с; в 2000 4; в 2001 5; в 2002 6; в 2003 7; в 2004 8; 2005 г. 9; 2006 10; 2007 11; 2008 12; 2009 13.
Ответ. 1. ;
2. 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13.
Таблица 3.2
Исходные данные для определения тренда и прогноза травматизма на производстве
Вариант |
Подразделение |
Кол-во н/с в 1999 г. |
Кол-во н/с в 2000 г. |
Кол-во н/с в 2001 г. |
Кол-во н/с в 2002 г. |
Кол-во н/с в 2003 г. |
Кол-во н/с в 2004 г. |
1 |
псп 1 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
2 |
пск |
6 |
3 |
5 |
1 |
2 |
7 |
3 |
псп 3 |
1 |
2 |
4 |
2 |
3 |
4 |
4 |
кмсц |
17 |
10 |
4 |
4 |
4 |
7 |
5 |
мск 1 |
7 |
4 |
1 |
3 |
7 |
9 |
6 |
мск 2 |
4 |
2 |
1 |
6 |
2 |
5 |
7 |
мсц 4 |
3 |
1 |
1 |
5 |
2 |
2 |
8 |
мсц 7 |
2 |
1 |
1 |
3 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
мсц 8 |
5 |
3 |
1 |
2 |
1 |
4 |
10 |
док |
4 |
6 |
4 |
2 |
4 |
4 |
11 |
сп |
18 |
6 |
7 |
3 |
3 |
10 |
12 |
К. каб |
8 |
2 |
3 |
2 |
5 |
4 |
13 |
кип |
6 |
4 |
2 |
1 |
3 |
5 |
14 |
рмц |
4 |
1 |
4 |
2 |
2 |
2 |
15 |
рсц |
5 |
1 |
3 |
1 |
1 |
2 |
16 |
Эл. р. ц |
6 |
1 |
2 |
2 |
3 |
1 |
17 |
тэц |
8 |
4 |
2 |
3 |
3 |
4 |
18 |
тсц |
6 |
1 |
2 |
1 |
4 |
1 |
19 |
Цех связи |
9 |
1 |
3 |
1 |
1 |
1 |
20 |
угэ |
3 |
1 |
3 |
1 |
2 |
1 |
21 |
УГМех |
5 |
4 |
1 |
2 |
1 |
3 |
22 |
ОН-ЗиС |
3 |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
23 |
упэ |
5 |
2 |
3 |
2 |
3 |
1 |
24 |
рэк |
23 |
13 |
11 |
9 |
5 |
3 |
25 |
уэсо |
6 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
26 |
К. пит. |
4 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
27 |
мсч |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
28 |
атх |
3 |
1 |
1 |
2 |
2 |
3 |
29 |
Тр. упр. |
9 |
8 |
2 |
6 |
3 |
2 |
30 |
ждц |
5 |
4 |
1 |
2 |
1 |
1 |
31 |
Цех благ. |
7 |
8 |
3 |
1 |
3 |
5 |
32 |
усх |
8 |
5 |
3 |
4 |
3 |
5 |
33 |
З/упр. |
11 |
7 |
6 |
9 |
6 |
11 |
34 |
Дспо ПМ |
4 |
3 |
1 |
2 |
1 |
3 |
35 |
овво |
9 |
5 |
3 |
1 |
1 |
2 |
Литература
1. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. М.: Высш. шк., 1999. 448 с.
2. Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование: Справ. / С.В. Белов, А.Ф. Козьяков, О.Ф. Паpтолин и дp.; Под pед. С.В. Белова. М.: Машиностpоение, 1989. 368 с.
3. Безопасность производственных процессов: Справ. / Под общ. ред. С.В. Белова. М.: Машиностроение, 1985. 448 с.
4. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. М: Энергоатомиздат, 1985. 824 с.
5. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда): Учеб. пособие для вузов / П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Е.А. Подгорных и др. М.: Высш. шк., 1999. 318 с.
6. Денисенко Г.Ф. Охрана труда: Учеб. пособие для инж.-экон. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1985. 319 с.
7. Охрана труда на предприятии: Учеб. пособие для студентов вузов / В.Л. Гапонов, Е.Л. Медиокритский, Н.Н. Мирошниченко и др.; Под ред. Е.Л. Медиокритского / РГАСХМ, Ростов на/Д., 1998. 273 с.
8. Безопасность жизнедеятельности: Безопасность технологических процессов и производств. В 2 ч.: Учеб. пособие / Под ред. В.Л. Гапонова. Ч. 1. Охрана труда на предприятии / РГАСХМ., Ростов н/Д., 2000. 270 с.
9. Безопасность жизнедеятельности: Безопасность технологических процессов и производств. В 2 ч.: Учеб. пособие / Под ред. В.Л. Гапонова. Ч. 2. Нормативные документы, законодательные и гражданско-правовые акты / РГАСХМ, Ростов н/Д., 2000. 312 с.
10. Основы безопасности жизнедеятельности: Учеб. пособие / Е.Л. Медиокритский, Л.М. Распопова, И.Г. Аракельян и др. / РИАТМ, Ростов н/Д., 1995. 88 с.
11. Основы безопасности жизнедеятельности: Учеб. пособие / Е.Л. Медиокритский, Л.М. Распопова, И.Г. Аракельян и др. / РИАТМ, Ростов н/Д., 1995. 96 с.
12. Бакаева Т.Н. Безопасность жизнедеятельности. Ч. II: Безопасность в условиях производства: Учеб. пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1997. 318 с.
13. Охрана окружающей среды / Под ред. С.В. Белова. М.: Высш. шк., 1991. 307 с.
14. Техника защиты окружающей среды: Учеб. для вузов / А.И. Pадионов, В.Н. Клушин, Н.С. Тоpочешников. 2-е изд., пеpеpаб. и доп. М.: Химия, 1989. 512 с.
15. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов / Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. М.: ЮНИТИДАНА, 2000. 447 с.
16. О состоянии окружающей природной среды Ростовской области... : Гос. доклад обл. комитета по охране окружающей среды и природных ресурсов. Ростов н/Д., 1997; 1998.
17. Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. М.: Транспорт, 1986. 243 с.
18. Непомнящий А.В., Шилякин Г.П. Безопасность жизнедеятельности. Ч. III: Чрезвычайные ситуации: Учеб. пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1994. 384 с.
19. Атаманюк В.Г. и др. Гражданская оборона: Учеб. для вузов / В.Г. Атаманюк, Л.Г. Ширшов, Н.И. Акимов; Под ред. Д.И. Михайлика. М.: Высш. шк., 1986. 207 с.
20. Демиденко Г.П. и др. Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения: Справ. / Под ред. Г.П. Демиденко. Киев: Вища шк., 1987. 256 с.
21. Дуриков А.П. Оценка радиационной обстановки на объектах народного хозяйства. М.: Воениздат, 1985. 231 с.
22. Ситников В.Е., Гапонов В.Л., Хвостиков А.Г. Оценка устойчивости промышленного объекта в чрезвычайных ситуациях: Метод. указания к выполнению курсовой работы / РГАСХМ, Ростов н/Д., 1998. 41 с.
23. Кодекс законов о труде Российской Федерации. М.: Проспект, 2000. 96 с.
24. Оценка воздействия на окружающую среду и разработка нормативов ПДВ: Справ. изд. / Ю.Л. Максименко, И.Д Горкина., В.Н. Шаприцкий М.: СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 1999.
25. Мазур И.И., Молдованов О.Н. Курс инженерной экологии: Учеб. для вузов / Под ред. И.И. Мазура. М.: Высш. шк., 1999.
26. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. пособие для вузов. М.: Агенство «Фаир», 1998.
27. Экология и природопользование / Под ред. Э.А. Аристумова. М.: Издательский дом «Дашков и Ко», 1999.
28. ГОСТ 17.0.0.0490. Экологический паспорт промышленного предприятия. Основные положения.
29. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов н/Д.: Изд-во «Феникс», 2000.
30. Промышленная экология: Учеб. пособие для вузов / В.М. Гарин, В.Л. Гапонов, Е.Л. Медиокритский / РГАСХМ, Ростов н/Д., 1999.
31. Пал М.Х. Энергия и защита окружающей среды. Сер. «Практика защиты окружающей среды». Падерборн: Изд-во FIT Verlag. 1996.
1. ГОСТ 276184 Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора.
2. ГОСТ 1420269. Сигнальная окраска трубопроводов.
3. ГОСТ 2188976. Кресло человека-оператора. Общие эргономические требования.
4. ГОСТ 3022494. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть.
5. ГОСТ 12.0.00490 ССБТ. Обучение работающих безопасности труда.
6. ГОСТ 12.1.00189 ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности.
7. ГОСТ 12.1.00284. Электрические поля промышленной частоты напряжением 400 кВ и выше. Общие требования безопасности.
8. ГОСТ 12.1.00383 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
9. ГОСТ 12.1.00588 ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
10. ГОСТ 12.1.00684 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности.
11. ГОСТ 12.1.01290 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.
12. ГОСТ 12.1.03882 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов.
13. ГОСТ 12.1.04083 ССБТ. Лазерная безопасность. Общие положения.
14. ГОСТ 12.1.04584 ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.
15. ГОСТ 12.2.00391 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
16. ГОСТ 12.2.03278 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.
17. ГОСТ 12.3.00275 ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности.
18. ГОСТ 12.4.02676 ССБТ. Цвета сигнальные и знаки безопасности.
19. ГОСТ 15.00188. Системы разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения.
20. ГОСТ 17.0.00490. Охрана природы. Экологический паспорт промышленного предприятия. Основные положения.
21. ГОСТ 17.2.3.0278. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями.
22. ГОСТ Р. 22.0.0294. БЧС. Термины и определения основных понятий.
23. ГОСТ Р. 22.0.0695. БЧС. Источники природных чрезвычайных ситуаций. Поражающие факторы. Номенклатура поражающих воздействий.
24. ГН 2.6.1.05496. Нормы радиационной безопасности, НРБ96. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.
25. ГН 2.2.5.56396. Предельно допустимые уровни (ПДУ) загрязнения кожных покровов вредными веществами. Гигиенические нормативы. М.: Минздрав России, 1996.
26. ГН 2.1.5.68998. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Гигиенические нормативы. М.: Минздрав России, 1998.
27. ГН 2.2.4/2.1.8.58296. Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения. Гигиенические нормативы. М.: Минздрав России, 1996.
28. ГН 2.2.5.68698. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Гигиенические нормативы. М.: Минздрав России, 1998.
29. ГН 2.2.5.68798. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы. М.: Минздрав России, 1998.
30. ГН 2.1.6.69598. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы. М.: Минздрав России, 1998.
31. ГН 2.1.6.69698. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы. М.: Минздрав России, 1998.
32. ГН 622991. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочных допустимых количеств химических веществ в почве. Гигиенические нормативы. М.: Минздрав России, 1991.
33. МУ № 442587. Методические указания Минздрава СССР. Санитарно-гигиенический контроль систем вентиляции производственных помещений. М.: Минздрав СССР. 1998.
34. НПБ 10595. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. М.: ВНИИПО МВД, 1995.
35. ОНД86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.
36. ОНД90. Методика расчета рассеивания газообразных выбросов в атмосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1990.
37. ОП. Общие правила взрывобезопасности для взрывоопасных химических и нефтехимических производств. М.: Химия, 1988.
38. ПДУ 174277. Предельно допустимые уровни воздействия постоянных магнитных полей при работе с магнитными устройствами и магнитными материалами. М.: Минздрав СССР, 1977.
39. ПТБ. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. М.: Госэнергонадзор; Энергосервис, 1994.
40. ПТЭ. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. М.: Энергоатомиздат, 1988.
41. ПУЭ. Правила устройства электроустановок. М.: Главэнергонадзор России; Энергосервис, 1998.
42. ПБ 1011596. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов под давлением. М.: Госгортехнадзор России; ИПО ОБТ, 1994.
43. РД 2.2.01394. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и травмоопасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1994.
44. РД 52.04.25390. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и на транспорте. М.: Химия, 1990.
45. СанПиН 2.1.4.54496. Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников. Санитарные правила и нормы. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.
46. СанПиН 2.1.4.55996. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.
47. СанПиН 580491. Санитарные правила и нормы устройства и эксплуатации лазеров. М.: Минздрав России, 1991.
48. СанПиН 2.2.2.54296. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам. ПЭВМ и организация работы. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.
49. СанПиН 2.2.4.54896. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. М.: Минздрав России, 1997.
50. СанПиН 2.2.4/2.1.8.05596. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.
51. СН 2.2.4/2.1.8.56296. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. М.: Минздрав России, 1997.
52. СН 2.2.4/2.1.8.55696. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. М.: Минздрав России, 1997.
53. СН 2.2.4/2.1.8.58396. Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки. М.: Минздрав России, 1996.
54. СП 104273. Санитарные правила организации технологических процессов и гигиенические требования к производственному оборудованию. М.: Минздрав СССР, 1974.
55. СН 297184. Предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередач. М.: Минздрав СССР, 1984.
56. СН 455788. Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях. М.: Минздрав СССР, 1988.
57. СНиП 210197. Пожарная безопасность зданий и сооружений. М.: Госстрой России, 1997.
58. СНиП 3.05.0288. Организация, производство и приемка работ. Газоснабжение. М.: Государственный комитет по делам строительства, 1991.
59. СНиП 3.05.0385. Организация, производство и приемка работ. Теплоснабжение. М.: Государственный комитет по делам строительства, 1985.
60. СНиП 2.09.0487. Административные и бытовые здания. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.
61. СНиП 230595. Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение. М.: Минстрой России, 1995.
62. СанПиН 580291. Электромагнитные поля токов промышленной частоты. Санитарные правила и нормы. М.: Минздрав России, 1991.
В.Л. Гапонов, Л.М. Распопова, В.И. Василенко, В.И. Гаршин
А.Г. Хвостиков, В.В. Киреева, Д.М. Кузнецов, Т.Б. Гавриленко
В.В. Дудник, П.В. Туник, А.Н. Лапшин, Н.А. Зубков
Безопасность технологических процессов и производств. Расчеты
Учебное издание
Редакторы Т.С. Колоскова
Л.А. Ломакина
Набор Е.Ю. Досужая
Т.В. Моргунова
Е.Ю. Кириченко
Компьютерная верстка
Редактор Т.С. Колоскова
____________________________________________________
Подписано к печати г. Формат бумаги 60х84/16
Бумага офсетная Объем усл. п.л., 2,3 уч.-изд. л.
Заказ № ____ Тираж экз.
____________________________________________________
Редакционно-издательский отдел РГАСХМ ГОУ
344023, Ростов-на-Дону, ул. Страны Советов, 1
Отпечатано в копировально-множительном бюро РГАСХМ ГОУ