19.Вибрация. Основные характеристики. Воздействие на организм человека. Основные методы защиты от вибрации.

Вибрация - это совокупность механических колебаний, про­стейшим видом которых являются гармонические. Вибрацию вызывают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при ра­боте различных машин и механизмов. По аналогии логарифмический уровень виброускорения мо­жет быть определен следующим образом , гдеL_a – уровень виброускорения, дБ; а – ускорение колебаний, м/с²; а₀ – пороговое значение ускорения колебаний, стандартизованное в международном масштабе (а₀ = 310^-4 м² /с).

Необходимо различать общую и местную вибрации. Общая вибрация действует на весь организм в целом, а местная – только на отдельные части его (верхние конечности, плечевой пояс, сосуды сердца).

При воздействии общей вибрации наблюдаются нарушение сердечной деятельности, расстройство нервной системы, спазмы сосудов, изменения в суставах, приводящие к ограничению под­вижности. Если частоты колебания рабочих мест совпадают с собственными частотами колебаний внутренних органов человека (явление резонанса), то возможно механическое поврежде­ние данных органов вплоть до разрыва.

При действии на руки работающих местной вибрации (вибри­рующий инструмент) происходит нарушение чувствительности кожи, окостенение сухожилий, потеря упругости кровеносных со­судов и чувствительности нервных волокон, отложение солей в суставах кистей рук и пальцев и другие негативные явления. Дли­тельное воздействие вибрации приводит к профессиональному за­болеванию – вибрационной болезни, эффективное лечение кото­рой возможно лишь на начальной стадии ее развития.

Основные методы защиты от вибрации делятся на две боль­шие группы:

• снижение вибрации в источнике ее возникновения;

• уменьшение параметров вибрации по пути ее распростра­нения от источника.

Для того чтобы снизить вибрацию в источнике ее возникно­вения, необходимо уменьшить действующие в системе перемен­ные силы. Это достигается заменой динамических технологиче­ских процессов статическими (например, ковку и штамповку рекомендуется заменять прессованием, операцию ударной прав­ки – вальцовкой, пневматическую клепку – сваркой и т.д.).

Следующий метод защиты от вибрации называется вибродемпфированием (вибропоглощением), под которым понимают превращение энергии механических колебаний системы в теп­ловую. Это достигается использованием в конструкциях вибри­рующих агрегатов специальных материалов (например, сплавов систем медь–никель, никель–титан, титан–кобальт), примене­нием двухслойных материалов типа сталь–алюминий, сталь–медь. Хорошей вибродемпфирующей способностью обладают и традиционные материалы: пластмассы, дерево, резина. Значи­тельный эффект достигается при нанесении на колеблющиеся детали вибропоглощающих покрытий.

К средствам индивидуальной защиты от шума относятся противошумные вкладыши, наушники и шлемы. К средствам индивидуальной защиты от вибраций относятся специальные рукавицы, перчатки и прокладки. Для защиты ног используют виброзащитную обувь, снабженную прокладками из упругодемпфирующих материалов (пластмассы, резины или войлока). С целью профилактики вибрационной болезни персо­нала, работающего с вибрирующим оборудованием, необходимо строго соблюдать режимы труда и отдыха, чередуя при этом ра­бочие операции, связанные с воздействием вибрации, и без нее.

18. Ионизирующие излучения, их характеристики. Влияние ионизирующих излучений на организм человека. Защита от ионизирующих излучений.

Ионизирующим называется излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию ионов разных знаков. К ним относятся:

1) a,(гелий 4,+2) b(электроны и ипозитроны), g - излучения, обусловленные естественной и искусственной радиоактивностью химических элементов;

2) рентгеновские излучения, создающиеся в рентгеновских аппаратах, а также образующиеся при радиоактивном распаде ядер некоторых элементов;

3) потоки нейронов и g - квантов, возникающих при ядерных реакциях деления и синтеза;

4) излучения, генерируемые на ускорителях;

5) излучения, приходящие из космоса и т.д.

Различают карпускулярное и фотонное ионизирующие излучения.

Карпускулярное излучение – поток элементарных частиц с массой покоя, отличной от нуля (a и b - частицы, нейтроны, протоны, электроны и др.). Кинетическая энергия этих частиц достаточна для ионизации атомов при столкновении – называется непосредственно ионизирующим излучением.

Фотонное излучение – электромагнитное излучение. К нему относятся: g - излучение, возникающее при изменении энергетического состояния ядер; тормозное излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц; характеристическое излучение, возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома; рентгеновское излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучения. Фотоны имеют массу покоя, равную нулю.

Фотонное излучение, а также нейтроны и другие незаряженные частицы непосредственно ионизацию не производят, но в процессе взаимодействия со средой они высвобождают заряженные частицы, способные ионизировать атомы и молекулы данной среды.

Различают моно- и немоноэнергетическое ионизирующие излучения. Моноэнергетическое – состоит из фотонов одинаковой энергии или частиц одного вида с одинаковой кинетической энергией. Немоноэнергетическое – имеет фотоны разной энергии или частицы одного вида с разной кинетической энергией.

Радиоактивность – свойство неустойчивых атомных ядер одних химических элементов самопроизвольно превращаться в ядра атомов других химических элементов с испусканием одной или нескольких ионизирующих частиц.

В зависимости от того, расположен ли источник вне или внутри организма, различают внешнее и внутреннее облучение человека.

Внешнему облучению может подвергаться как весь организм (общее облучение), так и отдельные органы и ткани (локальное облучение).

Внутреннее облучение обусловлено поступлением радионуклидов в организм ингаляционным (при вдыхании) или пероральным (через рот) путями, а также через поврежденную (ожог, рана, ссадина) и неповрежденную кожу.

Доза ионизирующего излучения D - отношение средней энергии dW, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме: D=dW/dm .Единица поглощенной дозы в СИ - грей (Гр). Грей равен поглощенной дозе ионизирующего излучения, при которой веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения, равная 1 Дж, т.е. 1Гр = 1Дж/кг.

Для оценки радиационной безопасности при хроническом облучении человека в малых дозах используется эквивалентная доза ионизирующего излучения Hт - произведение «тканевой дозы» (дозы на орган) Dт на взвешивающий коэффициент wR для излучения R: Hт= wR× Dт .

Радиационная безопасность: исключение необоснованного облучения, снижение уровня, контролирование дозы облучения, использование защитных экранов, спец. контейнеры для транспортировки, специальные очки и противогазы.

21. Лазерное излучение. Воздействие на организм человека. Основные методы защиты.

Особым видом электромагнитного излучения является лазер­ное излучение, которое генерируется в специальных устройст­вах, называемых оптическими квантовыми генераторами или ла­зерами. Эти устройства широко применяются в различных об­ластях науки и техники, в том числе для обработки различных материалов (получение отверстий, резка и т.д.), в медицине (проведение различных операций), в системах связи для переда­чи сигналов по лазерному лучу, для измерения расстояний, для получения объемных изображений предметов – голограмм и в ряде других областей.

Лазерное излучение – электромагнитное излучение, генери­руемое в диапазоне волн 0,21000 мкм.

При работе лазерных установок на организм человека могут воздействовать следующие опасные и вредные производст­венные факторы: мощное световое излучение от ламп накачки, ионизирующее излучение, высокочастотные и сверхвысокочас­тотные электромагнитные поля, инфракрасное излучение, шум, вибрация, возникающие при работе лазерных установок, и др.

К основным коллективным средствам защиты от лазерного излучения относятся применение защитных экранов и кожухов; ис­пользование телевизионных систем наблюдения за ходом техно­логического процесса с использованием лазера, а также систем блокировки и сигнализации; ограждение лазерно-опасной зоны, размеры которой определяют или расчетным, или эксперимен­тальным путем. Следует защищаться не только от прямого излу­чения лазера, но и от рассеянного и отраженного излучений.

Для защиты от действия лазера обслуживающий персонал должен работать в технологических халатах, изготовленных из хлопчатобумажной или бязевой ткани светло-зеленого или голубого цвета. Для защиты глаз от воздействия лазерного излучения применяют очки марки ЭП5-90, стекла которых покрыты диоксидом олова, обладающим полупроводниковыми свойствами.

Ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, их влияние на человека и защита от них.

Инфракрасное излучение – электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны[1] λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением выделяют нагретые поверхности, и выполняет важную роль в терморегуляции человека. Оно имеет 3 области излучения: А(lam=760-1500нм), B(1500-3000), C(3000-4000).

Обладает большой проникающей способностью, хорошей поглощаемостью.

На человека: помутнение хрусталика глаза.

Защита: снижение в источнике, ограничение по времени пребывания, защита расстоянием, экранирование.

Ультрафиолетовое излучение – электромагнитное излучение, занимающее диапазон между видимым и рентгеновским излучением (380 — 10 нм, 7,9×1014 — 3×1016 Гц). Диапазон условно делят на ближний (380—200 нм) и дальний, или вакуумный (200—10 нм) ультрафиолет, последний так назван, поскольку интенсивно поглощается атмосферой и исследуется только вакуумными приборами.

По характеру воздействия относится к ионизирующим излучениям.

Диапазон из 3 областей: А(400-315), В(315-280), С(280-200).

Отрицательное воздействие: вызывает изменения в составе крови, воздействует на клетки нервной системы, может вызвать помутнение хрусталика глаза.

Защита: экранирование источника, специальная окраска помещений, спец. одежда, мази и очки.

21. Назначение, принцип действия и область применения защитного заземления. Типы заземляющих устройств. Последовательность расчета защитного заземления.

Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих час­тей электрооборудования, которые в обычном состоянии не на­ходятся под напряжением, но могут оказаться под ним при слу­чайном соединении их с токоведущими частями.

Принцип действия защитного заземления за­ключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения (и напряжения шага), вызванных замыканием на корпус.

Назначение: устранение опасности поражения током.

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя – металлических проводников, соприкасающихся с землей, и зазем­ляющих проводников, соединяющих заземляемые части электро­установки с заземлителем. В зависимости от взаимного располо­жения заземлителей и заземляемого оборудования различают вы­носные и контурные заземляющие устройства. Первые из них характеризуются тем, что заземлители вынесены за пределы пло­щадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или со­средоточены на некоторой части этой площадки. Недостатки: в отдаленности заземлителя, применение на малых токах. Достоинство: в выборе места с наименьшим сопротивлением.

Контурное заземляющее устройство, заземлители которого располагаются по контуру (периметру) вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров), обеспечивает лучшую степень защиты, чем предыдущее.

Заземлители бывают искусственные, которые используются только для целей заземления, и естественные, в качестве кото­рых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исклю­чением трубопроводов горючих жидкостей или газов), метал­лические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосо­вой ткани.

Расчет заземлителя в однородной земле:

1. Ток замыкания на землю I_з=1.5*I_ном;

2. Определение допустимого сопротивления заземлителя;

3. Выбор типа заземлителя;

4. Уточнение параметров (длина горизонтальных и кол-во вертикальных электродов);

5. Сопротивление растеканию тока группового заземлителя.

Расчет заземлителя в двухслойной земле:

1. Требуемое R заземлителя

2. Составление предварительных и расчетных схем заземлителя;

3. Уточнение суммы длин горизонтальных и кол-ва вертикальных электродов;

4. Сопротивление грунта;

5. R_иск заземлителя и сравнение с требуемым;

6. Общее сопротивление заземлителя R=R*Rест.з/(R+Rест.з).

Многослойная земля.

Грунт представляет собой дисперсное пористое тело, состоящее из трех частей: твердой, жидкой (связаннная вода и свободная вода) и газообразной (рис. 2.18).

Электрическое сопротивление грунта характеризуется его объемным удельным сопротивлением r , т. е. сопротивлением куба грунта с ребром длиной 1 м. Единицей объемного удельного сопротивления является Ом на метр (Ом х м).

Значение r земли колеблется в широких пределах: от десятков до тысяч Ом на метр. Оно зависит от многих факторов, в том числе от:

влажности, температуры, рода грунта, степени его уплотненности, от времени года.

Удельное сопротивление многослойной земли определяется методом послойного (или ступенчатого) зондирования (иначе методом ступенчатого погружения электрода или методом погружаемого пробного электрода) с помощью контрольного зонда, погружаемого в землю не сразу на всю длину, а в несколько приемов участками (ступенями) длиной hn, равной 0,5—1,5 м (рис. 2.23). Каждая такая ступень представляет собой как бы отдельный слой земли, подлежащий измерению.

l — глубина погружения зонда; r — удельное сопротивление данного слоя земли; h — толщина (мощность) слоя земли

После очередного погружения измеряется сопротивление растеканию зонда Rn, Ом, при данной глубине его погружения ln, м. Затем для каждого значения Rn по формуле вычисляется среднее удельное сопротивление земли, соответствующее данной глубине погружения зонда, Ом*м,

где d — диаметр зонда, м.

После этого вычисляются значения удельных сопротивлений каждого слоя (ступени) земли по выражению, Ом*м,

Зная климатическую зону местности, в которой производились измерения, и состояние земли во время измерений, находим по табл. 2.5 толщину слоя сезонных изменений hc и коэффициент сезонности y , на который умножаем вычисленные по (2.52) rh изм тех слоев грунта, которые находятся в пределах hc.

В итоге получаем расчетные значения удельных сопротивлений верхних слоев грунта:

Все остальные слои (лежащие ниже hc ) считаются не подверженными сезонным изменениям, поэтому их расчетные удельные сопротивления принимаются равными измеренным.

Приведение многослойной земли к двухслойной производится путем отнесения к верхнему слою тех слоев (ступеней), у которых удельные сопротивления имеют большие значения, а к нижнему слою — малые значения.

При этом удельные сопротивления соответственно верхнего и нижнего слоев двухслойной земли определяются следующими выражениями, Ом*м:

25. Воздействие электрического тока на организм человека. Сопротивление тела человека и его зависимость от состояния кожи и от параметров электрической цепи. Характер воздействия на человека токов различной величины.

Действия электрического тока на живую ткань в отличие от других материальных факторов (пара, химических веществ, излучения и т.п.) носит своеобразный характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электрическое и механическое (динамическое) действие, являющееся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и наживой материи; одновременно электрический ток производит и биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участках тела, нагрева до высокой температуры кровяных сосудов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.

Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе и крови, что сопровождается значительными нарушениями их физико-химического состава.

Механическое действие тока выражается в расслоении, разрыве и других подобных повреждений различных тканей организма, в том числе мышечной ткани, стенок кровяных сосудов, сосудов легочной ткани и других, в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живой ткани организма, а также в нарушении внутренних биологических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшем образом связанных с его жизненными функциями.

Электротравмы принято делить на общие (электрические удары) и местные, под которыми понимают четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействи­ем электрического тока или электрической дуги. Местные элек­тротравмы – это электрические ожоги, электрические знаки на коже, металлизация кожи, механические повреждения и элек­троофтальмия.

Более трети всех электротравм приходится на электри­ческий удар, под которым понимают возбуждение живых тканей организма электрическим током, проходящим через него, сопровождающееся судорожными сокращениями мышц тела. По тяжести последствий электроудары делятся на четыре степени:

• первая – судорожное сокращение мышц без потери созна­ния;

• вторая – судорожное сокращение мышц с потерей созна­ния; дыхание и деятельность сердца сохраняются;

• третья – потеря сознания, нарушение сердечной деятель­ности и дыхания или того и другого;

• четвертая – клиническая (мнимая) смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Исход поражения током зависит от величины, частоты, длительности, путей прохожд.

Электрическое сопротивление различных тканей тела человека неодинаково: кожа, кости, жировая ткань, сухожилия и хрящи имеют относительно большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа и особенно спинной и головной мозг — малое сопротивление.

f=20-100Гц самое опасное.

3 степени воздействия тока на человека:

1. Ощутимое f=50, I=~0.6-:-1,5 mA,-6-:-7;

2. Не отпускающее f=50, I=~10-:-15 mA,-50-:-70 нельзя самостоятельно освобождать, сокращение мышц;

3. Фибриляционное f=50, I=~100 mA,-300 серце перестает работать, прекращается кровообращение, дыхание.

26. Первая помощь пострадавшим от электрического тока. Классификация помещений по электробезопасности.

Помощь состо­ит из двух этапов: освобождение пострадавшего от воздействия электрического тока и оказание ему первой помощи.

Если человек прикоснулся к токопроводящей части электро­установки и не может самостоятельно освободиться от воздейст­вия тока, то присутствующим необходимо оказать ему помощь. Для этого следует быстро отключить электропроводку с помо­щью выключателя, рубильника и т.д. Если быстро отключить электроустановку от сети невозможно, оказывающий помощь должен отделить пострадавшего от токопроводящей части. При этом следует иметь в виду, что без применения необходимых мер предосторожности нельзя прикасаться к человеку, находя­щемуся в цепи тока, так как можно самому попасть под напря­жение. Действовать следует таким образом.

Если пострадавший попал под действие напряжения до 1000 В, токопроводящую часть от него можно отделить сухим канатом, палкой или доской или оттянуть пострадавшего за одежду, если она сухая. Руки оказывающего помощь следует за­щитить диэлектрическими перчатками, на ноги необходимо на­деть резиновую обувь или встать на изолирующую подставку (сухую доску). Если перечисленные меры не дали результата, допускается перерубить провод топором с сухой деревянной ру­кояткой или перерезать его другим инструментом с изолирован­ными ручками.

При напряжении, превышающем 1000 В, лица, оказывающие помощь, должны работать в диэлектрических перчатках и обуви и оттягивать пострадавшего от провода специальными инстру­ментами, предназначенными для данного напряжения (штангой или клещами). Рекомендуется также накоротко замкнуть все провода линии электропередачи, набросив на них соединенный с землей провод.

После освобождения пострадавшего от воздействия электри­ческого тока ему оказывают доврачебную медицинскую помощь. Если получивший электротравму находится в сознании, ему не­обходимо обеспечить полный покой до прибытия врача или срочно доставить в лечебное учреждение. Если человек потерял сознание, но дыхание и работа сердца сохранились, пострадав­шего укладывают на мягкую подстилку, расстегивают пояс и одежду, обеспечивая тем самым приток свежего воздуха, и дают нюхать нашатырный спирт, обрызгивают лицо холодной водой, растирают и согревают тело.

При редком и судорожном, а также ухудшающемся дыхании пострадавшему делают искусственное дыхание. При отсутствии признаков жизни искусственное дыхание сочетают с наружным массажем сердца.

Помещения по электробезопасности подразделяются на 3 группы:

1. Помещение без повышенной опасности (сухое, хорошо отапливаемое, помещение с токонепроводящими полами, с температурой 18—20°, с влажностью 40—50%.

2. Помещение с повышенной опасностью (где имеется один из следующих празнаков: повышенная температура, влажность 70—80%, токопроводящие полы, металлическая пыль, наличие заземления, большого к-ва оборудования).

3. Помещения особо опасные, в которых имеется наличие двух признаков из второй группы или имеются в помещении едкие или ядовитые взрывоопасные вещества.

26. Явления при стекании тока в землю через одиночный или групповой заземлитель.

Одиночный проводник, находящийся в контакте с землей, называется одиночным заземлителем. 1. Пусть мы имеем шаровой заземлитель радиусом r, м, погруженный в землю на бесконечно большую глубину (так глубоко, что можно пренебречь влиянием поверхности земли). Через этот шар в землю стекает ток Iз, А, который подается к заземлителю с помощью изолированного проводника (рис. 2.1). .

Искомое уравнение для потенциала точки С, т. е. уравнение потенциальной кривой:

Максимальный потенциал будет при наименьшем значении х, равном радиусу заземлителя, т. е. непосредственно на заземлителе (потенциал шарового заземлителя на большой глубине):

потенциал заземлителя:

точка С:

точка Д:

потенциал заземлителя:

Ток стекающий в землю через заземлитель преодалевает сопротивление которое называется сопротивлением заземлителя растекаемого тока.

Сопротивление шарового заземлителя растекаемого тока R=ro/4/pi/r. По условиям безопасности заземлитель должен обладать малым сопротивлением, обеспечить которое можно увеличением размеров одиночного заземлителя или применив групповой заземлитель.

28. Коэффициент использования. Напряжение прикосновения и шага.

Для характерристики проводимости зазелителя применяют коэффициент использования заземлителя n который зависит от геометрии и размещения элементов заземлителя и расстояния между ними.

Для группового заземлителя коэффициент использования определяется по формуле:

Nпр=(Rв*Nг+Rг*n*Nв)/(Rв+Rг*n)

Сопротивление группового заземлителя: Rгр=Rв*Rг/( Rв*Nг+Rг*n*Nв)

Если человек окажется в этой зоне и будет сто­ять на поверхности земли, имеющей различные электрические потенциалы в местах, где расположены ступни его ног, то по дли­не шага возникает шаговое напряжение. Шаговым напряжением или напряжением шага называется напряжение ме­жду двумя точками цепи тока, находящимися на расстоянии шага (0,8–1,0 м), на которых одновременно стоит человек.

Uш = Ih Rh,

Напряжение шага определяется по формуле где _з – потенциал на поверхности земли в том месте, где стоит человек;

_(х+а) – потенциал основания, расположенного на расстоянии шага а

 –коэффициент сопротивления шага

=>c учетом основания

Наибольший электрический потенциал возникает в точке соприкосновения провода с землей. Опасность поражения человека шаговым напряжением повышается по мере приближения человека к месту замыкания провода на землю и при увеличении величины шага. Практически напряжение шага падает до нуля на расстоянии 20 м от точки падения провода. Выходить из зоны поражения сле­дует мелкими шагами. Защитное действие оказывает обувь, обла­дающая изоляционными свойствами, например резиновая.

Если произошло замыкание и корпус электроустановки ока­зался под напряжением, то прикоснувшийся к нему человек по­падает под напряжение прикосновения (U_пр), которое определя­ется выражением

U_пр =U_з – U_х,

где U_з – полное напряжение на корпусе электроустановки, В;

U_х – потенциал поверхности земли или пола, В.

А1 – коэффициент прикосновения<=1, где a2 — коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек:

Таким образом, напряжением прикосновения называется на­пряжение между двумя точками цепи тока, которых одновре­менно может коснуться человек.

28. Основные понятия и определения пожарной безопасности.

Пожаром называют неконтролируемое горение, развиваю­щееся во времени и пространстве, опасное для людей и нанося­щее материальный ущерб. Пожарная и взрывная безопасность – это система организационных и технических средств, направ­ленная на профилактику и ликвидацию пожаров и взрывов.

Таким образом, для протекания процесса горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя и источ­ника зажигания (импульса).

Различают полное и неполное горение. Процессы полного горения протекают при избытке кислорода, а продуктами реак­ции являются вода, диоксиды серы и углерода, т. е. вещества, не способные к дальнейшему окислению. Неполное горение про­исходит при недостатке кислорода, продуктами реакции в этом случае являются токсичные и горючие (т. е. способные к даль­нейшему окислению) вещества, например, оксид углерода, спирты, альдегиды, кетоны и др.

По скорости распространения пламени различают следую­щие виды горения: дефлаграционное (скорость распространения пламени – десятки метров в секунду), взрывное (сотни метров в секунду) и детонационное (тысячи метров в секунду). Для пожа­ров характерно дефлаграционное горение.

Процессы возникновения горения следующие:

• вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопрово­ждающееся образованием сжатых газов;

• возгорание – возникновение горения под действием ис­точника зажигания;

• воспламенение – возгорание, сопровождающееся появле­нием пламени;

• самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания;

• самовоспламенение – самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Взрыв – чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) пре­вращение, сопровождающееся выделением энергии и образо­ванием сжатых газов, способных производить механическую работу.

При пожаре на людей воздействуют следующие опасные факторы: повышенная температура воздуха или отдельных пред­метов, открытый огонь и искры, токсичные продукты сгорания (например, угарный газ), дым, пониженное содержание кисло­рода в воздухе, взрывы и др.

Основные показатели пожарной опасности:

Температура самовоспламенения – минимальная температура вещества или материала, при которой происходит резкое увели­чение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся пламенным горением.

Температура воспламенения – это минимальная температура вещества или материала, при которой они выделяют горючие пары и газы с такой скоростью, что при наличии источника за­жигания возникает устойчивое горение. После удаления этого источника вещество продолжает гореть.

Температура вспышки (t_всп) – это минимальная температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхнуть от источника. Температура вспышки используется для характеристики всех горючих жидкостей по пожарной опасности. По этому показате­лю все горючие жидкости делятся на два класса: легковоспламе­няющиеся (ЛВЖ), к которым относятся жидкости с температу­рой вспышки до 61°С (бензин, ацетон, этиловый спирт и др.) и горючие (ПК) с температурой вспышки выше 61°С (масло, мазут, формалин и др.).

Для количественной характеристики горючести веществ и материалов используют показатель возгораемости В ,

где Q_и – количество теплоты, полученный от источника поджигания;

Q₀ – количество теплоты, выделяемой образцом при горении в процессе испытания.

Если величина В более 0,5, то материалы относят к сгорае­мым, для трудносгораемых В = 0,10,5, а для несгораемых – В менее 0,1.

Под огнестойкостью понимают сопротивляемость строения огню, что характеризуется группой горючести и пределом огне­стойкости (СНиП 2.01.02-85).

Взрывчатые вещества – это химические соединения или сме­си, способные к быстрому химическому превращению с образованием сильно нагретых газов, которые из-за рас­ширения и огромного давления способны произвести ме­ханическую работу.

Ударная воздушная волна (УВВ) – наиболее мощный поража­ющий фактор при взрыве. Она образуется за счет колоссальной энергии, выделяемой в центре взрыва, что приводит к возникно­вению здесь огромной температуры и давления.

30. Средства и способы огнетушения.

Для тушения пожара используют следующие средства:

• разбавление воздуха негорючими газами до таких концентраций кислорода, при которых горение прекращается;

• охлаждение очага горения ниже определенной температуры (температуры горения);

• механический срыв пламени струей жидкости или га­за;

• снижение скорости химической реакции, протекающей в пламени;

• создание условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы.

Огнегасительными называют вещества, которые при введении в зону сгорания прекращают горение. Основные огнегасящие вещества и материалы – это вода и водяной пар, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, негорю­чие газы, галоидоуглеводородные огнегасительные составы и су­хие огнетушащие порошки.

31. Вопросы безопасности при работе на персональных компьютерах.

В настоящее время компьютерная техника широко применя­ется во всех областях деятельности человека. При работе с ком­пьютером человек подвергается воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов: электромагнитных полей (диапазон радиочастот: ВЧ, УВЧ и СВЧ), инфракрасного и ио­низирующего излучений, шума и вибрации, статического элек­тричества и др.

Работа с компьютером характеризуется значительным умст­венным напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой опе­раторов, высокой напряженностью зрительной работы и доста­точно большой нагрузкой на мышцы рук при работе с клавиату­рой ЭВМ.

Рассмотрим основные требования к помещениям, где уста­новлены компьютеры. В зависимости от ориентации окон реко­мендуется следующая окраска стен и пола помещения:

• окна ориентированы на юг – стены зеленовато-голубого или светло-голубого цвета; пол – зеленый;

• окна ориентированы на север – стены светло-оранжевого или оранжево-желтого цвета; пол – красновато-оранжевый;

• окна ориентированы на восток – стены желто-зеленого цвета; пол зеленый или красновато–оранжевый;

• окна ориентированы на запад – стены желто–зеленого или голубовато–зеленого цвета; пол – зеленый или краснова­то–оранжевый.

Освещение помещений вычислительных центров должно быть смешанным.

В качестве источников искус­ственного освещения обычно используются люминесцентные лампы типа ЛБ или ДРЛ, которые попарно объединяются в светильники. Эти светильники должны располагаться над ра­бочими поверхностями в равномерно-прямоугольном порядке. Требования к освещенности в помещениях, где установлены компьютеры, следующие: при выполнении зрительных работ высокой точности общая освещенность должна составлять 300 лк, а комбинированная – 750 лк; аналогичные требования при выполнении работ средней точности – 200 и 300 лк соот­ветственно.

Вычислительная техника является источником существенных тепловыделений, что может привести к повышению температу­ры и снижению относительной влажности в помещении. В по­мещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться определенные параметры микроклимата.

Объем помещений, в которых размещены работники вычис­лительных центров, не должен быть меньше 19,5 м³/человека с учетом максимального числа одновременно работающих в смену.

излучения на рабочем месте оператора компьютера обычно не превышает 10 мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10—100 мВт/м².

Требования к организации рабочего места оператора:

• высота стола с клавиатурой должна составлять 62–88 см над уровнем стола; а высота экрана (над полом) – 90–128 см;

• расстояние от экрана до края стола – 40–115 см;

• наклон экрана – от –15 до +20° по отношению к нор­мальному его положению;

• положение спинки кресла оператора должно обеспечивать наклон тела назад от 97–121°.

Если расстояние от глаз оператора до экрана дисплея составляет 60–80 см, то высота знака должна быть не менее 3 мм, оптимальное соотношение ширины и высоты знака со­ставляет 3 : 4, а расстояние между знаками – 15–20% их высо­ты. Соотношение яркости фона экрана и символов – от 1 : 2– 1 : 5 до 1 : 10 – 1 : 15.

31. Атмосферный воздух. Показатели качества. Эффект суммации.

Регламентирование выбросов вредных веществ.

В ка­честве критериев комфортности жизненного пространства устанавливают значения температуры, воздуха в помещениях, его влажности и подвижности (например, ГОСТ 12.1.005-88).

Критериями безопасности техносферы являются ограничения, вво­димые на концентрации веществ и потоки энергий в жизненном пространстве. Допустимые концентрации подразделяют по следующим видам:

• ПДК_р.з – предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м³. Это такая концентрация при ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 ч или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, которая в течение всего рабочего стажа не должна вызывать в состоянии здоровья настоящего и последующего поколений заболеваний или отклонений, обнаруживаемых современными методами исследования. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих;

• ПДК_м.р – предельно допустимая максимальная разовая концентрация вещества в воздухе населенных мест, мг/м³. Эта концентрация при вдыхании в течение 20 минут не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека;

• ПДК_с.с – предельно допустимая среднесуточная концентрация токсичного вещества в воздухе населенных мест, мг/м³. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном вдыхании.

Загрязняющие вещества по степени воздействия на организм человека разделены по следующим классам опасности: I - чрезвычайно опасные (ПДКрз< 0,1 мг/м3); II - высоко опасные (ПДКрз = 0,1 - 1,0 мг/м3); III - умеренно опасные (ПДКрз = 1,0 - 10,0 мг/м3); IV - мало опасные (ПДКрз> 10,0 мг/м3).

Концентрация вредного вещества в воздухе производственных помещений не должна превышать ПДКрз, в воздухе для вентиляции производственных помещений - 0,3 ПДКрз, в атмосферном воздухе населенных пунктов - ПДКмр, в зоне отдыха и курортов - 0,8 ПДКмр.

• ПДКв - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (мг/л). ПДКвр - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (мг/л).

• ПДКп - предельно допустимая концентрация вещества в пахотном слое почвы (мг/кг).

• ПДКпр (ДОК) - предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вещества в продуктах питания (мг/кг).

• ПДВ (г/с) - это максимальное количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу в единицу времени, которое в сумме с выбросами из других источников загрязнения не создает приземной концентрации загрязнителя, превышающей значение ПДК. ПДВ одних и тех же вредных веществ, используемых в различных регионах и на различных предприятиях, могут не быть одинаковыми

Если вредные вещества обладают эффектом суммации, т.е. могут оказывать сходное неблагоприятное воздействие на организм, и они одновременно присутствуют в воздухе, то качество воздуха будет соответствовать установленным нормам при соответствующем условии:

где С₁, С₂ , С_n – фактические концентрации вредных веществ,

ПДК₁, ПДК₂ , ПДК_n – их предельно-допустимые концентрации.

33. Экологический мониторинг. Критерии качества окружающей среды (ПДК, ПДВ). Экологическая экспертиза.

Экологический мониторинг – определение изменений в экологиче­ских системах (биогеоценозах), природных комплексах и их продук­тивности, а также выявление динамики запасов полезных ископаемых, водных, земельных и растительных ресурсов.

Экологическая экспертиза техники, технологий, материалов вклю­чает общественную и государственную экспертизу. Государственная экологическая экспертиза новой продукции – рассмотрение докумен­тации (или образцов) новой продукции, проводимое экспертными подразделениями органов государственного управления в области при­родопользования и охраны окружающей среды на федеральном, ре­спубликанском и региональном (территориальном) уровне.

Общественная экологическая экспертиза проводится обществен­ными организациями (объединениями), основным направлением дея­тельности которых является охрана окружающей природной среды, в том числе проведение экологической экспертизы, и которые зарегист­рированы в установленном порядке.

Цель экологической экспертизы новой продукции – предупреж­дение возможного превышения допустимого уровня вредного воздей­ствия на окружающую среду в процессе ее производства, эксплуатации (использовании), переработки или уничтожения. Главная задача эко­логической экспертизы – определение полноты и достаточности мер по обеспечению требуемого уровня экологической

По результатам экологической экспертизы составляется экспертное заключение, включающее три части: вводную, констатирующую и заключительную.

Объектами экспертизы являются проекты технической документа­ции на новые технику, технологию, материалы, вещества, сертифици­руемые товары и услуги.

33. Методы защиты атмосферы от техногенных загрязнений.

В настоящее время применяются следующие методы для защиты внутренней и наружной среды от пылевого загрязнения [20]:

1. Замена токсичных веществ на нетоксичные или малотоксичные.

2. Использование выбросов одних производств в качестве сырья для других производств.

3. Герметизация аппаратуры и коммуникаций.

4. Проведение технологических процессов в вакууме, чтобы вредные вещества не выделялись в помещении.

5. Использование встроенных вентиляционных перекрытий и отсосов.

6. Использование гидроподавления.

7. Изоляция производственных и технологических процессов и использование дистанционного управления и роботов.

8. Очистка технологических, вентиляционных выбросов.

Различают следующие механизмы осаждения частиц в пылеулавливающих аппаратах:

1. Гравитационное осаждение: под действием силы тяжести при прохождении частиц через аппарат.

2. Осаждение под действием центробежной силы.

3. Инерционное осаждение, когда зацепление частиц происходит, если расстояние от частицы, движущейся с газовым потоком до обтекаемого тела, равно её радиусу или меньше его.

4. Диффузионное осаждение (осаждение мелких частиц на поверхности обтекаемых тел или стенок аппарата под действием молекул газа, которые находятся в движении).

5. Электронное осаждение осуществляется в результате ионизации газа, при этом частицы заряжаются и осаждаются на электродах.

35. Сухая механическая очистка газов. Циклоны. Тканевые фильтры.

В основе работы сухих механических пылеулавливающих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения частиц. Эти аппараты простые, дешевые и широко применяемые в промышленности.

Самостоятельную группу сухих пылеуловителей составляют фильтрующие пылеулавливающие аппараты – фильтры. Фильтры делятся на 3 класса: фильтры тонкой очистки, фильтры для очистки атмосферного воздуха, промышленные фильтры. Фильтровальные материалы в фильтрах первых 2-х классов обычно не могут быть регенерированы, а подлежат замене, т.е. эти фильтры являются аппаратами однократного действия, рассчитаны на работу с очень низкой начальной концентрацией:

фильтры 1 класса: концентрация < 1 мг/м³,

фильтры 2 класса: концентрация < 50 мг/м³.

Из пылеуловителей наиболее широкое распространение получили циклоны, что объясняется прежде всего простотой их конструкции и, более высокой, чем у других инерционных пылеуловителей эффективностью пылеулавливания. Схема возвратно-поточного циклона представлена на рис.13.1. Принцип действия его заключается в следующем. Поток газовзвеси поступает в циклон закрученным, вследствие чего на частицы пыли действует центробежная сила, отбрасывающая их к стенке, вдоль которой они движутся по спирали вниз в пылевой бункер.

Газовый поток по мере движения сверху вниз частично меняет свое направление, поступая в осевую зону циклона. Часть газового потока снизу поворачивает вверх, частицы пыли вследствие своей инерционности этого сделать не успевают и попадают в бункер. Следует отметить так называемый обратный вынос пыли, когда часть газа тоже попадает в бункер и оттуда выносит с собой мелкие частицы пыли.

Циклоны разделяют на цилиндрические и конические. В цилиндрических циклонах корпус выполнен с удлиненной цилиндрической частью, а в конических - с удлиненной конической частью. Цилиндрические циклоны отличаются высокой производительностью, конические - высокой эффективностью очистки, однако в последних больше потери давления. У конических циклонов по мере сужения корпуса газовый поток закручивается более интенсивно, вследствие чего сепарация частиц пыли к стенке аппарата увеличивается. Герметичность циклонов вместе с бункером – необходимое условие их нормальной работы, даже незначительные подсосы воздуха через бункер резко снижают эффективность очистки.

Следует уделять внимание тому, чтобы в циклоне не конденсировалась влага, температура газа в нем должна быть выше примерно на 10-25°С температуры точки росы. Для этого применяют тепловую изоляцию циклона, иногда его стенки подогревают.

В тканевых фильтрах запыленные промышленные газы или воздух аспирации проходят через ткань, на которой осаждается пыль, образуя дополнительный фильтрующий слой. От пыли фильтр обычно очищают обратной продувкой воздухом.

Эффективность очистки чистой тканью значительно ниже, чем запыленной. После регенерации продувкой степень очистки снижается по сравнению с фильтрацией через запыленную ткань. Такое влияние особенно сильно для тонких тканей. Для толстых тканей часть пыли после продувки остается на фильтре, при этом степень пылеочистки увеличивается, что особенно характерно для шерстяной ткани.

Высокая степень очистки тканевых фильтров, средние капитальные и эксплуатационные затраты делают их конкурентоспособными с электрофильтрами и мокрой очисткой. Их все чаще применяют в пылеочистке.

Тканевые фильтры работают под давлением (нагнетательные) - вентилятор расположен перед фильтром и при разряжении (всасывающие) - вентилятор установлен после фильтра. Последние предпочтительнее, так как при этом уменьшается эрозионный износ вентилятора и в случае утечки пыль в помещение не попадает.

35. Мокрые пылеуловители.

При мокром пылеулавливании достигается контакт запыленного потока с жидкостью в виде капель или пленки. Пыль, имеющая гидрофильные свойства, прилипает к поверхности жидкости и удаляется с ней. Недостаток мокрого пылеулавливания – образование загрязненных стоков, которые необходимо очищать. Однако при мокром пылеулавливании достигается высокая степень очистки (улавливаются частицы размером до 0,1 мкм). Мокрые пылеуловители целесообразно использовать для одновременного с пылеулавливанием охлаждения или увлажнения газа, улавливания вместе с пылью брызг и тумана, абсорбции газовых примесей.

К недостаткам мокрых пылеуловителей относятся также наличие отложений частиц пыли на оборудовании и трубопроводах и их забивание шламом; повышенный расход жидкости, обычно воды, вследствие брызгоуноса; необходимость защиты оборудования и трубопроводов от коррозии, особенно в случае агрессивных газов; невозможность работы при температурах ниже 0°С – вода замерзает; необходимость установки дополнительных каплеуловителей для скоростных газопромывателей. Мокрые пылеуловители классифицируют:

по типу поверхности контакта фаз: полые оросительные, насадочные с подвижной и неподвижной насадкой, тарельчатые (барботажные и пенные) и пленочные (циклоны, вихревые аппараты с водяной пленкой);

по способу действия: гравитационные (оросительные), проточные (насадочные, тарельчатые), центробежные (пленочные циклоны, вихревые аппараты), ударно-инерционные (ротоклоны), струйные (трубы Вентури, эжекторы) и механические (механические и динамические скрубберы) газопромыватели.

В мокрых пылеуловителях применяют распределительные устройства потока жидкости. Для этого в основном используют форсунки и оросители. Первые предназначены для тонкого распыления жидкости, а также для увеличения поверхности контакта фаз; вторые – для равномерного распределения жидкости по стенке или всему сечению аппарата.

Рисунок 13.2 – Схема полого

форсуночного скруббера

Полые оросительные газопромыватели (скрубберы) представляют собой пустотелый корпус, в который подают запыленный газ, в верхней части расположены оросительные форсунки для подачи воды (рис.13.2.). Газ движется противотоком падающим каплям воды. Однако бывают конструкции с прямоточным и поперечным потоком газа.

Степень улавливания частиц более 10 мкм составляет 99%, но для частиц меньшего размера она резко снижается. Эти аппараты широко используют для улавливания крупной пыли, а также при охлаждении газов и кондиционировании воздуха. Высота аппарата обычно в 2,5 раза больше его диаметра. Удельный расход воды от 0,5 до 8 л/м³.

Рисунок 13.3 – Схема насадочного

скруббера

Насадка предназначена для увеличения поверхности контакта фаз. Жидкость течет пленкой по насадке, газ проходит противотоком (рис.13.3). Удельный расход жидкости составляет 1,3-2,6 л/м³. Эффективность пылеулавливания частиц размером свыше 2 мкм более 90%.

В тарельчатых газопромывателях газ с жидкостью контактирует на тарелках, расположенных горизонтально. При малых расходах газа (скорости около 1 м/с) газ барботирует в виде пузырей через слой жидкости, при больших расходах образуется слой турбулизированной пены.

Пенные газопромыватели более эффективны, чем барботажные.

Статическое электричество.

Статическое электричество означает совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектриков и полупроводников, изделий на изолированных (в том числе диспергированных (лат. dispergo – рассеивать; порошки, эмульсии) в диэлектрической среде) проводниках.

Электризация материалов часто препятствует нормальному ходу технологических процессов производства, а также создает дополнительную пожарную опасность вследствие искрообразования при разрядах при наличии в помещениях, резервуарах и ангарах горючих паро- и газо-воздушных смесей.

Согласно гипотезе о статической электризации тел при соприкосновении двух разноразрядных веществ из-за неравновестности атомных и молекулярных сил на их поверхности происходит перераспределение электронов (в жидкостях и газах еще и ионов) с образованием двойного электрического слоя с противоположными знаками электрических зарядов. Таким образом, между соприкасающимися телами, особенно при их трении, возникает контактная разность потенциалов, значение которой зависит от ряда факторов – диэлектрических свойств материалов, значения их взаимного давления при соприкосновении, влажности и температуры поверхностей этих тел, климатических условий.

При одинаковых значениях диэлектрической постоянной  соприкасающихся материалов электростатические заряды не возникают.

При относительной влажности воздуха 85% и более разрядов статического электричества практически не возникает.

Электрические заряды, образующиеся на частях производственного оборудования и изделиях, могут взаимно нейтрализовываться вследствие некоторой электропроводности влажного воздуха, а также стекать в землю по поверхности оборудования, но в некоторых случаях, когда заряды велики и разность потенциалов также велика, то (при малой влажности воздуха) может произойти быстрый искровой разряд между наэлектризованными частями оборудования или на землю. Энергия такой искры может оказаться достаточной для воспламенения горючей ил взрывоопасной смеси. Например, для многих паро- и газо-воздушных взрывоопасных смесей требуется небольшая энергия (0,110^-3 Втс). Практически при напряжении 3 кВ искровой разряд вызывает воспламенение паро- и газо-воздушных взрывоопасных смесей, а при 5 кВ – большей части горючих пылей и волокон.

Меры подавления статической электризации.

Устранение образования значительных статического электричества достигается при помощи следующих мер:

• Заземление металлических частей производственного оборудования;

• Увеличение поверхностной и объемной проводимости диэлектриков;

• Предотвращение накопления значительных статических зарядов путем установки в зоне электрозащиты специальных нейтрализаторов.

Все проводящее оборудование и электропроводящие неметаллические предметы должны быть заземлены независимо от применения других мер защиты от статического электричества.

Неметаллическое оборудование считается заземленным, если сопротивление стекания тока на землю с любых точек его внешней и внутренней поверхностей не превышает 10⁷ Ом при относительной влажности воздуха 60%. Такое сопротивление обеспечивает достаточно малое значение постоянной времени релаксации зарядов.

Заземление устройства для защиты от статического электричества, как правило, соединяется с защитными заземляющими устройствами электроустановок. Практически, считают достаточным сопротивление заземляющего устройства для защиты от статического электричества около 100 Ом. Нейтрализация электрических зарядов может осуществляться путем ионизации воздуха, разделяющего заряженные тела. На практике применяются ионизаторы индукционные, высоковольтные или радиационные.

33