сырьевой университет ldquo;Горныйrdquo; ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА Методические указани

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет

“Горный”

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА

Методические указания

Санкт-Петербург 2012

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить приборы и правила пользования ими, научиться определять климатические параметры атмосферы и соответствие их допустимые нормам.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Одним из основных факторов, влияющих на работоспособность и здоровье рабочих, является состояние воздушной среды производственных помещений или микроклимата. Параметры микроклимата должны соответствовать ГОСТ 12.1.005-76 «Воздух рабочей зоны, общие санитарно-гигиенические требования», СНиП 11-33-75 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования» и «Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71).

Для подземных и горных выработок требования к микроклимату указаны в «Правилах безопасности в угольных и сланцевых шахтах» (М., Недра, 1976), «Единых правилах безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом» (М., Недра, 1977), «Правилах безопасности при строительстве подземных гидротехнических сооружений» (М., Недра, 1978).

Климатические условия (микроклимат) в рабочей зоне - это определенное сочетание взаимосвязанных между собой физических параметров воздуха: температуры, относительной влажности, давления, скорости движения и охлаждающего действия.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА

Измерение температуры. Температуру воздуха, газов и жидкостей от -36 до +37.50С измеряют ртутными термометрами, а от -65 до +650С  - спиртовыми термометрами. При измерении температуры выше +600С применяют ртутные термометры с ценой деления 10С. Для измерений, требующих повышенной точности, используют термометры с ценой деления 0.1-0.20С.

Для измерения и автоматической записи температуры применяют термограф (рис.1). Датчиком температуры служит биметаллическая пластинка 4, деформация которой при изменении температуры окружающего воздуха передается системой рычагов 3 на записывающее устройство и записывается на специальной ленте 1, на которой по горизонтали указано время, а по вертикали - температура. Лента закрепляется на барабане 2 с часовым механизмом, имеющим суточный или недельный завод.

Рис. 1 Термограф

Температуру поверхностей измеряют термопарами. Поверхности, температуру которых определяют, должны быть предварительно очищены от грязи, краски, ржавчины и т.д.

Измерение влажности. Влажность воздуха оценивается в абсолютных и относительных единицах. Абсолютная влажность - это количество водяных паров, содержащихся в некотором объеме воздуха. Относительная влажность - это отношение парциального давления водяных паров в воздухе к парциальному давлению насыщенных водяных паров при той же температуре.

Относительную влажность воздуха измеряют психрометрами, гигрометрами и гигрографами.

Аспирационный психрометр с вентилятором (рис.2) состоит из двух ртутных термометров 2, резервуар одного и низ обернут одним слоем батиста и смачивается перед работой с помощью пипетки 5. Воду в пипетке нажатием на грушу 3 доводят до черточк5и (не ближе 1 см от края) и удерживают с помощью зажима 4. Затем при вертикальном положении прибора пипетку до отказа вводят в трубку 1. Через 3-4 с разжимают зажим (излишняя вода вбирается в грушу) и вынимают пипетку.

Рис. 2 Аспирационный психрометр с вентилятором

Воздух с помощью вентилятора 7 поступает в трубки 1 и обтекает резервуары термометров 2 со скоростью не более 2 м/с. Пружина вентилятора заводится ключом 6.

Диапазон измерения относительной влажности от 10 до 100% при температуре окружающей среды от 0 до +400С [1]. Масса прибора  - 1.1 кг, с футляром - 2.8 кг.

При отрицательной температуре относительную влажность воздуха рекомендуется измерять волосяным гигрометром (рис.3). Он состоит из металлической рамки 5, на которой с помощью винта 4, блока 1 и грузика 7 укреплен обезжиренный волос 3. На оси блока укреплена стрелка 2. Отсчет берется по шкале 6 в процентах. Принцип работы волосяного гигрометра основан на изменении длины обезжиренного волоса в зависимости от влажности воздуха.

Рис. 3 Волосяной гигрометр

Измерение давления. Абсолютное давление воздуха (атмосферы) измеряется барометрами - анероидами и барографами.

Барометр-анероид (рис.4) работает на принципе измерения изменяющейся высоты анероидных коробок в зависимости от колебаний атмосферного давления. Через систему рычагов деформация коробок передается стрелке. Шкала должна быть отградурирована в паскалях.

Рис. 4 Барометр-анероид

Барограф (рис.5) по принципу действия аналогичен барометру-анероиду. В барографе изменение высоты анероидных коробок 6 через систему рычагов 5 передается перу 2. Запись давления ведется на специальной ленте 1, укрепленной на барабане 3 с суточным или недельным заводом. Первоначальное давление устанавливается с помощью специального винта 4 по барометру-анероиду.

Рис. 5 Барограф

Измерение охлаждающего действия атмосферы. Влияние совокупного действия температуры, скорости и влажности воздуха на отдачу тепла телом человека оценивают кататермометром (рис.6). Он представляет собой спиртовый термометр со шкалой от 32 до 400С. Прибор имеет верхний 1 и нижний 2, заполненный спиртом, резервуары. У каждого кататермометра есть свой фактор F , показывающий потерю тепла в милликалориях с 1 см2   спиртового резервуара при охлаждении его от 38 до 350С. Значение фактора определяют при изготовлении прибора и записывают на его обратной стороне.

Рис. 6 Кататермометр

Измерения производят как сухим, так и мокрым кататермометром, в последнем случае резервуар обвязывают смоченной в воде марлей или батистом. Сухой кататермометр реагирует на скорость и температуру, а мокрый - на скорость, температуру и влажность воздуха.

Измерение скорости движения воздуха. Скорость замеряют анемометрами, термоанемометрми, воздухомерными трубками, кататермометрами и другими приборами.

Основным прибором для измерения скорости движения воздуха является анемометр. Наибольшее распространение получили крыльчатый анемометр АСО-3 и чашечный МС-13.

Крыльчатый анемометр со струнной осью АСО-3 (рис.7) состоит из крыльчатки 3, размещенной в металлической обечайке 4, счетного механизма 2 и ручки 5. Крыльчатка сообщается со счетным механизмом при помощи трубчатой оси, вращающейся на натянутой стальной струне. Давление движущегося потока воздуха приводит крыльчатку во вращение. Трубчатая ось посредством червячной передачи передает вращение счетного механизма в работу и выключение его производится арретиром 1. Анемометр АСО-3 применяют для измерения скорости от 0.2 до 5 м/с; чашечный анемометр МС-13 (рис.8) - от 1 до 20 м/с.

 

Рис. 7 Крыльчатый анемометр со струнной осью АСО-3

Давление воздушного потока воспринимается четырьмя полусферическими чашечками 1, закрепленными на двух взаимно перпендикулярных стержнях, жестко соединенных с осью 2, на конце которой имеется червячная передача, связанная с редуктором счетного механизма 3.Счет имеет три стрелки, отсчитывающие единицы, сотни и тысячи оборотов. Для измерения средней скорости движения воздуха  анемометром применяют метод «обвода» по сечению, при малых скоростях движения воздуха - «точечный» метод.

Рис. 8 Чашечный анемометр МС-13

Измеряя охлаждающее действие атмосферы сухим кататермометром, по эмпирическим формулам можно определить скорость движения воздуха: при скорости меньше 1 м/с используют формулу

при скорости более 1 м/с - формулу

где Н - охлаждающее действие атмосферы в катаградусах, определяется путем деления фактора F прибора на время охлаждения его резервуара от 38 до 350С; t=36,5-t ; 36,5 - средняя температура тела человека, 0С; t - температура воздуха, 0С.

Приборы должны быть снабжены тарировочными удостоверениями, в которых приведены поправки: 1) шкалы; 2) температурная; 3) добавочная, учитывающая неточности, остающиеся после внесения двух первых поправок.

ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

Лабораторная установка (рис.9) представляет собой климатическую камеру размерами 800 х 400 х 250 мм.

В климатической камере измеряют: температуру и относительную влажность воздуха - психрометром 2; скорость движения воздуха - крыльчатым анемометром II типа АСО-3; охлаждающее действие атмосферы - кататермометром 3. Указанные параметры  атмосферы в климатической камере изменяют в широких пределах с помощью нагревателя 14, ванны с водой 15 и вентилятора 9.

Рис. 9 Лабораторная установка

Параметры микроклимата в климатической камере измеряют в трех режимах: 1) при выключенном вентиляторе 9; 2) при включенном вентиляторе 9; 3) при включенном вентиляторе 9 и нагретой воде в ванне 15.

Перед выполнением лабораторной работы студенты обязаны: ознакомиться с «Инструкцией по технике безопасности в учебных лабораториях кафедры рудничной вентиляции и охраны труда; получить инструктаж у преподавателей и расписаться в контрольном листе.

При выполнении работы необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

1.  проверить заземление лабораторной установки;
2.  не доводить до кипения воду в ванне 15 и колбе 6;
3.  не оставлять без присмотра включенные нагреватели и вентилятор;
4.  после выполнения лабораторной работы обесточить установку.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Проверить уровень воды в колбе 6 и, включив нагреватель 8, подогреть ее до 60-700С.

Температуру воды контролировать по термометру 7.

А. При выключенном вентиляторе

1.  Измерить относительную влажность воздуха в климатической камере. Для этого необходимо: а) вынуть психрометр 2 из гнезда; б) смочить водой с помощью пипетки резервуар термометра, обернутого батистом; в) завести до отказа пружину вентилятора; г) установить психрометр в гнездо климатической камеры.

Через 4-5 мин взять отсчеты температуры tс и tм по сухому и мокрому термометрам. По психрометрической таблице определить относительную и абсолютную влажность воздуха, результаты записать в табл.1.

Таблица 1

Место замера	Измерение охлаждающего действия воздуха
	tс , 0С	tм ,  0С	tс - tм , 0С	, %	d, г/м3	Номер прибора	F прибора	T, с	Нс, ката-градус

1.  Измерить охлаждающее действие атмосферы в климатической камере. Для этого необходимо: а) вынуть из гнезда кататермометр 3; б) опустить его резервуар в колбу 6 с нагретой до 60-700С водой до заполнения спиртом верхнего резервуара кататермометра на 1/3 объема; в) вынуть кататермометр из колбы и осторожно вытереть досуха его резервуар; г) установить кататермометр в гнездо климатической камеры и наблюдать за охлаждением; д) с помощью секундомера определить время охлаждения резервуара кататермометра с 38 до 350С; е) вычислить охлаждающее действие атмосферы по формуле

                                                                        Н = F / T ,               (3)

где F - фактор, значение которого указано на обратной стороне кататермометра;

T - время охлаждения резервуара кататермометра от 38 до 350С, с.

Результаты замеров и расчетов записать в табл.1.

1.  Записать показания Р барометра 4 в табл.2.

Таблица 2

Р, Па	Параметры
	nн, дел	nк, дел	nк-nн, дел	Т, с	n, дел/с	v в трубе, м/с	v в камере, м/с

Б. При включенном вентиляторе

1.  Включить вентилятор 9 (тумблер 13 в положении «Вкл»).
2.  Измерить относительную влажность и записать результат в табл.1.
3.  Измерить охлаждающее действие атмосферы (табл.1).

Измерить скорость движения воздуха в трубе 10 крыльчатым анемометром 11. Для этого необходимо: а) записать в табл.2 начальное показание счетчика анемометра, nн; б) одновременно включить с помощью арретира счетчик анемометра и секундомер и через 100 с одновременно выключить приборы; в) записать показание счетчика nк в табл.2; г) вычислить измерение показаний счетчика за 1 с по формуле

                                                           nк  - nн

                                                n = ----------------- ,

                                                                                                   Т

где nк  и  nн - соответственно конечное и начальное показания счетчика, деления шкалы; Т = 100 с; д) с помощью тарировочного удостоверения анемометра по значению n определить скорость движения воздуха в трубе.

1.  Вычислить скорость движения воздуха в климатической камере с помощью кататермометра по эмпирическим формулам (1) или (2). Результаты записать в табл.2.
2.  Записать в табл.2 показания барометра.

Выключить вентилятор.

В. При включенном вентиляторе и нагретой воде в ванне

1.  Проверить уровень воды в ванне 15 и тумблером 12 включить нагреватель 14. Подогреть воду до 80-900С и выключить нагреватель. Температуру воды контролировать по термометру 5.

Включить вентилятор 9.

Измерить относительную влажность воздуха в климатической камере.

Измерить охлаждающее действие атмосферы в климатической камере.

Измерить скорость движения воздуха в трубе 10 и рассчитать его значение в климатической камере.

Записать в табл.2 показания барометра.

Выключить вентилятор.

Содержание отчета

Выполненная лабораторная работа представляется для защиты аккуратно оформленной. На титульном листе указывают название института, кафедры, фамилию и инициалы студента, шифр группы|, название лабораторной работы. На следующих листах приводятся содержание и цель работы, перечень используемых приборов, их назначение, принцип действия, схема лабораторной установки.

Результаты замеров и расчетов заносят в таблицы и сравнивают с допустимыми нормами (см. приложение). По результатам работы анализируют метеорологические условия в климатической камере и дают санитарно-гигиеническую оценку микроклимата при всех режимах.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Абрамов Ф.А., Милетич А.Ф. Приборы контроля вентиляции шахт. М., Недра, 1966.
2.  Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий СН 245-71. М., изд. Минздрава СССР, 1972.
3.  Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования. ГОСТ 12.1.005-76. М., Изд-во стандартов, 1979.
4.  Хохлов Н.А. Рудничная вентиляция. Руководство по лабораторным работам. Л., Изд. ЛГИ, 1966.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений [3]

Период года	Категория работ	Темпера-тура, 0С	Относи-тельная влаж-ность, %	Скорость движения воздуха, м/с, не более
Холодный и переходной	Легкая 1	20-23	60-40	0.2
	Средней тяжести 11а	18-20	60-40	0.2
	Средней тяжести 11б	17-19	60-40	0.3
	Тяжелая 111	16-18	60-40	0.3
Теплый	Легкая 1	22-25	60-40	0.2
	Средней тяжести 11а	21-23	60-40	0.3
	Средней тяжести 11б	20-22	60-40	0.4
	Тяжелая 111	18-21	60-40	0.5

Таблица 2

Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений в холодный и переходный периоды года [3]

Категория работ	Температура воздуха, 0С	Относи-тельная влажность, %, не более	Скорость движения воздуха, м/с, не более	Температура вне постоянных рабочих мест
Легкая 1	19-25	75	0.2	15-26
Средней тяжести 11а	17-23	75	0.3	13-24
Средней тяжести 11б	15-21	75	0.4	13-24
Тяжелая 111	18-21	75	0.5	12-19

Таблица 3

Нормы комфорта [4], катаградус

Виды работ	Нс	Нм
Легкая	6	18
Средней тяжести	8	25
Тяжелая	10	30

Таблица 4

Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений с избытком явного тепла в теплый период года [2]

Категория работ	На постоянных рабочих местах	Вне постоянных рабочих мест
	Температура воздуха в помещениях с избытком явного тепла	Температура воздуха, 0С	Относи-тельная влажн. воздуха,%,  не более	Скорость движения воздуха, ** м/с	Требования к температуре воздуха
	1*	11			1	11	1	11
Легкая 1	Не более, чем	Не более чем на	28	55	0.2-0.5	0.2-0.5	Не более чем на в	Не более чем на в
	на 30С выше	50С выше сред-	27	60	0.2-0.5	0.3-0.7	30С выше средней	50С выше средней
	средней	ней температу-	26	65	-	-	температуры	температуры
	температуры	ры наружного	25	70	0.3-0.7	0.5-1.0	наружного воздуха	наружного воздуха
	наружного	воздуха в13 ч	24	75	-	-	13 ч самого	13 ч самого
	воздуха жаркого	самого жаркого					жаркого месяца	жаркого месяца
	месяца, но не	месяца, но не
	более 280С	более чем 280С
Тяжелая 111	Не более чем на 30С выше	Не более чем на  50С выше сред-	26	65	-	-
	средней температуры	ней температу- ры наружного	25	70	0.3-0.7	0.5-1.0	-	-
	наружного воздуха жаркого	воздуха в13 ч самого жаркого	24	75	-	-
	месяца, но не более 280С	месяца, но не более чем 280С

* 1 - в помещениях с незначительным избытком явного тепла; 11 - то же со значительным избытком тепла.

**  Большие значения скорости воздуха соответствуют максимальной температуре, меньшие - минимальной.

1. ПЕТЕРБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ВНЕШНЕЭКОНОМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ ЭКОНОМИКИ И ПРАВА
2. Виртуальный Русский музей Библиотека им
3. Bitru- Красота и мозг
4. Коктейли на основе мороженого
5. Анализ финансового состояния предприятия
6. Коломна ул. Набережная реки Коломенки дом 7 УЧАСТНИКИ КУБКА 1
7. Предварительный усилитель мощности коротковолнового передатчика мощностью 40 Вт
8. и внутри помещения
9. Учет расчетов по оплате труд
10. НАЛОГ КАК ПРАВОВАЯ КАТЕГОРИЯ- ПОНЯТИЕ, ПРИЗНАКИ, СТРУКТУРА, КЛАССИФИКАЦИЯ
11. Защита трудовых прав
12. Роль общения ребенка раннего возраста со взрослыми
13. Детский церебральный паралич
14. Тема- Особливості навчання ІМ у початковій школі методи і прийоми 1
15. Транзистор КТ819 Задача 4
16. Универсальный 50 Описание- вызовы со скидкой 50 на все междугородные номера Ро
17. Тема- Тестирование по теме Словообразование Цель- проверить знания по теме Словообразование; повтор
18. Тема 1. Понятие и особенности административной ответственности 1
19. 0 Основное назначение индикаторов ~ помочь аналитику при прогнозировании изменения цен
20.  171 621 797 УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ТА ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ РЕМОНТУ ВАКУУМНИХ НАСОСІВ ДОЇЛЬН

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе