Мет ук БЖ - Камышинский технологический институт

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
КАФЕДРА «ФИЗИКА»
СБОРНИК ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«БЕЗОПАСНОСТЬ
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»
Часть II
Методические указания
РПК «Политехник»
Волгоград
2005
ББК 68. 9я7
С 23
СБОРНИК ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ». Часть II: Методические
указания / Сост. В. В. Матовникова; Волгоград. гос. техн. унт. –
Волгоград, 2005.  55 с.
Излагаются содержание и порядок выполнения серии лабораторных
работ. Рассмотренные методики выполнения работ позволяют студентам
получить навыки измерения параметров производственной среды при
аттестации рабочих мест по условиям труда.
Предназначены
в
помощь
студентам,
обучающимся
по
направлениям 10400, 552800, 552900, а также студентам специальностей
1004, 1204, 2802, 2202.
Ил. 8. Табл. 21. Библиогр.: 22 назв.
Рецензент Н. А. Оралова
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета
Составитель Виктория Витальевна Матовникова
СБОРНИК ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ» Часть II
Методические указания
Под редакцией автора
Темплан 2005 г., поз. № 80.
Подписано в печать 08. 06. 2005 г. Формат 60×84 1/16.
Бумага потребительская. Гарнитура ”Times“.
Усл. печ. л.3,44. Усл. авт. л.3,25.
Тираж 100 экз. Заказ
Волгоградский государственный технический университет
400131 Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, 28.
РПК «Политехник»
Волгоградского государственного технического университета
400131 Волгоград, ул. Советская, 35
©
2
Волгоградcкий
государственный
технический
университет, 2005
СОДЕРЖАНИЕ
Введениие…………………………………………………………..4
1. Лабораторная работа № 5. ………………………………………….5
2. Лабораторная работа № 6. ..…………………………….…………15
3. Лабораторная работа № 7. ..……………………………….………23
4. Лабораторная работа № 8. . ………………………………………46
5. Лабораторная работа № 9. ………………………………………48
3
ВВЕДЕНИЕ
Данные методические указания (часть II: Лабораторные работы №5,
№6, №7, №8, №9) являются пособием для проведения лабораторных
работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» и являются
продолжением методических указаний (часть I; Лабораторные работы
№1, №2, №3, №4).
Целью данного пособия является ознакомление с методиками
измерения опасных и вредных производственных факторов и проведение
лабораторных работ Необходимое для этого оборудование имеется в
специально оборудованной лаборатории. Для математических подсчетов
необходим калькулятор. Каждая лабораторная работа рассчитана на 2
часа аудиторных занятий.
4
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
Исследование метеорологических условий в рабочей зоне
производственных помещений.
Время выполнения – 2ч.
Цель работы:
Изучение приборов и методов измерения параметров микроклимата
производственных помещений, приобретение практических навыков в
оценке микроклимата в рабочей зоне, с целью аттестации рабочих мест
по условиям труда.
Последовательность выполнения:
Определить основные параметры микроклимата в учебной
лаборатории: температуру, относительную влажность воздуха и скорость
его движения, и дать им санитарно гигиеническую оценку.
Приборы и оборудование:
Гигрометр психрометрического типа ВИТ (аспирационный
психрометр МВ-4М). Термометр спиртовой диапазон измерения от –10
до +60 С. Актинометр М-3 (АТ-50). Шаровой термометр тип 90, 0 –
50С; 30 – 100С, для оценки совместного действия параметров м/к –
ТНС – индекса.
Основные сведения по теме:
Методы измерения и контроля микроклиматических условий в
производственных помещениях подразделяются с учетом интенсивности
энергозатрат работающих, времени выполнения работы, периодов года.
Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение
теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание
оптимального или допустимого теплового состояния организма.
Показателями,
характеризующими
микроклимат
в
производственных помещениях, являются:
 температура воздуха,
 температура поверхностей,
 относительная влажность воздуха,
 скорость движения воздуха,
 интенсивность теплового облучения.
Производственные помещения – замкнутые пространства в
специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых
постоянно (по сменам) или периодически (в течение рабочего дня)
осуществляется трудовая деятельность людей.
5
Рабочее место – участок помещения, на котором в течение рабочей
смены или части ее осуществляется трудовая деятельность по заданию
работодателя.
Холодный период года – период года, характеризуемый
среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10 С и ниже.
Теплый период года – период года, характеризуемый среднесуточной
температурой наружного воздуха выше +10 С.
Разграничение работ по категориям осуществляется на основе
интенсивности общих энергозатрат организма в ккал/ч (Вт).
Тепловая нагрузка среды (ТНС) – сочетанное действие на организм
человека параметров микроклимата (температура, влажность, скорость
движения воздуха, тепловое облучение), выраженное одночисловым
показателем в С.
Терморегуляцией называется способность организма человека
регулировать теплообмен с окружающей средой и сохранять температуру
тела на постоянном нормальном уровне 36,6˚С независимо от внешних
условий и тяжести выполняемой работы.
Переохлаждение – это длительное и интенсивное воздействие
холода способное вызвать изменение важнейших физиологических
процессов, влияющих на работоспособность и заболеваемость
работающих. Они проявляются расстройством деятельности капилляров
и мелких артерий (озноб пальцев рук и кончиков ушей), появлением
простудных заболеваний (ангина, пневмония), которые возникают
вследствие спазма сосудов слизистых оболочек дыхательного тракта.
Широко распространены также заболевания периферической нервной
системы: особенно пояснично-крестцовый радикулит, невралгия
лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, обострение
суставного и мышечного ревматизма.
Обморожение и даже смерть от переохлаждения наблюдается при
сочетании низкой температуры воздуха, высокой влажности и большой
подвижности.
Перегрев
организма
возникает
вследствие
нарушения
терморегуляции. Наиболее характерным его признаком является
повышение температуры тела. При небольшом перегреве симптомы
ограничиваются легким повышением температуры тела, обильным
потоотделением, жаждой, небольшим учащением дыхания и пульса. При
более значительном перегреве возникает еще и одышка, головная боль,
головокружение, затрудняется речь, изменяется артериальное давление и
состав крови (увеличение остаточного азота и молочной кислоты),
появляется шум в ушах, искажение цветового восприятия (окраска в
красный и зеленый цвета). Это предвестники так называемого теплового
6
удара, который характеризуется сильным нарушением водно-солевого
обмена, большой потерей влаги, появлением судорог в различных,
особенно икроножных, мышцах.
Тепловой удар – это быстрое повышение температуры тела до
температуры 40˚ и выше, слабый учащенный пульс. В этом случае падает
артериальное давление, характерно почти полное прекращение
потоотделения, человек теряет сознание, может наступить смерть.
А) Методы решения поставленных задач
1. Измерение температуры воздуха.
На производстве для измерения воздуха, как правило, используют
ртутные или спиртовые термометры со шкалой Цельсия.
Принцип действия жидкостного термометра основан на свойстве
расширения тел при нагревании. О температуре среды судят по
положению верхнего уровня жидкости в трубке, учитывая пределы
допустимой погрешности.
2. Измерение относительной влажности.
Влажность воздуха определяется содержанием в нём водяных паров.
Относительная влажность воздуха обычно измеряется гигрометрами
психрометрического типа – психрометрами, которые бывают двух типов:
стационарные – ВИТ и аспирационные – МВ-4М. Стационарный
психрометр состоит из двух одинаковых ртутных или спиртовых
термометров с ценой деления не более 0,5 °С, закреплённых на штативе.
Ртутный (спиртовой) резервуар одного из термометров, называемого
влажным (мокрым), обёрнут кусочком батиста, конец которого свёрнут
жгутиком и опущен в сосуд с дистиллированной водой для непрерывного
поддержания ртутного (спиртового) резервуара во влажном состоянии.
Принцип действия психрометра заключается в следующем: с
поверхности мокрой ткани происходит испарение воды, и,
следовательно, влажный термометр теряет больше тепла, чем другой, так
называемый сухой, и показания сухого: tc>tм. Разность в показаниях
сухого и мокрого термометров принято называть психрометрической
разностью. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется
вода с поверхности обернутого резервуара и тем больше снижается
температура влажного термометра. По психометрической разности
можно судить о степени влажности воздуха. Когда воздух при данной
температуре имеет максимальную влажность (max), испарение влаги не
происходит, психометрическая разность равна нулю, и оба термометра
покажут одну и ту же температуру (tм= tc).
3. Измерение скорости движения воздуха.
Скорость движения воздуха измеряют анемометром.
Анемометры бывают двух типов – крыльчатые и чашечные.
7
Чашечным анемометром МС-13 измеряют скорость воздуха от 1 до 20
м/с, крыльчатым анемометром АСО-3 - скорость воздуха от 0,5 до 0,1м/с.
Принцип действия анемометров основан на том, что частота
вращения крыльчатки тем больше, чем больше скорость движения
воздуха. Вращение крыльчатки передаётся на счётный механизм. Разница
в показаниях до и после измерения, сделанная за время наблюдения,
показывает число делений в 1 с.
n, дел/с
20
15
10
5
5
v, м/с
10 15 20
Рис.1 График перевода n(дел/с) в показания скорости движения воздуха
(м/с).
4. Определение зоны теплового комфорта по номограмме.
Измеренные параметры микроклимата позволяют определить зону
теплового комфорта, например, для оператора в кабине, для чего
используют номограмму эффективно-эквивалентной температуры.
Номограмма была построена опытным путем (рис. 2):
8
Рис.2 Номограмма эффективно-эквивалентной температуры.
9
На вертикальных шкалах номограммы откладывают показания
сухого и влажного термометров и соединяют эти отметки прямой линией.
Затем находят точку пересечения поведенной линии с линией скорости
движения воздуха, изображенной наклонными кривыми. Полученную
точку пересечения ориентируют относительно значений эффективноэквивалентной температуры и зоны комфорта, отмеченной по
номограмме квадратом.
5. Определение индекса тепловой нагрузки среды (ТНС индекса)
1. Индекс тепловой нагрузки среды (ТНС - индекс) является
эмпирическим показателем, характеризующим сочетанное действие на
организм человека параметров микроклимата (температуры, влажности,
скорости движения воздуха и теплового облучения), формула 1.
2. ТНС – индекс определяется на основе величин температуры
смоченного термометра аспирационного психрометра (tм) и температуры
внутри зачерненного шара (tш).
3. Температура
внутри
зачерненного
шара
измеряется
термометром, резервуар которого помещен в центр зачерненного шара; tш
отражает влияние температуры воздуха, температуры поверхностей и
скорости движения воздуха. Зачерненный шар должен иметь диаметр 90
мм, минимально возможную толщину и коэффициент поглощения 0,95.
Точность измерения температуры внутри шара 0,5 С.
4. ТНС – индекс рассчитывается по уравнению:
(1)
ТНС  0,7  t м  0,3  tш
5. ТНС – индекс рекомендуется использовать для интегральной
оценки тепловой нагрузки среды на рабочих местах, на которых скорость
движения воздуха не превышает 0,6 м/с, а интенсивность теплового
облучения – 1200 Вт/м2.
6. Значения ТНС – индекса не должны выходить за пределы
величин, рекомендуемых в табл. 1.
Таблица 1
Категория работ по уровню
энергозатрат
Величины интегрального
показателя, С
Iа (до 138)
Iб (140 – 174)
IIа (175 – 232)
IIб (233 – 290)
III (более 290)
22,2 – 26,4
21,5 – 25,8
20,5 – 25,1
19,5 – 23,9
18,0 – 21,8
10
Б) Методика проведения работы
Температура и скорость движения воздуха измеряются на высоте 0,1
и 1 м, а относительную влажность воздуха – на высоте 1 м от пола или
рабочей площадки при работах, выполняемых сидя, и на высоте 1,5 м –
при работах, выполняемых стоя.
Измерения проводятся однократно как на постоянных, так и на
непостоянных рабочих местах при их минимальном или максимальном
удалении от источников тепловыделения, охлаждения или влаговыделения.
1. Определить температуру воздуха с помощью термометра.
2. Определить относительную влажность воздуха с помощью
гигрометра психрометрического ВИТ-1. Для чего необходимо:
 определить разность показаний сухого и увлажнённого
термометров;
 с помощью таблицы определить относительную влажность
воздуха в аудитории.
3. Определить скорость движения воздуха в рабочих точках,
указанных преподавателем, при помощи чашечного анемометра,
используя график (рис.1).
4. Результаты измерений занести в таблицу 2.
5. Используя таблицы Приложения А, дать санитарно-гигиеническую
оценку температуры, относительной влажности воздуха и скорости его
движения, определить зону теплового комфорта по номограмме и дать
рекомендации.
6. Рассчитать ТНС – индекс и использовать его для интегральной
оценки тепловой нагрузки среды на рабочих местах, определить по нему
класс условий труда для производственных помещений.
Таблица 2
Место
замера
Характер
истика
помещен
ия
Категори
я работ
Темпера
тура
воздуха,
°С
Период
года
Скорость
Относит
движени
ельная
я
влажност
воздуха,
ь, %
м/с
Контрольные вопросы:
1. Какими параметрами характеризуется микроклимат
производственной среды?
2. Чем отличаются оптимальные и допустимые
микроклиматические параметры?
3. От чего зависят нормативные параметры микроклимата?
11
ТНС –
индекс
4. Какой принцип лежит в основе измерения относительной
влажности воздуха с помощью психрометра?
5. Как влияют неблагоприятные микроклиматические условия на
организм человека?
6. Как пользоваться номограммой эффективно-эквивалентной
температуры и для чего она служит?
7. Что такое
- перегрев,
- переохлаждение,
- жажда,
- дискомфорт,
- комфорт?
8. В чем суть терморегуляции организма человека?
9. Когда учитывается тепловой индекс?
10. Как оказать первую помощь при тепловом ударе, солнечном
ударе, ОРЗ?
Литература:
1. ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ. Опасные и вредные производственные
факторы. – М.: из-во
стандартов, 1985.
2. ГОСТ 12.1.005-86. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические
требования к воздуху рабочей зоны. – М.: Изд-во стандартов, 1989.
3. ГОСТ 8.524-85. Таблицы психрометрические. – М.: Изд-во
стандартов, 1986.
4. СанПиН
2.2.2.542-96.
Гигиенические
требования
к
видеодисплейным терминалам, ПЭВМ и организации работ. – М.:
Госкомсанэпиднадзор России, 1996.
5. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату
производственных отношений. – М.: Информационно-издательский
центр Минздрава России, 1997.
6. СанПиН 2.2.0.555-96. Гигиенические требования к условиям
труда женщин: - М.: Информационно-издательский центр Минздрава
России, 1997.
7. Р 2.2.755-99. Гигиенические критерии оценки и классификации
условий труда по показателям вредности и опасности факторов
производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса.
– М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1999.
8. Б.Д. Карпов, В.Е. Ковшило. Справочник по гигиене труда. – 2-е
издание, доп. и перераб. – Л.:Медицина, 1979. – 448 с.
12
Приложение А
Таблица А – 1.
Нормируемые величины температуры, относительной влажности и
скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений
температура, t (°С)
относительная
влажность,  (%)
категории работ
оптимальная
постоянных
непостоянных
постоянных
непостоянных
оптимальная
Холодный
легкая 1а
легкая 1б
ср. тяжести 2а
ср. тяжести 2б
тяжелая 3
22-24
21-23
18-20
17-19
16-18
25
24
23
21
19
26
25
24
23
20
21
20
17
15
13
18
15
15
13
12
40-60
40-60
40-60
40-60
40-60
75
75
75
75
75
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3
не более 0,1
не более 0,2
не более 0,3
не более 0,4
не более 0,5
легкая 1а
легкая 1б
ср. тяжести 2а
ср. тяжести 2б
тяжелая 3
23-25
22-24
21-23
20-22
18-20
28
28
27
27
26
30
30
29
29
28
22
21
18
16
15
20
19
17
15
13
40-60
40-60
40-60
40-60
40-60
55 - при 28°С
60 - при 27°С
70 - при 26°С
65 - при 25°С
75 - при 24°С и
ниже
0,1
0,2
0,3
0,3
0,4
0,1 - 0,2
0,1 - 0,3
0,2 - 0,4
0,2 - 0,5
0,2 - 0,6
период года
допустимая
на рабочих
местах
постоянных
и непостоянных
Теплый
допустимая
верхняя нижняя
граница граница
на рабочих
местах
оптимальная
скорость движения
воздуха,  (м/с)
допустимая
на рабочих
местах
постоянных
и непостоянных,
не более
Категория 1 - лёгкие физические работы, производимые сидя, стоя
или связанные с ходьбой, но не требующие систематического
физического напряжения или поднятия и переноски тяжести;
энергозатраты до 174Вт, 150 ккал/ч.
К категории 1а относятся работы с интенсивностью энергозатрат до
120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся
незначительным физическим напряжением (ряд профессий на
предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном
производствах, в сфере управления и т. п.).
К категории 1б относятся работы с интенсивностью энергозатрат 121
– 150 ккал/ч (140 – 174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с
ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд
профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи,
контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.).
Категория 2 – физические работы средней тяжести, охватывают
такие виды деятельности, при которых расход энергии составляет:
 категория 2а – 175 - 232 Вт, 150 - 200 ккал/ч;
 категория 2б – 233 - 290 Вт, 201 - 250 ккал/ч.
К категории 2а относятся работы, связанные с постоянной ходьбой,
выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещение тяжести.
К категории 2б относятся работы, связанные с ходьбой и переноской
небольших (до 10 кг) тяжестей.
Категория 3 – тяжёлые физические работы, связанные с
систематическим физическим перенапряжением. В частности, с
постоянными передвижениями и переноской значительных (свыше 10 кг)
тяжестей, когда энергозатраты составляют более 290 Вт, 250 ккал/ч.
Таблица А – 2.
Минимальное количество участков измерения
параметров микроклимата
площадь
помещения, м
количество участков измерения
до 100
4
101 - 400
8
> 400
количество участков определяется расстоянием между ними,
которое не должно превышать 10 м.
14
Приложение Б
Таблица Б – 1.
Классы условий труда по показателю ТНС-индекса (˚С) для
производственных помещений с нагревающим микроклиматом
независимо от периода года и открытых территорий
в теплый период года
Iа
68 (58-77)
Iб
88 (78-97)
IIа
113 (98-129)
IIб
145 (130-160)
III
177 (161-193)
Допустимый
Общие
энерготраты,
Вт/м2
Оптимальный
Категория работ
Класс условий труда
1
2
22,226,4
21,525,8
20,525,8
19,523,9
18,021,8
Вредный
1 степени
2 степени
3 степени
3.1
3.2
3.3
26,5-26,6
26,7-27,4
27,5-28,6
25,9-26,1
26,2-26,9
27,0-27,9
25,2-25,5
25,6-26,2
26,3-27,3
24,0-24,2
24,3-25,0
25,1-26,4
21,9-22,2
22,3-23,4
23,5-25,7
4
степен
и
3.4
28,731,0
28,030,3
27,429,9
26,529,1
25,827,9
Опасн
ый
(экстре
м.)
4
>31,0
>30,3
>29,9
>29,1
>27,9
Общие энергозатраты можно вычислить по формуле:
Q  4  ЧСС  255
где Q – общие энергозатраты, Вт/м2;
ЧСС – среднесменная частота сердечных сокращений, определяемая
как средневзвешенная величина с учетом времени, затраченного на
выполнение различного вида работ и отдых.
15
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Исследование освещенности рабочих мест в лаборатории при их
аттестации по отдельным параметрам световой среды.
Время выполнения –2ч.
Цель работы:
Изучение приборов для измерения параметров освещенности, оценка
условий труда в лаборатории по отдельным параметрам световой среды.
Последовательность выполнения:
Исследовать естественную и искусственную освещенности в
помещении, оценить условия труда в лаборатории по параметрам
естественного и искусственного освещения.
Контроль естественного освещения:
1. Расчет нормативного значения КЕО;
2. Измерение КЕО.
Контроль искусственного освещения:
1. Измерение освещенности от различных источников света, с
учетом их спектрального состава;
2. Измерение освещенности лампы накаливания в зависимости от
напряжения и высоты подвески светильника;
Приборы и оборудование:
Измерение освещенности в лабораторной работе будет
производиться при помощи люксметра Ю-116.
Люксметр состоит из измерителя люксметра и отдельного
фотоэлемента с насадками. Две шкалы: 0-100 и 0-30. На каждой шкале
точками отмечено начало диапазона измерений: на шкале 0-30 точка
находится над отметкой 5.
0
100
0
30
Пределы измерений, Lx
Насадки
-- 30
100
КТ 3·102
103
КР 3·103
104
КМ 3·104
105
Рис. 1 Панель управления люксметра.
16
Насадка К применяется совместно с одной из трёх других насадок,
имеющих обозначение М,Р,Т. Каждая из этих насадок совместно с
насадкой К образует три поглотителя с коэффициентом ослабления
10,100,1000 и применяется для расширения диапазонов измерений.
М
Р
Т
К
Рис. 2 Насадки к фотоэлементу.
Наименьшую погрешность измерения прибор даёт, работая в
горизонтальном положении.
Принцип отсчёта значения измеряемой освещённости состоит в
следующем: против нажатой кнопки определяют выбранное с помощью
насадок выбранное значение диапазонов измерений. Левая кнопка
соответствует шкале 0-30, правая 0-100. Показания прибора в делениях
по соответствующей шкале умножают на коэффициент пересчёта шкалы,
указанный на применяемой насадке.
Прибор имеет корректор для установки стрелки в нулевое состояние.
На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для
присоединения селенового фотоэлемента.
Для уменьшения косинусной погрешности применяется насадка на
фотоэлемент, она обозначена буквой К. Эта насадка применяется не
самостоятельно, а совместно с одной из трех других насадок, имеющих
обозначение М, Р, Т.
Например, на фотоэлементе установлены насадки К, Р, нажата
левая кнопка, стрелка показывает 10 делений по шкале 0-30.
Измеряемая освещенность равна 10*100 = 1000 ЛК.
Наименьшую погрешность измерения прибор дает, работая в
горизонтальном положении. Во время работы люксметра необходимо
периодически проверять установку стрелки измерителя на "0" и в случае
необходимости выверять это положение корректором.
17
Рис.3 Принципиальная схема лабораторной установки
1 - штатив лабораторный, 2 - светильник с лампами дневного света,
3 - лампа накаливания, 4 - фотоэлемент селеновый,
5 - площадка - имитатор рабочего места, передвижная, 6 - ЛАТР,
7 - люксметр типа Ю-116 магнитоэлектрический переносной.
В качестве источников света на рабочих местах предлагается
оценить:
1) естественное освещение через боковые окна помещения в
лаборатории;
2) лампы накаливания (от 60 до 100 Вт);
3) люминесцентные лампы типа ЛБ и ДРЛ;
4) влияние напряжения и высоты подвески светильника при оценке
местного освещения.
Основные сведения по теме:
При оценке параметров световой среды оцениваются:
a) В помещениях промышленных предприятий:
1) КЕО;
2) нормируемая освещенность;
3) допустимые
сочетания
показателей
ослепленности
и
коэффициента пульсации освещенности.
б) В помещениях жилых, общественных и административнобытовых зданий:
1) КЕО;
2) нормируемая освещенность;
3) цилиндрическая освещенность;
4) показатель дискомфорта, при наличии жалоб работников на
дискомфорт зрения, условия труда относят по нему к классу 3.1;
18
5) коэффициент пульсации освещенности (в данной работе не
определяется).
Свет – представляет собой поток лучистой энергии с длинами волн
740 – 400 нм.
Световой поток – это количество энергии, излучаемой источником
света в единицу времени во всех направлениях. В системе СИ он
измеряется в люменах (лм).
Освещенность – величина, измеряемая отношением светового
потока, падающего на поверхность, к величине поверхности.
Освещенность измеряется в люксах (лк).
Минимальная освещенность – наименьшее значение освещенности в
помещении, на освещаемом участке, в рабочей зоне.
Средняя освещенность – освещенность, усредненная по площади
освещаемых помещений, участка, рабочей зоны.
Цилиндрическая освещенность – характеристика насыщенности
помещения светом, определяемая как средняя плотность светового
потока на поверхности вертикально расположенного в помещении
цилиндра, радиус и высота которого стремятся к нулю.
Яркость – это отношение силы света, излучаемой, освещаемой или
светящейся поверхности к площади проекции этой поверхности на
плоскость, перпендикулярную этому направлению; измеряется в Кд/м2.
Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта.
Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на
нее световой поток.
Различают естественное и искусственное освещение.
Естественное освещение создается прямыми солнечными лучами и
рассеянным светом небосвода. Оно меняется в зависимости
от
географической широты, времени года и суток, степени облачности и
прозрачности атмосферы. В течение суток непостоянно, поэтому его
нормируют не по абсолютной величине, а коэффициентом естественной
освещенности (КЕО).
КЕО – это отношение освещенности внутри помещения к
освещенности снаружи.
По функциональному назначению искусственное освещение
подразделяют на
рабочее (общее, местное, комбинированное),
аварийное, эвакуационное, сигнальное, дежурное и охранное.
Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального
выполнения производственного процесса, прохода людей, движения
транспорта и является обязательным для всех производственных
помещений.
Общее освещение применяют в помещениях, где по всей площади
выполняются однотипные работы, распределяя световой поток от
19
светильников равномерно или локализовано, с учетом расположения
рабочих мест. При обще освещении светильники размещены в верхней
части помещения равномерно или над рабочими местами.
Местное освещение дополнительно к общему создается
светильниками, находящимися непосредственно на рабочем месте. Как
правило это делается при выполнении точных зрительных работ в местах,
где оборудование создает глубокие резкие тени или рабочие поверхности
расположены вертикально. Применение одного местного освещения
внутри производственных помещений не допускается, поскольку
образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность
производственного травматизма.
Комбинированное освещение является сочетанием общего и
местного освещения, причем общая освещенность должна составлять
10% от нормируемой.
Аварийное освещение служит для продолжения работ при аварийном
отключении рабочего, минимальная освещенность должна составлять
5% нормируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2лк.
Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий,
охраняемых специальным персоналом. Наименьшая освещенность ночью
0,5 лк.
Дежурное освещение освещает объект в нерабочее время.
Методика выполнения работы
1. Расчет нормативного значения КЕО ведется по формуле (1)
e N  eН  m N ,
(1)
где еН – значение КЕО по таблице 2;
mN – коэффициент светового климата по таблице 1;
Таблица 1
Световые
проемы
В наружных
стенах
зданий
Ориентация световых
проемов по сторонам
горизонта
С
СВ, СЗ
З, В
ЮВ, ЮЗ
Ю
Коэффициент светового климата, mN
Номер группы административных районов, N
1
2
3
4
5
1
0,9
1,1
1,2
0,8
1
0,9
1,1
1,2
0,8
1
0,9
1,1
1,1
0,8
1
0,85
1
1,1
0,8
1
0,85
1
1,1
0,75
Примечание
Номер группы административных районов, N=2 для Волгоградской области;
С – северное; СВ – северо-восточное; СЗ – северо-западное; В – восточное; З – западное.
Расчетное значение КЕО сравнивается с нормативным из таблицы 12 СниП 23-05-95 и оцениваются условия труда по естественному
освещению в помещении для соответствующей группы
20
административных районов и соответствующего разряда работ (табл. 2)
21
Таблица 2
высота
плоскости
наименован
замера над
ие
полом, м
помещения
Г - гориз.,
В - верт.
разряд и подразряд
зрительной работы
проектные
наивысшей точности,
залы,
объект различения менее
Г - 0.8
чертежные
0.15 мм I в.
бюро
Iв
машинопис
очень высокой точности,
ные и
объект различения от
Г - 0.8
машиносче
0.15 до 0.30 мм
тные бюро
II г
столярные
очень высокой точности,
и
объект различения от
Г - 0.8
ремонтные
0.15 до 0.30 мм
мастерские
II г
учебные и
очень высокой точности,
исследоват
объект различения от
ельские
Г - 0.8
0.15 до 0.30 мм
лаборатори
II г
и
аудитории,
В - на
высокой точности, объект
метод.
середине
различения от 0.30 до
кабинеты
доски
0.50 мм
техническо Г - 0.8 на
III а, в
го черчения столах
высокой точности, объект
Читальные
различения от 0.30 до
Г - 0.8
залы
0.50 мм
III в
средней точности, объект
конференцразличения от 0.5 до 0.1
залы, залы
Г - 0.8
мм
заседаний
IV б
кабинеты и
рабочие
средней точности, объект
комнаты,
Г - 0.8
различения св. 0.5 до 1.0
проектные
мм IV в
кабинеты
фойе,
актовые
малой точности, объект
пол
залы,
различения св. 1 до 5
Г - 0.8
столовые и
Vв
буфеты
спортзалы
пол
общее наблюдение
и
В - 2.0
VIII а, б
комплексы
КЕО %, eН
искусственно
верхнее
е освещение
или
над полом
комбиниро при боковом
рабочей
ванное
освещении
поверхности,
освещение
ЛК
м
500
6
2.0
200
4.2
1.5
300
4.2
1.5
300
4.2
1.5
500
300
3
1.2
300
3
1.2
200
2.4
0.9
200
2.4
0.9
200
1.8
0.6
200
75
1.8
0.7
0.6
0.2
Ведомственные нормы освещенности в учебных помещениях
Измерение коэффициента естественной освещенности
Вычисление производится по формуле 2.
Е
Евн
 100% ,
Енар
(2)
где Евн измеряем внутри помещения у стены противоположной
окнам на расстоянии 1м от нее и 0.8 от пола, напротив простенка
наружной стены;
Енар измеряем на улице, открытой площадке, удаленной от здания на
расстояние равное его высоте.
Результаты измерений и расчетов заносятся в протокол.
3. Контроль искусственного освещения.
Перед измерениями выбирают и наносят контрольные точки для
измерения освещенности на план помещения с указанием размещения
светильников при рабочем освещении и комбинированном, для
минимальной освещенности и цилиндрической освещенности.
Контрольные точки размещают на пересечении вертикальной плоскости
характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или
пола). Первую и последнюю точки принимают на расстоянии 1 м от
поверхности наружных стен и внутренних перегородок (или оси колонн).
Число контрольных точек должно быть не менее 5. В число
контрольных точек должна входить точка, в которой нормируется
освещенность согласно действующим нормам.
При размещении контрольных точек на плане помещения их сетка
не должна совпадать с сеткой размещения светильников. В случае
совпадения сеток число контрольных точек на плане помещения
целесообразно
увеличить.
При
расположении
в
помещении
крупногабаритного оборудования контрольные точки не должны
располагаться на оборудовании. Если контрольные точки попадают на
оборудование, сетку контрольных точек следует сделать более частой и
исключить точки, попадающие на оборудование.
Контрольные точки для измерения цилиндрической освещенности
следует размещать равномерно по помещению под светильниками,
между светильниками и на центральной продольной оси помещения на
высоте 1,5 м над полом и на расстоянии не менее1,0 м от стены.
Число контрольных точек для измерения цилиндрической
освещенности должно быть не менее 5.
При измерениях освещенности необходимо соблюдать следующие
требования:
23
– на измерительный фотометрический датчик не должна падать
тень от человека;
– измерительный прибор не должен располагаться вблизи сильных
магнитных полей.
Минимальную освещенность в помещениях и вне зданий
определяют как минимальные измеренные значения освещенности из
последовательности их значений в контрольных точках по формуле 3.
(3)
E min  min E i
где
Ei – измеренные значения освещенности в контрольных
точках.
Среднюю
освещенность
в
помещении
определяют
как
среднеарифметическое значение измеренных освещенностей в
контрольных точках помещения по формуле 4:
 
E cp 
1 N
 Ei
N i 1
(4)
где Ei – измеренные значения освещенности в контрольных точках
помещения, лк;
N – число точек измерения.
Цилиндрическую освещенность Eц в контрольной точке определяют
как среднеарифметическое значение освещенностей, измеренных в
четырех взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, по
формуле 5:
Eц 
1 i4
 E ni
4 i 1
где Eni – измеренные значения освещенности
перпендикулярных вертикальных плоскостях, лк.
(5)
во
взаимно
2. Измерение освещенности от различных источников света, с
учетом их спектрального состава.
Освещенность на рабочем месте определяют прямыми измерениями
в плоскости, указанной в нормах освещенности, или на рабочей
плоскости оборудования.
При комбинированном освещении рабочих мест освещенность
измеряют сначала от светильников общего освещения в лаборатории,
затем включают светильники местного освещения – это лампы дневного
света и лампы накаливания на имитаторе рабочего места (см.
принципиальную схему лабораторной установки) в их рабочем
положении и измеряют суммарную освещенность от светильников
общего и местного освещения.
24
Для определения цилиндрической освещенности в каждой
контрольной точке проводят четыре измерения вертикальной
освещенности во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Измеренные значения освещенности (Еизм) для ламп общего
освещения, местного освещения и комбинированного освещения
пересчитываются с учетом коэффициента К1 и определяется фактическое
значение освещенности (Еф) по формуле 6:
Еф = К1 · Еизм
(6)
Коэффициент К1 находим в таблице 3.
Таблица 3
Поправочные коэффициенты
для расчета фактической освещенности
Тип источника света
в осветительной установке
Лампа накаливания
Люминесцентные лампы типов:
Значения поправочных коэффициентов
1,0
ЛБ
ЛХБ
ЛЕ
ЛД
ЛДС
ЛХЕ
1,17
1,15
1,01
0,99
0,99
0,98
1,09
Лампы типы ДРЛ
Металлогалогенные лампы типов:
ДРИ 400
ДРИ 1000-1
ДРИ 3500-1
ДРИШ 575
ДРИШ 2500
ДнаТ
1,22
1,06
1,03
0,93
0,98
1,23
Еизм – минимальная освещенность на рабочей поверхности от
системы общего освещения, лк.
3. Исследование зависимости освещенности от напряжения.
– Выключите светильник с лампами дневного света и включите
лампу накаливания (это аналоги местного освещения).
– Площадку с фотоэлементом установите рядом с источником
освещения.
– ЛАТР установите на точку с нулевым напряжением.
– Постепенно увеличивая с помощью ЛАТРа значение силы света
лампы накаливания, по 5-8 положениям произведите измерения
освещенности.
Результаты измерений занесите в таблицу 4:
25
Таблица 4
№ изм
напряжение, В
освещенность, ЛК
1
2
3
4
5
6
Постройте график зависимости освещенности от напряжения.
3. Исследование зависимости освещенности от высоты
расположения источника света.
– ЛАТР установите на номинальную силу света лампы.
– Постепенно увеличивайте расстояние между площадкой с
фотоэлементом и источником света. Произведите 5-8 замеров
освещенности.
Результаты измерений занесите в таблицу 5:
Таблица 5
№ изм
высота расположения светильника, см
освещенность, ЛК
1
2
3
4
5
Постройте график зависимости освещенности от высоты
расположения источника света местного освещения.
Результаты измерения освещенности оформляют в соответствии с
приложением В.
Содержание отчета:
1. Оценка естественной освещенности (оформление таблицы 6).
2. Оценка искусственной освещенности (оформление таблицы 7).
Контрольные вопросы:
1. Что такое освещение? Его роль в обеспечении безопасности
работающих?
2. Что такое общее освещение?
3. Когда требуется местное освещение? Требования к нему?
4. Как подразделяется искусственное освещение по
функциональному назначению?
5. Что такое рабочее освещение?
6. Дайте определение коэффициента естественной освещенности
(КЕО). Как его величина влияет на размер боковых окон?
7. Почему естественное освещение нормируют по относительной
величине?
26
8. Расскажите устройство и порядок работы с люксметром Ю-116.
9. Дайте анализ результатов и графических зависимостей,
полученных в результате выполненной вами лабораторной работы.
Литература:
1. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».
2. ГОСТ 8.023-90 ГСИ. Государственная поверочная схема для
средств измерений световых величин непрерывного и импульсного
излучений.
3. Гост 24940-96 Международный стандарт. Здания и сооружения.
Методы измерений освещенности.
4. ГОСТ 26824-86 Здания и сооружения. Методы измерения
яркости.
Таблица 6
Результаты измерения КЕО
№ точек в
помещении
Время
измерения
Евн (внутри
помещения), лк
Енар (вне
помещения), лк
е, %
Заключение о естественном освещении помещения (сравнение
измеренного КЕО с расчетным нормативом
)____________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
Заключение
по
обследованию
осветительной
установки
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
Таблица измерения цилиндрической освещенности в помещениях
общественных зданий.
27
Таблица 7
№
контроль
ных
точек
Е1
1
2
Цилиндрическая освещенность, лк
измеренная
фактичес
средняя
кая
Еср
Е2
Е3
Е4
Еф
3
4
5
6
7
нормируема
я
Ен
8
Заключение по обследованию осветительной установки
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
28
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
Исследование производственного шума.
Время выполнения – 2 ч.
Цель работы:
Получение практических навыков по определению шумовых
характеристик производственных источников шума и аттестация рабочих
мест в лаборатории по условиям труда при воздействии шума.
Последовательность выполнения:
Изучить литературу, методические указания по выполнению
работы, освоить методику проведения аттестации рабочего места по
условиям труда при воздействии шума. Провести измерения и расчет
шумовых характеристик, сравнить их с нормами и спроектировать меры
защиты от шума. Оформить и защитить отчет.
Приборы и оборудование:
При выполнении лабораторной работы преподаватель указывает
источник шума применительно к профессии. Это могут быть станки
(текстильные, металлорежущие), установки (вибростол), студенты во
время перерыва или на занятии. Основными приборами для измерения
шума на рабочих местах, а также для измерения шумовых характеристик
машин являются шумомеры 1-го или 2-го класса с октавными
электрическими фильтрами. Фильтры могут быть встроены в корпус
шумомера или поставляться отдельным блоком.
В лабораторной работе для измерения звукового давления
применяется измеритель шума и вибрации (виброскорости и
виброускорения) ВШВ-003-М2.
Измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2 предназначен для
измерения уровней звукового давления. Действие прибора основано на
преобразовании звуковых давлений, воспринимаемых микрофоном при
измерении
уровней
шума
(или
механических
колебаний,
воспринимаемых
датчиком
при
измерении
вибрации),
в
пропорциональные по величине электрические сигналы, которые после
усиления подаются на измерительный прибор. Прибор питается от сети
напряжением 220  22 В через источник питания или от батарей
напряжением от 5 до 7,5 В.
В качестве измерительного датчика шумомера применяется
конденсаторный микрофон. Во избежание повреждений микрофон
должен храниться в отдельном футляре и присоединяться к шумомеру
только на время измерений.
29
На корпусе шумомера имеются переключатели включениявыключения источника питания, включения-выключения фильтров,
временных и функциональных режимов работы, диапазонов измерения.
Показания снимаются визуально со стрелочного или цифрового
индикатора.
Стрелочный индикатор имеет «нуль» посередине шкалы и его
показания складываются с диапазоном выбранном переключателем
диапазонов измерения. Например, если показания стрелочного
индикатора «+5», диапазон измерения «90», тогда значение измеренного
звукового давления 95 дБ.
В зависимости от типа шумомера может быть до 5-ти
функциональных режимов работы: «линейный», А, В, С, «импульсный».
Временных режимов работы – два: «быстро» и «медленно» («F» и «S»).
При измерении шума станков переключатели должны
находиться в следующих положениях:
– источник питания – включен;
– фильтры – выключен;
– временный режим – «медленно»;
– функциональный режим – «А»;
– диапазон измерения – 50, 60, 70, 80, 90 (выбирается при каждом
измерении от большего к меньшему, стараясь добиться показаний
стрелочного индикатора в пределах 010).
Измерение в режиме «А» означает, что измеряются уровни звука в
дБА, по измеренным значениям которых рассчитывается эквивалентный
уровень звука в дБА по формуле 1:
LА _ экв  10 lg
1  n

  f i  100,1Li 
100  i 1

(1)
и корректированный уровень звуковой мощности в дБА по
формулам 2,3:
LPA
1 n

Lm  10 lg   10 0,1Li   K ;
 n i 1

 Lm  10 lg S .
(2)
(3)
При измерениях в режиме «А» весь спектр шума преобразуется
(изменяется по амплитуде) специальным блоком внутри шумомера,
имеющим
амплитудно-частотную
характеристику
аналогичную
характеристике среднего человеческого уха.
Конструктивно ВШВ-003-М2 состоит из:
1) капсюля;
2) вибропреобразователей;
30
эквивалента вибропреобразователя;
эквивалента капсюля микрофонного;
предусилителя микрофонного;
прибора измерительного (см. рис. 1);
источника питания;
экрана;
заглушки;
кабеля соединительного.
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
50mV
0
∞
4
F S
dB
О
10
10d
B
ПРГ
4 81
40 5 6
2 3 4
3
1 0 0 0 50 2
3 0 07
6 16
1
20
08 00
3
0 ДЛТ 0
ФЛТ ОКТ
ДЛТ
kHz
2
10kHz
a 1
4kHz
v
10
2
ЛИ
Н
10
1
10
S
род раб.
АВ
С
ок
т
ФЛТ,Hz
СВ
ДИФ
Hz
3
8
7
9
6
Рис 1. Прибор ВШВ-003-М2
На лицевую панель прибора измерительного выведены следующие
органы управления, регулирования и индикации:
Переключатель род работы  с положениями:
– для выключения измерителя;
– для контроля состояния батарей;
– для включения измерителя в режим калибровки.
F, S, 10S – режим измерения с постоянной времени быстро,
медленно, 10 секунд.
Положение переключателя F, S или 10S выбирается в зависимости от
характера шума. При измерении низкочастотных составляющих могут
возникнуть колебания стрелки измерителя, тогда следует перевести
переключатель род работы из положения F в положение S.
Переключатели ДЛТ1 , ДЛТ2  и единичные индикаторы 
(20,30,…130dB) предназначены для выбора предела измерения уровня
звукового давления.
Индикатор ПРГ  – для индикации перегрузки измерительного
тракта.
Переключатель ФЛТ :
ЛИН – для включения ФНЧ (фильтра низких частот) 20кГц,
ограничивающего частотный диапазон при измерении звукового
давления по характеристике ЛИН;
31
A, B, C – для включения корректирующих фильтров A, B, C;
ОКТ – для включения измерителя в режим частотного анализа в
октавных полосах.
Переключатель ФЛТ ОКТ  с кнопкой kHz,Hz  для включения
одного из четырнадцати октавных фильтров со средними
геометрическими частотами 1Гц…8кГц.
Кнопка СВ,ДИФ  – для измерений в режиме свободного или
диффузного поля.
Гнёзда :
50mV – вход с калибровочного генератора;
– для подсоединения предусилителя ВПМ-101.
Остальные элементы прибора предназначены для измерения
виброскорости и виброускорения.
Порядок работы с прибором.
При работе от батарей перед началом измерений необходимо
проверить заряд батарей. Для этого надо установить переключатели
измерителя в положения:
Род работы –
ДЛТ1, dB – 80;
ДЛТ2, dB – 50.
Зафиксировать показание измерителя, оно должно быть в пределах
сектора, указанного на шкале измерителя (см. рис. 1). Если это
требование не выполняется, то необходимо заменить батареи.
Калибровка измерителя.
Калибровку измерителя проводить каждый раз перед началом
измерений и периодически, в процессе измерений.
Эквивалент капсюля соединить с предусилителем ВПМ-101.
I.
Предусилитель ВМП-101 соединить с гнездом
измерителя. Гнездо
50mV измерителя соединить с эквивалентом капсюля.
Переключатель измерителя РОД РАБОТЫ установить в положение
, при этом будет светиться индикатор 90 dB.
Резистром
установить стрелку измерителя на отметку 3,5dB
шкалы -∞ + dB.
II.Измерение уровней звукового давления в диапазоне частот от
2Гц до 18кГц.
Включить прибор в сеть 220В.
Установить переключатели измерителя в положения:
РОД РАБОТЫ – F;
32
ДЛТ1, dB – 80;
ДЛТ2, dB – 50;
ФЛТ, Hz – ЛИН;
все кнопки отжаты.
При этом светится индикатор 130 dB.
Измерение – на вытянутой руке в направлении излучателя звука.
Если при измерении стрелка измерителя находится в начале шкалы,
то следует ввести её в сектор 6-10 шкалы децибел сначала
переключателем ДЛТ1, dB (если периодически загорается индикатор
ПРГ, то следует переключить переключатель ДЛТ1, dB на более высокий
уровень (влево), пока не погаснет индикатор ПРГ), затем ДЛТ2, dB.
При измерениях низкочастотных составляющих могут возникнуть
колебания стрелки измерителя, тогда следует перевести переключатель
РОД РАБОТЫ из положения F в положение S.
Для определения результата измерения следует сложить показание,
соотв. светящемуся индикатору, и показание по шкале децибел (нижняя
шкала).
Измерение уровней звука по характеристикам A,B,C следует
проводить аналогично, устанавливая переключатель измерителя ФЛТ в
положения A,B,C.
III.Измерение уровней звука в октавных полосах частот
проводится при положении переключателя ФЛТ, Hz, ОКТ.
Необходимый октавный фильтр включается переключателем ФЛТ
ОКТ и кнопкой kHz(отжата), Hz(нажата). Измерение проводить по
методике предыдущего пункта.
Примечание. При измерении уровня звука(звукового давления) в диффузном поле
(малые производственные помещения с большим количеством отражающих поверхностей)
кнопку СВ, ДИФ нажать.
Основные сведения по теме:
А) Методы решения задач
Известны следующие методы определения шумовых характеристик
машин:
1) метод свободного звукового поля;
2) метод отраженного звукового поля (реверберационные камеры);
3) метод образцового источника шума;
4) метод измерения шумовых характеристик на расстоянии 1 м от
наружного контура машины.
Наиболее точны первые два метода, а наиболее подходящим для
производства является четвертый – ориентировочный метод измерения
шумовых характеристик изложенный в ГОСТ 12.1.028-80.
33
Основные физические характеристики, используемые в этом методе:
Шум – это совокупность звуков различной силы и высоты,
беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих неприятные
субъективные ощущения. В зависимости от причин образования звуков
шум делят на механический, аэродинамический, гидродинамический и
смешанный. Механический шум возникает при механических колебаниях
частей механизмов вследствие удара отдельных рабочих деталей,
например в ткацких станках, на штамповочных прессах и др.
Аэродинамический шум возникает при движении газообразных веществ
по газопроводам, выхлопе газов и др. Гидравлический шум возникает
при движении жидких веществ по трубопроводам, их истечении из
емкостей и др. Смешанный шум является результатом одновременного
действия двух и более указанных выше источников шума.
На
текстильных
и
машиностроительных
предприятиях
производственный
шум
является
смешанным
и
состоит
преимущественно из механического и аэродинамического.
Кроме того, всякий шум подразделяют по ряду других признаков: по
уровню звукового давления; по частотным характеристикам –
высокочастотный (свыше 800 Гц), среднечастотный (от 350 до 800 Гц) и
низкочастотный (до 350 Гц); по характеру спектра – узкополосный
(прослушивается определенный тон) и широкополосный; по временным
характеристикам – стабильный (  3 дБ) и импульсный (прерывистый);
по продолжительности действия – продолжительный (длительность
действия 4 ч и более в смену), кратковременный (длительность действия
менее 4 ч).
Шум, действуя на центральную нервную систему человека,
вызывает учащение пульса, дыхания, повышение кровяного давления.
Шум может быть причиной целого ряда тяжелых заболеваний –
головных болей, раздражительности, ослабления памяти и внимания,
нарушения координации движений и нарушения функций слуховых
органов. Он значительно снижает производительность труда и может
быть причиной несчастного случая. Производительность труда снижается
иногда до 60%, а число ошибок в расчетах увеличивается более чем на
50%.
Звук, воспринимаемый человеческим ухом как звуковое давление на
барабанную перепонку, распространяется в воздухе со скоростью 344
м/с. Органы слуха человека воспринимают звуки с частотой колебаний в
диапазоне примерно от 16 до 20000 Гц. Звуковые колебания с частотой
менее 16 Гц называются инфразвуками, а с частотой более 20000 Гц –
ультразвуками. Инфразвуки и ультразвуки слуховым аппаратом человека
не воспринимаются.
34
Звуковым
давлением
называется
акустическое
давление,
возникающее в среде при прохождении звука. Оно измеряется в Н/м2 или
Па.
Диапазон звуковых давлений, воспринимаемых слуховым аппаратом
5
человека, составляет примерно 2  10 ...2  10
Па. Наименьшее
звуковое давление, при котором человеческое ухо воспринимает звук,
называется порогом слышимости, а звуковое давление, вызывающее боль
в ушах, называется болевым порогом. При звуках, давление которых
превышает болевой порог, у человека начинается кровотечение из ушей,
головокружение, тошнота и может произойти разрыв барабанной
перепонки.
Звук
обладает
определенной
интенсивностью
(силой).
Интенсивность звука – это количество звуковой энергии, переносимое
2
звуковой волной за 1 с через площадку в 1 м , перпендикулярную
направлению распространению звука. За единицу интенсивности звука
2
принят поток звуковой энергии в 1 Вт на 1 м поверхности.
Интенсивность звука связана со звуковым давлением
зависимостью формула 4:
Р
P2
,
 c
(4)
2
I
где  – удельная плотность среды; c – скорость звука в среде.
Абсолютные значения интенсивности и давления меняются в
широких пределах. Пользоваться абсолютными значениями этих
характеристик шума неудобно. Поэтому введены особые показатели,
называемые уровнями, которые выражаются в белах и децибелах.
За единицу измерения уровня силы принят бел (Б). Бел – это
десятичный логарифм отношения определяемой интенсивности (силы)
звука в данной точке к пороговой интенсивности звука:
Б  lg
I
,
I0
Уровень интенсивности шума определяется по формуле 5:
Li  10 lg
где
( I 0  10
I
I0
(5)
I 0 – интенсивность, соответствующая порогу слышимости,
12
Вт м 2 ).
35
Слуховой аппарат человека способен фиксировать изменение силы
звука на 0,1 Б, и эта величина называется децибел (дБ).
Уровень звукового давления (дБ) L определяют по формуле 6:
P2
P
,
 20 lg
2
P0
P0
LP  10 lg
где
(6)
P0 – давление порога слышимости ( P0  2  10 5 Па на частоте
f =1000 Гц).
Чувствительность органов слуха человека к изменению силы звука
значительно ниже, чем к изменению его частоты. Уровень звукового
давления в децибелах определяет только физическую величину
интенсивности звука независимо от частоты. Поэтому звуки, одинаковые
по уровню звукового давления, но разные по частоте воспринимаются
органами слуха человека неодинаково: чем больше частота звука, тем
сильнее степень его восприятия. Для учета чувствительности слухового
аппарата человека к звукам различной частоты введено понятие уровня
громкости звука, измеряемого в фонах.
Уровнем громкости данного звука называется уровень звукового
давления равногромкого с ним на слух звука частотой 1000 Гц. Для
звуков частотой 1000 Гц децибелы и фоны численно равны.
Нормирование шума
Нормирование шума может осуществляться несколькими методами:
1) по предельному спектру (ПС). ПС – это восемь нормативных
уровней звукового давления в дБА на частотах от 31,5 до 8000 Гц (в
октавных полосах) таблица 1;
Таблица 1
Среднегеометрические и граничные частоты октавных полос
Среднегеометрически
е частоты, Гц
Граничные частоты, Гц
Нижние
Верхние
31,5
22,4
45
63
45
90
125
90
180
250
180
355
500
355
710
1000
710
1400
2000
1400
2800
36
4000
2800
5600
8000
5600
11200
2) нормирование уровня звука в дБА;
Согласно действующим нормативно-методическим документам
устанавливаются следующие измеряемые и рассчитываемые величины в
зависимости от временных характеристик шума:
уровень звука, дБА, и октавные уровни звукового давления, дБ, –
для постоянного шума;
эквивалентный уровень звука и максимальный уровень звука, дБА, –
для колеблющегося во времени шума;
эквивалентный уровень звука, дБА, и максимальный уровень звука,
дБА, – для импульсного шума;
эквивалентный и максимальный уровни, дБА, – для прерывистого
шума.
Нормируемой характеристикой постоянного шума на рабочих
местах являются уровни звуковых давлений в октавных полосах со
среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000,
8000 Гц. Для ориентировочной оценки допускается принимать уровень
звука в дБА, измеряемый по шкале А шумомера.
Нормируемой характеристикой непостоянного шума на рабочих
местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА.
Эквивалентный уровень шума может быть рассчитан при
многократном измерении уровня звука (дБА) в течение времени не
меньше, чем 30 мин. по формуле 7.
LА _ экв  10 lg
где
1  n

  f i  100,1Li  ,
100  i 1

(7)
f i – доля отсчетов в данном интервале уровней в общем числе
отсчетов, %;
Li – средний уровень звука в данном интервале, дБА;
i = 1, 2, 3 … n – номера отсчетов.
В большинстве случаев техническое нормирование машин имеет
конечной целью обеспечение выполнения санитарных норм на рабочих
местах.
Прежде всего, при нормировании шума машин и оборудования
необходимо выбрать такую их шумовую характеристику, которая бы
позволяла сравнивать шум различных машин одного и того же типа и
проводить расчеты ожидаемых уровней звукового давления на рабочих
местах.
37
В качестве такой характеристики выбрана звуковая мощность
источников шума, вернее уровни звуковой мощности в октавных полосах
со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000,
8000 Гц.
Технические
нормы
шума,
создаваемого,
например,
металлообрабатывающими станками при работе их на холостом ходу в
установившемся режиме, устанавливает отраслевой стандарт. В качестве
нормируемых величин для оценки шума опытных образцов
устанавливаются: октавные уровни звуковой мощности LP в дБ и
корректированный уровень звуковой мощности LPA в дБА.
Нормируемой величиной для оценки шума станков единичного и
серийного производства является корректированный уровень звуковой
мощности LPA в дБА.
Таблица 2
Допустимые уровни звуковой мощности МРС
точности Н и П
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
Суммарная
номинальная
мощность
приводов, квт
63
125
250
500
1000
2000
Октавные уровни звуковой мощности
4000
8000
Корректиро
ванный
уровень
звуковой
мощности
дБА
LP , дБ
До 1,5
96
89
83
80
77
75
73
71
82
Св. 1,5 до 4
103
96
91
88
85
83
81
80
90
Св. 4 до 12,5
107
101
97
93
91
89
87
86
96
Св. 12,5 до 40
112
106
102
99
97
95
93
92
102
38
Св. 40
117
112
108
105
103
101
99
98
108
Таблица 3
Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука
для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и
рабочих мест
3
4
5
1000
2000
4
5
6
7
8
9
10
11
86
71
61
54
49
45
42
40
38
50
70
68
58
55
52
50
49
60
93
8000
500
3
2
Творческая
деятельность
Высококвалиф
ицированная
работа
Работа,
выполняемая с
часто
получаемыми
указаниями и
акустическими
сигналами
Работа,
требующая
сосредоточенн
ости
Выполнение
всех видов
работ на
постоянных
рабочих местах
4000
250
2
125
1
63
1
Вид трудовой
деятельности,
рабочее место
Уровни
звука и
эквива
лентны
е
уровни
звука,
дБА
31,5
№ п/п
Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах
со среднегеометрическими частотами, Гц
12
96
83
74
68
63
60
57
55
54
65
103
91
83
77
73
70
68
66
64
75
107
95
87
82
78
75
73
71
69
80
3) по дозе шума.
Доза шума – Д в Па  ч – интегральная величина, учитывающая
акустическую энергию, воздействующую на человека за определенный
период времени, определяется по формуле 8:
2
m
D   PA2 t dt .
0
Допустимая доза шума равна
39
(8)
Д доп  Ра2_ доп  Т р.д. ,
(9)
где Ра _ доп – допустимое давление (по шкале А), Па; Т р .д. –
продолжительность действия шума, ч.
Методы защиты от шума
Задачами акустического расчета являются:
1) определение уровня звукового давления в расчетной точке, когда
известен источник шума и его шумовые характеристики;
2) определение величины снижения шума;
3) разработка мероприятия по снижению шума до допустимой
величины.
Для снижения шума могут быть применены следующие методы:
1) снижение шума в источнике;
2) изменение направленности излучения;
3) рациональная планировка предприятий и цехов, акустическая
обработка помещений;
4) снижение шума на пути его распространения;
5) выбор средств индивидуальной защиты от шума.
Защита человека от воздействия шума в производственных условиях
является одной из важнейших гигиенических задач.
Б) Методика проведения работы
1. Измерение шумовых характеристик источников
a)
от отдельного станка;
b)
от многих источников разного шума в помещении;
Для оценки шума от одиночной машины измерения производят на
рабочем месте (рабочей зоне) при остановленном рабочем оборудовании
и вентиляции данного помещения, после чего измеряют шум при
включенной исследуемой машине. Уровень шумовых помех должен быть
ниже уровня шума исследуемой машины на фоне помех не менее чем на
10 дБ во всех октавных полосах.
При этом:
1. Испытываемый источник шума следует установить в середине
испытательной площадки, на звукоотражающей плоскости.
2. Точки измерений следует располагать на измерительной
поверхности (условная поверхность, которая окружает источник шума и
заканчивается на звукоотражающей плоскости). Измерительная
поверхность должна быть расположена на одном и том же
измерительном расстоянии d от огибающего испытываемый источник
шума параллелепипеда. Параллелепипед, огибающий источник шума –
условная поверхность окружающая источник шума. Размеры
40
параллелепипеда должны соответствовать габаритным размерам станка.
При их определении не следует учитывать части станка, которые
существенно не излучают звуковой энергии (рычаги, концы валов и т.п.).
3. Измерительное расстояние должно быть не менее 0,25 м и не
более 1 м.
Рис. 2. Расположение точек измерения.
4. Характеристические размеры
вычисляют по формулам 10,11,12:
измерительной
a  0,5  l1  d ;
b  0,5  l2  d
c  l3  d ,
поверхности
(10)
(11)
(12)
где l1 , l 2 – размеры основания параллелепипеда, огибающего
станок, м;
l3 – высота параллелепипеда огибающего станок, м.
5. Количество точек измерения должно быть не менее пяти.
Располагать их следует как указано на рис 2.
Точки измерения 1-4 расположены на высоте h1 , которая должна
быть не менее 0,15 м. Эту высоту вычисляют по формуле 13:
(13)
h1  0,25  b  c  d ,


Точки измерения 5-8 расположены на высоте
вычисляют по формулам 14,15:
h2  0,75  b  c  d ,

b1  0,5  b  c  d .
41

h2 , которую
(14)
(15)
5.1 При выборе числа точек равное пяти следует брать точки 1-4, 9.
Однако, если в этом случае разность между максимальным и
минимальным уровнями звука в точках измерений превышает 8 дБА, то
следует использовать не менее 8-ми точек измерения.
6. Площадь измерительной поверхности в м
по формуле 16:
S  4  ab  bc  ac  
2
следует определять
a  b  c 
a  b  c  2d 
(16)
7. Измерения проводят с помощью шумомера, микрофон которого
должен быть установлен в точке измерения и ориентирован в
направлении источника шума.
На шумомере должны быть установлены временная
характеристика «S» (медленно) и режим измерения по шкале «А» (дБА).
8. Результаты измерений в точках приводятся к среднему уровню
звука в дБА на измерительной поверхности по формуле 17:
1 n

Lm  10 lg   10 0,1Li   K ,
 n i 1

где
(17)
Li – уровень звука в дБА в i-й точке измерения;
n – количество точек измерения;
K=5-7 дБА – постоянная, учитывающая влияние отраженного
звука в помещении, в котором проводят измерения.
9. Корректированный уровень звуковой мощности LPA , дБА
вычисляют по формуле 18:
LPA  Lm  10 lg S .)
(18)
б) Для других источников (например, текстильного производства),
где есть много источников постоянного, колеблющегося во времени
шума, импульсного и прерывистого шума и достаточно большое
помещение (цех).
При этом:
1. Измерения шума проводят на постоянных рабочих местах в
помещениях, на территориях производственных предприятий. При
непостоянных рабочих местах измерения проводятся не менее, чем в трех
равномерно распределенных точках рабочей зоны, чтобы охватить
большую ее часть.
Точки измерения на рабочих местах выбирают на удалении не более
20 м друг от друга на расстоянии 2 м от стен здания; при различие
уровней звука в двух смежных точках более 5 дБА выбирают
промежуточную точку.
42
2. Для ориентировочного выявления источников шума в отдельных
машинах последовательно измеряют уровни звука, дБА, для отдельных
узлов машины на расстоянии 10 см от них. После выявления наиболее
шумных узлов машины для них производится измерение спектров шума.
3. Микрофон следует располагать на высоте 1,5 м от пола (рабочей
площадки) или на уровне головы, если работа выполняется сидя или в
других положениях. Микрофон должен быть направлен в сторону
источника шума и удален не менее чем на 0,5 м от оператора,
проводящего измерения.
4. В начале измерения шумомер следует включить на коррекцию
«А» и характеристику «Медленно». При колебаниях стрелки прибора до
5 дБА шум следует считать постоянным и отсчет необходимо принимать
по среднему ее положению. При колебаниях стрелки более 5 дБА шум
следует считать непостоянным. При этом он может быть колеблющимся
во времени, прерывистым или импульсным (см. классификацию СН
2.2.4/2.1.8.562-96).
5. Для импульсных шумов (воспринимаемых на слух как
одиночные удары на шумовом фоне) дополнительно следует производить
измерения по характеристике «Импульс» с отсчетом максимального
показания стрелки. При разности показаний уровней звука в положениях
«Импульс» и «Медленно» более 10 дБА шум следует считать
импульсным.
Пример обозначения результатов отсчета: уровень звука 84 дБА
«Медленно» (или 84 дБА «S»), уровень звука 92 дБА «Импульс» (или 92
дБА «I»).
Для всех видов шумов отсчет производится по среднему положению
колебаний стрелки на характеристике шумомера «Медленно».
Пример обозначения результатов отсчета: октавный уровень
звукового давления 78 дБ в октаве 2000 Гц.
6. Для наглядного графического представления распределения
уровней шума в помещениях (или на территориях) рекомендуется
составлять шумовые карты. Для этого на план помещения (или на
территориях) наносят сетку. Расстояние между ее линиями – 6 или 12 м
для помещений и не более 50 м для территорий. Точки измерения шума
выбирают в узлах этой сетки. Результаты измерений уровней звука в этих
точках наносят на план помещения или территории. Точки с равными
уровнями соединяют плавными линиями. Линии равных уровней звука
проводят через интервалы 5 и 10 дБА.
7. Поправки, обусловленные наличием шумовых помех не
учитывать.
8. Средний уровень звукового давления по результатам нескольких
измерений в одной точке или по результатам измерений в нескольких
43
точках (рабочей зоне) определяется как среднее арифметическое по
формуле (19), если измеренные уровни отличаются не более чем на 7 дБ,
и по формуле (20), если они отличаются более, чем на 7 дБ (см. Таблицы
4,5):
1
L1  L2  L3  ...  Ln 
n
Lср  10 lg 100,1L1  100,1L2  100,1L3  ...  100,1Ln  10 lg n
Lср 

где –

(19)
(20)
L1 , L2 , L3 ...Ln – измеренные уровни, дБ, n – число измерений.
После расчета эквивалентного уровня поправка на время действия
шума не вносится, поскольку рассчитанный эквивалентный уровень уже
учитывает продолжительность воздействия шума за рабочую смену.
Результаты измерений заносят в таблицу по Форме 1.
Таблица 4
Разность
слагаемых
уровней L1L3,дБ (L1  L3)
0
Добавка ΔL,
прибавляемая
к значению
большего из
уровней L1, дБ
3
1
2
3
4
5
6
7
8
10
2,5
2,2
1,8
1,5
1,2
1
0,8
0,6
0,4
Таблица 5
Число
уровней
или
источнико
вn
10 Lg n, дБ
1
2
3
4
5
6
8
10
20
30
50
100
0
3
5
6
7
8
9
10
13
15
17
20
44
45
1000
2000
5
6
7
8
9
10
11
12
Максимальный уровень звука, дБА,
дБАI
Допустимые значения (ПС или дБА
по норме)
31,5
4
8000
импульсный
3
4000
прерывистый
2
колеблющийся
1
постоянный
Место измерения
№
п\п
Уровень звука (эквивалентный
уровень звука), дБА
ФОРМА 1
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМА
Уровни звукового давления в
Характер шума
дБ
и октавных полосах
со среднегеометрическими
частотами,
Гц
13
14
Контрольные вопросы:
1. Чем отличается шум от звука?
2. Назовите признаки «шумового отравления» у человека.
3. Назовите среднегеометрические частоты нормируемых октавных
полос спектра шума, воздействующего на человека.
4. Как учитывается звуковое давление по отношению к
атмосферному: со знаком + или - и почему?
5. Что такое уровень звукового давления?
6. Устройство шумомера.
7. Суть
ориентировочного
метода
измерения
шумовых
характеристик.
8. Зачем введена единица измерения дБ и чем она отличается от
дБА?
9. На что органы слуха реагируют более чувствительно: на
звуковое давление или на частоту?
10. Когда уровень громкости звука совпадает с уровнем звукового
давления?
11. Какие величины, характеризующие шумовые характеристики,
измеряются, а какие рассчитываются?
12. Как определяется воздействие шума на человека от нескольких
источников?
13. Что такое порог слышимости?
14. Что такое болевой порог?
15. Что определяет доза шума?
46
Литература:
1. Руководство Р 2.2.755-99. Гигиенические критерии оценки и
квалификации условий труда по показателям вредности и опасности
факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового
процесса.
2. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Санитарные нормы. Шум на рабочих
местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории
жилой застройки.
3. Софоновский
В.И.,
Довлетхель
Р.К.,
Дегтярев
В.Н.
Лабораторные работы по охране труда в текстильной промышленности. –
М. Легпромбытиздат, 1988. – 128 с.
4. ГОСТ 12.1.028-80. Шум определение шумовых характеристик
источников шума. Ориентировочный метод.
5. ГОСТ 12.1.050-86 ССБТ. Методы измерения шума на рабочих
местах.
47
Ла б о ра т о рна я ра б о т а № 8
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРЕДЕЛОВ
ВЗРЫВАЕМОСТИ ОГНЕОПАСНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
Время выполнения – 2 часа
Цель работы:
ознакомить студентов с определением температурных пределов
взрываемости легковоспламеняющихся и горючих
жидкостей,
применяемых в закрытых емкостях.
Последовательность выполнения:
определить температурные пределы взрываемости для горючей
жидкости.
Приборы и оборудование:
Для проведения лабораторной работы необходим прибор для
определения температурных пределов взрываемости и горючая жидкость.
Прибор (рис.1) состоит из сосуда 1 емкостью 1 л. Сосуд заполняют
испытуемой горючей жидкостью в количестве 200 см3 и закрывают
крышкой 2, которая прижимается второй крышкой 3 к сосуду и
удерживается в плотно закрытом состоянии распорными винтами 4,
Прибор снабжен двумя термопарами 5; одна из них измеряет
температуру испытуемой жидкости, а другая — температуру воздушного
пространства над жидкостью. Провода термопар прикреплены к стойке 6.
Источником воспламенения паро-воздушной смеси является
нихромовая спираль 7, нагреваемая до температуры 1000— 1050°С в
течение 4 с. Спираль смонтирована на двух медных контактах,
проходящих через резиновую пробку 8, которая в момент взрыва
удерживается прижимной гайкой 9. Пробка закрывает центральное
отверстие в крышке.
В цепь тока спираль включается зажимами 10. В .крышке имеются
штуцеры 11, закрывающиеся резиновыми пробками, срабатывающими
при взрыве и тем самым фиксирующие взрыв. Они же выполняют роль
предохранительных клапанов.
Примечание. Для нагревания испытуемой жидкости в приборе до
требуемой температуры при верхнем и нижнем пределах взрываемости
применяется водяная баня с охлаждающим змеевиком и электроплитка с
закрытым обогревом. На плитку в бане устанавливается прибор. Продукты
сгорания в процессе работы прибора после каждого опы отсасываются
48
вакуумным насосом.
Рис. 1. Схема прибора для определения
пределов взрываемости
температурных
Общие сведения по теме
В текстильной и легкой промышленности, а также в
машиностроении. применяют легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ)
и горючие жидкости (ГЖ) при изготовлении некоторых видов
продукции, а также для топлива.
Несмотря на то, что ЛВЖ и ГЖ имеют свои концентрационные
пределы взрываемости (нижний предел взрываемости — НПВ и верхний
предел взрываемости — ВПВ), пользоваться ими для решения вопросов
безопасности при нахождении ЛВЖ и ГЖ в закрытой аппаратуре,
резервуарах, трубопроводах весьма сложно. В этом случае
ориентируются на температурные пределы взрываемости.
Нижним температурным пределом взрываемости ЛВЖ и ГЖ
49
называется та наименьшая температура жидкости, при которой пары ее в
смеси с воздухом над поверхностью этой жидкости в замкнутом
пространстве способны взрываться при внесении источника
воспламенения в сферу паров.
Так как при нижнем температурном пределе взрываемости
образуется первичная взрывоопасная концентрация, то нижний
температурный предел взрываемости будет иметь одинаковое значение с
температурой вспышки для жидкости, находящейся в замкнутом
пространстве.
Верхним температурным пределом взрываемости называется та
наибольшая температура горючей жидкости, выше которой насыщенные
пары в смеси с воздухом над поверхностью этой жидкости в замкнутом
пространстве не способны взрываться при внесении источника
воспламенения. Следовательно, ниже и выше верхнего температурных
пределов взрываемости смесь насыщенных паров
легковоспламеняющихся и горючих жидкостей не способна взрываться.
Например, если нижний температурный предел взрываемости для
автомобильного бензина равен —36°С, а
верхний —7° С, то в резервуаре, трубопроводах и насосах,
перекачивающих бензин, не может образоваться взрывоопасная
концентрация паров бензина с воздухом при температуре —6° С и более.
В целях предупреждения взрывов в закрытых сосудах, мерниках,
трубопроводах и т. д., содержащих ЛВЖ или ГЖ, необходимо
поддерживать температуру выше на 5° С верхнего предела взрываемости.
Зная температурные пределы взрываемости для жидкости, находящейся в
закрытой аппаратуре, можно создать безопасные условия эксплуатации
этой аппаратуры, не делая анализа воздуха внутри резервуаров,
аппаратов и других закрытых емкостей. Температурные пределы
взрываемости могут быть выражены через концентрационные пределы
по следующим формулам 1,2:
Рн  100
% об.;
Р
Р  100
% об.;
ВПВ  в
Р
НПВ 
(1)
(2)
где: НПВ и ВПВ – нижний и верхний концентрационные пределы
взрываемости паро-воздушных смесей, % об;
Рн и Рв – упругость паров при температурах, соответствующих
нижнему (верхнему) температурному пределу взрываемости, мм. рт.
ст.;
P — атмосферное давление при определении температурного
50
предела, мм, рт. ст.; для практических целей с достаточной точностью
можно принимать во всех расчетах нормальное атмосферное давление в
760 мм рт. ст.
Методика проведения работы
1. Получить инструктаж по технике безопасности у преподавателя.
2. Найти по справочной таблице (см.таблица 2) нижний и верхний
температурные пределы взрываемости данной жидкости и установить
ориентировочно температуры за верхним и нижним пределами
взрываемости, в интервалах которых нужно проводить опыт.
3. Отвинтить распорные винты 4 и открыть крышку прибора, затем
проверить исправность спирали, включив ее в сеть через
автотрансформатор (спираль должна в течение 4 с нагреться до белого
каления). После этого проверить исправность термопар.
4. В чистый сосуд 1 налить 200 см3 испытуемой жидкости и закрыть
сосуд крышкой, завинтив винты 4. Штуцеры 11 закрыть резиновыми
пробками.
5. Закрытый прибор поместить в водяную баню, а баню установить
на электроплитку, включив ее в сеть.
6. Наблюдать за температурой испытуемой жидкости по двум
термопарам по показаниям потенциометров (допускается отклонение
0,5—1°С). Нагревать на 10—15°С выше предполагаемого температурного предела взрываемости.
7. При достижении заданной температуры выключить электроплитку, оставив при данной температуре прибор в течение 15—
20 мин, чтобы обеспечить полное насыщение воздушного
пространства парами исследуемой жидкости. При этом для выравнивания
давления внутри прибора с атмосферным давлением открываем на
короткий промежуток времени резиновую пробку на одном из штуцеров
11.
8. По истечении времени (15—20 мин) включаем спираль 7,если
взрыв не произойдет, повторяем включение спирали, понизив
[температуру жидкости на 1°С, так продолжаем опыт до появления
первого взрыва.
Примечание. За верхний температурный предел взрываемости принимают
наивысшую температуру жидкости, при которой взрыва не происходит. Ниже этой
температуры на 1°С обнаруживается взрыв, фиксируемый резиновыми пробками штуцеров.
Данные опыта подтверждаются не менее чем двумя наблюдениями.
9. После определения верхнего предела взрываемости включить охлаждающий змеевик водяной бани и установить температуру
испытуемой жидкости в нижнем температурном пределе
взрываемости, а затем аналогично указанному выше опыту определить
нижний температурный предел взрываемости.
Примечание.
За
нижний
температурный
51
предел
взрываемасти
принимают
наинизшую температуру жидкости, при которой взрыва не происходит. Выше этой
температуры на 1°С обнаруживается взрыв, фиксируемый резиновыми пробками штуцеров.
Данные опыта подтверждаются не менее чем двумя наблюдениями.
10. По окончании работы вылить жидкость из сосуда в склянкуи
обтереть сосуд чистой сухой тряпкой.
11. Составить отчет, занести результаты измерений в таблицу 1 и
сделать вывод: в каком диапазоне температуры следует рекомендовать
ведение технологического процесса с применением данной жидкости в
закрытой аппаратуре (резервуарах, трубопроводах, насосах).
Таблица 1
Название жидкости
НПВ
Рекомендованный диапазон
температур
ВПВ
Контрольные вопросы:
1. Что называется верхним пределом взрываемости?
2. Что называется нижним пределом взрываемости?
3. Какие жидкости относятся к легковоспламеняющимся
жидкостям?
4. Какие жидкости относятся к горючим жидкостям?
5. Для чего необходимо знать температурные пределы
взрываемости?
6. Каковы меры предупреждения взрывов в закрытых сосудах?
Литература:
1. СНиП II-2-80. Пожарные нормы проектирования зданий и
сооружений. М. Стройиздат. 1980.
2. Правила пожарной безопасности. 3-е изд. –М.: ИНФРА-М,2000.
3. Щербаков В.И., Суконников С.Е., Дегтярев В.Н. Пожарная
безопасность на текстильных предприятиях/Учебное пособие. М.,РИО
МГТА, 1999.
4. Успенский С.Д. Лабораторный практикум по охране труда в
текстильной промышленности. Учебное пособие для студентов . Изд. 2-е,
испр. И доп. М., «Легкая индустрия»,1992.
52
Таблица 2
Температурные пределы
взрывоопасности, С
самовоспламенен
ия, С
верхний
нижний
верхний
Температура
нижний
(температура
вспышки)
Жидкость
Удел
ьный
вес
Концентрацио
нные пределы
взрываемости,
% об.
0,790
465
-20
+6
2,6
12,2
0,730
300
-36
-7
0,7
9
5,16
0,834
250
+57
+87
1,4
7,5
1,049
454
+35
+76
3,3
22
0,869
300
+122
+163
-
-
Спирт метиловый
0,795
464
+7
+39
6,0
34,7
Спирт этиловый
0,789
464
+11
+41
3,6
19
Скипидар
0,870
300
+32
+53
0,8
-
Ацетон
Бензин
автомобильный А-72
Керосин
осветительный
Кислота уксусная
ледяная
Масло
трансформаторное
53
Лабораторная работа №9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЖНЕГО ПРЕДЕЛА ВЗРЫВАЕМОСТИ
ПЫЛЕВОЗДУШНОЙ СМЕСИ
Время выполнения – 2 часа
Цель работы:
Ознакомить студентов с определением нижнего предела
взрываемости пылевоздушной смеси и пожарной опасностью
текстильных производств.
Последовательность выполнения:
Определить нижний предел взрываемости горючей пыли и
категорию пожароопасности производства.
Приборы и оборудование:
Для определения нижнего предела взрываемости пылевоздушных
смесей применяют установку, изображенную на рис.1 и пыль
растительного происхождения. Эта установка имеет стеклянный колпак
1, находящийся на плите 2. Под колпаком на плите смонтированы
искровые контакты 3, провода от которых присоединены к
высоковольтному индуктору 4. Прибор снабжен воздушным
нагревательным насосом 5. От насоса идет трубка 6, изогнутая в виде
колена и повернутая в сторону над центром фарфоровой чашечки 7. В эту
чашечку насыпают исследуемую пыль в определенном количестве (по
весу) и распыляют ее насосом. При этом включают искровой контакт.
Рис.1. Схема установки для определения нижнего
предела взрываемости пылевоздушных смесей
Зная вес пыли и объем воздуха под колпаком, определяют концентрацию пыли в г/м3 после возникновения вспышки.
54
Основные сведения по теме
Мелкодисперсные горючие пыли, находящиеся во взвешенном
состоянии в воздухе, относятся к аэрозолям. Аэрозоль состоит из
дисперсной фазы — самой пыли и воздуха, являющегося дисперсионной
средой. Под дисперсностью пыли понимают степень ее раздробленности:
чем мельче пыль, тем она взрывоопаснее, так как такая пыль имеет
большую поверхность соприкосновения с воздухом, и вследствие этого
находится в лучших условиях теплопередачи, чем более крупная пыль
при том же весовом количестве. Поэтому мелкодисперсная пыль имеет
более низкую температуру самовоспламенения и скорость горения ее
близка к скорости горения газов.
Взрыв горючей пыли в воздухе возникает при наличии взрывоопасной концентрации и источника воспламенения.
Минимальная концентрация горючей пыли в воздухе, способная
воспламеняться, называется нижним концентрационным пределом
взрываемости — НПВ, а максимальная — верхним концентрационным
пределом взрываемости — ВПВ. Следует отметить, что при
концентрационном нижнем пределе взрываемости пыли в воздухе
обычно затруднительно видеть предметы на расстоянии 3—4 м. Что же
касается концентраций пыли в верхнем пределе взрываемости, то они
являются очень большими и практически встречаются лишь внутри
производственного оборудования в местах пылеобразования во время
рабочего процесса машины. Поэтому для предупреждения взрывов пыли
и пожаров в рабочих помещениях достаточно пользоваться данными
нижних пределов взрываемости пыли (см. таблица 2).
При ведении технологического процесса (прядения, ткачества)
воздух увлажняют. Это уменьшает дисперсность пыли при ее образовании и почти не вызывает ее электризации в воздухе, имеющем
значительное влагосодержание. Поэтому в воздухе рабочих помещений
вокруг каждой пылинки не образуется частиц уплотненного кислорода
воздуха, влияющего на скорость сгорания пыли, тому же влага,
непрерывно вводимая в воздух, ухудшает условия теплопередачи между
пылинками и в местах значительного влагосодержания в воздухе
делает пылевоздушную смесь неспособной к воспламенению.
Кроме того, пылинки волокнистых веществ (хлопка, льна, джута и т.
д.) имеют удлиненную форму и поэтому сцепляются между собой, что
укрупняет пылинки и приводит к оседанию пыли в виде рыхлой массы.
Ввиду этого процесс горения пыли на текстильных фабриках в местах ее
образования носит характер вспышек. Следует отметить, что пыль,
осевшая на поверхностях оборудования, стенах, полах и потолках
рабочих помещений, быстро высыхает
и представляет большую
опасность
в
пожарном
отношении,
так
как
температура
55
самовоспламенения этой пыли значительно ниже (в 2—3 раза)
температуры самовоспламенения аэрозоля. Это обстоятельство
необходимо учитывать и систематически убирать рабочие помещения,
очищая оборудование от пыли, так как горящая пыль может очень
быстро распространить пожар по всей фабрике.
Согласно правилам устройства электроустановок, помещения, где
возможно образование горючей пыли, имеющей НПВ до 65 г/м 3,
относятся к взрывоопасным, а помещения, где может выделяться
горючая пыль, имеющая НПВ более 65 г/м3, - к пожароопасным. Цехи и
склады текстильных предприятий считаются пожароопасными
помещениями.
Согласно классификации производств по пожарной опасности,
предприятия первичной обработки хлопка, льна, конопли, прядильные,
ткацкие, трикотажные и швейные фабрики относятся к категории В.
Методика проведения работы
1. Получить инструктаж по технике безопасности у преподавателя.
2. Проверить исправность электрического зажигания (наличие искр
между контактами), для чего включить рубильник.
3. Взвесить 100 мг пыли, снять стеклянный колпак и всыпать пыль в
чашечку (пыль не должна иметь крупных частиц).
4. Поставить колпак на плиту и распылить пыль, подкачивая воздух
грушей (двумя резкими движениями); затем включить рубильник.
5. При отсутствии взрыва опыт повторить в той же последовательности, увеличивая количество пыли (150 мг, 200 мг, 250 мг и т. д.)
до тех пор, пока не появится взрывоопасная концентрация.
6. По окончании работы аккуратно удалить тряпкой пыль с
плиты и колпака.
7. Составить отчет и сделать вывод: к какой категории по пожарной
опасности относится производство, связанное с выделением данной
пыли, и какое электрооборудование допустимо применять в цехах и на
складах.
Контрольные вопросы:
1. Что такое аэрозоль и аэрогель?
2. Какую опасность несет в себе пыль?
3. Какие помещения относятся к пожароопасным?
4. Какие помещения относятся к взрывоопасным?
5. К какой категории по пожарной опасности относятся
предприятия первичной обработки хлопка, ткацкие, прядильные и
швейные фабрики?
56
Литература:
1. СНиП II-2-80. Пожарные нормы проектирования зданий и
сооружений. М. Стройиздат. 1980.
2. Правила пожарной безопасности. 3-е изд. –М.: ИНФРА-М,2000.
3. Щербаков В.И., Суконников С.Е., Дегтярев В.Н. Пожарная
безопасность на текстильных предприятиях/Учебное пособие. М.,РИО
МГТА, 1999.
4. Успенский С.Д. Лабораторный практикум по охране труда в
текстильной промышленности. Учебное пособие для студентов . Изд. 2-е,
испр. И доп. М., «Легкая индустрия»,1992.
Таблица 1
Технический анализ, %
Пыль
веществ
Льняная
костра
Показатели пожаровзрывоопасности
Важность
Зольность
температура
самовоспламенений,
С
нижний предел
взрываемости г/м3
8,26
5,5
-
16,7
57
58