4.2.4Расчет рубашки при действии избыточного внутреннего давления

Рисунок 13. Схема для расчета рубашки под действием избыточного внутреннего давления

Толщина стенки определяется по формуле (5.3.6):

s_R+ c

По формуле (5.3.7):

p_R - расчетное внутреннее избыточное давление, МПа

p_R=0,25 МПа

Находим минусовой допуск и определяем величину суммарной прибавки по формуле (5.3.10):

с = 11,22·10^-3 м

Подставим полученные значения:

s=1,15·10^-3 + 11,22·10^-3 = 13,37·10^-3 м

По сортаменту принимаем толщину стенки рубашки S =14^.10^-3 м.

Допускаемое внутреннее избыточное давление [p], МПа, определяется по формуле (5.3.12):

При этом должно выполняться условие прочности: >p_R ,

0,46 МПа > 0,25 МПа – условие выполнено.

На этом расчет рубашки, нагруженной внутренним избыточным давлением заканчиваем. Предварительно без учёта наружного давления, принимаем толщину стенки рубашки s =14^.10^-3 м.

4.2.5 Расчет рубашки при действии избыточного наружного давления

Рисунок 14. Схема для расчета рубашки под действием избыточного наружного давления.

Определим толщину стенки рубашки S, м, нагруженной наружным давлением по формуле (5.3.13):

Выбираем

Находим минусовой допуск и определяем величину суммарной прибавки по формуле (5.3.10): с = 11,8^.10^-3 м.

По сортаменту принимаем толщину стенки обечайки s = 22^.10^-3 м.

Допускаемое давление из условия прочности и устойчивости, МПа. Определяются по формулам (5.3.17) и (5.3.18):

,

где В₁ определяется по формуле (5.3.19)

Выбираем В₁ = 1.

Определяем допускаемое давление по формуле (5.3.16):

После определения и расчёта толщины стенки аппарата, стенку аппарата проверяют на допускаемое давление [p] >p_R: 0,14 МПа > 0,1 МПа – условие выполняется, следовательно, s=.

Были произведены расчеты толщины стенки рубашки при действии внутреннего и избыточного наружного давления. По результатам расчетов видно, что при действии наружного давления требуется большая толщина стенки. В дальнейших расчетах и при конструировании будем использовать s=.

4.2.6Расчет плоского круглого днища при действии избыточного внутреннего или избыточного наружного давления

Рисунок 15.Схема для расчета плоской крышки аппарата

Толщина днища или крышки рассчитывается по формуле:

, (5.3.20)

где - значение коэффициента зависит от конструкции днищ и крышек и определяется по табл. 7.15[7];

K₀ – коэффициент ослабления днища или крышки отверстиями, если отверстие отсутствует, то:

, (5.3.21)

- расчетный диаметр днища таврового соединения.

Находим минусовой допуск и определяем величину суммарной прибавки по формуле (5.3.10):

с = 12,2·10^-3 м

S₁ = 42 ·10^-3 + 12,2·10^-3 = 54,2·10^-3 м

По сортаменту принимаем толщину крышки S = 56^.10^-3 м.

Толщина днища толщины сопрягаемой с ней обечайки.

Определяем допускаемое давление по формуле:

При этом должно выполняться условие [p] ≥ P_R: 0,26 ≥ 0,24 МПа – условие выполнено.

На этом расчет толщины днища заканчиваем. Принимаем толщину днища S₁=56^.10^-3 м.

4.2.6Расчет плоского круглой крышки при действии избыточного внутреннего или избыточного наружного давления

Рисунок 16.Схема для расчета плоской крышки аппарата

Толщина днища или крышки рассчитывается по формуле:

, (5.3.20)

где - значение коэффициента зависит от конструкции днищ и крышек и определяется по табл. 7.15[7];

K₀ – коэффициент ослабления днища или крышки отверстиями, при наличии нескольких отверстий определяется по формуле:

,(5.3.23)

где - расчетный диаметр днища таврового соединения;

- диаметр отверстия.

Расчетное давление определяется по формуле:

Находим минусовой допуск и определяем величину суммарной прибавки по формуле (5.3.10):

с = 2,2·10^-3 м

S₁ = 47 ·10^-3 + 2,2·10^-3 = 49,2·10^-3 м

По сортаменту принимаем толщину крышки S = 50^.10^-3 м.

Толщина крышки толщины сопрягаемой с ней обечайки.

Определяем допускаемое давление по формуле (5.3.22):

При этом должно выполняться условие [p] ≥ P_R: 0,23 ≥ 0,22 МПа – условие выполнено.

На этом расчет толщины крышки заканчиваем. Принимаем толщину крышки S₁=50^.10^-3 м.

5. Безопасность при выполнении НИР

5.1 Безопасность при работе в лаборатории

Исследовательская часть дипломной работы проводилась в лаборатории кафедры МАХП ВГУИТ. При работе в лаборатории могут действовать различные опасные и вредные производственные факторы (ОВПР).

5.1.1 Физические ОВПР

Факторы физической опасности являются наиболее распространенными и характерными для любого рабочего места в лаборатории. Существенное влияние на тепловое самочувствие исследователя оказывают микроклиматические условия. В лабораторном помещении необходимо поддерживать оптимальные параметры микроклимата СанПиН 2.2.4.548-96. Характеристика параметров микроклимата представлена в таблице 1. [Производственная безопасность пищевых предприятий]

Таблица 1 – Микроклиматические условия в лаборатории

Оптимальные значения параметров микроклимата
Категория тяжести работы	Температура, С		Относительная влажность воздуха, %		Скорости движения воздуха, м/с
	Теплый период	Холодный и переходный период	Теплый период	Холодный и переходный период	Теплый период	Холодный и переходный период
IIa	16-27	15-21	40-60	40-60	0,2-0,3	не более 0,2

Правильная ориентация систем вентиляции обеспечивает нормальные микроклиматические условия и чистоту воздуха на рабочих местах. Лаборатория оснащена смешанной системой вентиляции. Искусственная вентиляция представляет собой вытяжную вентиляцию. Естественная вентиляция в лаборатории осуществляется через форточки. Отопление помещений в зимний период осуществляется через центральную отопительную систему.

Одним из важнейших элементов благоприятных условий труда является рациональное освещение помещений и рабочих мест. От степени освещенности напрямую зависит не только здоровье глаз и работоспособность человека, но еще и его физическое и психоэмоциональное состояние [22].

Исследовательские работы, проводимые в лаборатории, можно отнести к 3 разряду зрительных работ.

В лаборатории используют естественное и искусственное освещение. Для защиты от слепящего действия прямых солнечных лучей используют шторы.

В лаборатории используется общее равномерное освещение люминесцентными лампами. Характеристика освещения рабочего места (СНиП 23-05-95) представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика освещения рабочего места

Разряд зритель-ных работ	Естественное освещение		Искусственное освещение
	Система освещения	КЕО, %	Нормативная освещенность, лк	Тип светильника
		Нормативный
III	Боковое	1,08	300	ЛД-40

Исследовательская работа в лаборатории проводилась на установке с мешалкой и ультразвуковым генератором, работа которой сопровождается шумом и незначительной вибрацией. Так же при включении общей вытяжной вентиляции наблюдается шум. Шум, исходящий от установки вызван работой электродвигателя и генератора ультразвука. Шум может привести к снижению работоспособности, в первую очередь умственной, так как уменьшается концентрация внимания, увеличивается число ошибок, развивается утомление. Такое состояние неблагоприятно отражается на сердечно-сосудистой системе: изменяется частота сердечных сокращений, повышается или понижается артериальное давление и др. [22].

Шум, возникающий при работе установки и включении общей вентиляции в лаборатории, находится на уровне 75-85 дБА. В лаборатории уровень шума не должен быть более 70 дБА (СНиП 23-03-2003). В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуется использовать ушные вкладыши. Снижение на 5-20 дБА. Так же к мероприятиям по снижению шума применяются средства коллективной защиты, например, использование средств звукопоглощения.

Ультразвук, при высоких мощностях, (производственных) негативно влияет на здоровье и самочувствие человека: повышение температуры, головная боль, онемение и покалывание конечностей, плохое самочувствие. При длительном и интенсивном воздействии ультразвук может вызвать разрушение клеток тканей [22].

Установлены допустимые уровни звукового давления на рабочих местах (СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96). В лаборатории, при работе оборудования уровень ультразвука составлял 20 кГц, что не превышает предельно допустимых – таблица 3.

Таблица 3- Предельно допустимые уровни

ультразвука для работающих[Производственная безопасность пищевых предприятий]

Среднегеометрические частоты октавных полос, кГц	Пиковые значения виброскорости, м/с	Уровни виброскорости, дБ
16-63		100

Помещение лаборатории, согласно ГОСТ 12.1.038-82 относится ко второй категории по степени опасности поражения людей электрическим током, то есть к помещениям с повышенной опасностью. Электрические сети лаборатории работают под напряжением 220 В и 380 В. Источником электротравматизма может являться различное электрооборудование: сушильный шкаф, влагомер, весы технические и аналитические, магнитная мешалка.

Электрический ток является одним из наиболее опасных и вредных производственных факторов: он может вызвать местные поражения тканей и органов, судорожное сокращение мышц, нарушение сердечной деятельности и дыхания, потерю сознания, клиническую смерть и даже летальный исход [23]. Мероприятия по защите от электрического тока приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Основные мероприятия по защите от воздействия электрического тока.[Производственная безопасность пищевых предприятий]

Наименование мероприятия	Особенность применения
Изоляция токоведущих частей	Сопротивление изоляции 0,5 Ом.Качество изоляции проверяют не реже 1 раза в год в сырых и не реже 2 раз в год в особо сырых помещениях
Защитное заземление	Все металлические конструкции оборудования соединяются с землей через малое сопротивление. Согласно ПУЭ, при напряжении сети до 1 кВ требуется обеспечить сопротивление заземления Rз≤4 Ом.
Защитное зануление	В качестве максимальной токовой защиты применяют плавкие предохранители, магнитные пускатели и контакторы с тепловыми рыле.
Защитное отключение	Эта защитная мера, обеспечивающая безопасность путем быстродействующего (время действия 0,1 – 0,2 с и меньше) отключения аварийного участка от сети
Контроль за состоянием оборудования и своевременный ремонт	Согласно ПУЭ

В лаборатории так же установлен компьютер. Неправильная организация труда за компьютером может навредить здоровью: нарушение зрения и внимания, расстройство нервной системы, заболевания опорно-двигательного аппарата, кистей рук и т.д. Условия работы на рабочем месте с компьютером должны соответствовать СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.

5.1.2 Психофизиологические ОВПР

Одним из условий рациональной организации рабочего места является предупреждение или снижение преждевременного утомления работающего человека, предотвращение у него психофизиологического стресса, появления ошибочных действий. Для психологической разгрузки предусмотрена специальная комната. Более конкретные меры будут зависеть от количества и уровней психофизических факторов на конкретном рабочем месте, в данном случае в лаборатории кафедры. Так же в течении рабочего времени рекомендуется изменение рабочей позы в процессе работы, непрерывная работа должна составлять не более 1 часа. Организация труда и его безопасность должна строиться на основе учета закономерностей не только физиологических, но и психологических реакций работающего на те или иные условия окружающей его среды.

5.2 Пожарная безопасность в лаборатории

В соответствии со СНиП 21-01-97 с изм. 2002 должны быть предусмотрены конструктивные, объемно-планировочные и инженерно-технические решения, обеспечивающие пожарную безопасность. В соответствии с НПБ 105-03 помещение относится к категории В – пожароопасное.

Пожар в лаборатории так же может возникнуть при эксплуатации ЭВМ и другого оборудования, возможны возникновения короткого замыкания, перегрузки, перенапряжение. При возникновении аварийных ситуаций происходит резкое выделение тепловой энергии, которая может явиться причиной возникновения пожара. Тушить такие установки необходимо пенными огнетушителями. В помещении, где установлен компьютер, должна быть обеспечена пожарная безопасность в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91.

В целях обеспечения безопасной работы в учебной лаборатории выполняются следующие мероприятия: разработана инструкция по технике безопасности, установлен железный ящик для легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), обеспечивается очистка, обезвреживание и улавливание вредных выбросов, отходов и отбросов в атмосферный воздух, воду и почву. Отходы химических реактивов выносятся на склад.

В целях пожарной безопасности у входа в лабораторию установлен ящик с песком и имеется огнетушители ОП-1,ОУ-2 для тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и газов, различных растворителей и других сгораемых материалов, а также асбестовые одеяла, прилагается противогаз марки «Б».

5.3 Первая медицинская помощь.

Основной целью в оказании первой медицинской помощи является умение оказать помощь человеку, получившему травму или страдающему от внезапного приступа заболевания, до момента прибытия квалифицированной медицинской помощи.

ПМП при порезах. Промыть рану антисептическим средством (например, спиртовой раствор йода или раствор перекиси водорода) или водой с мылом. Для очистки загрязненных ран использовать чистую салфетку или стерильный тампон. Очистку раны начинать с середины, двигаясь к ее краям. Наложить небольшую повязку.

ПМП при кровотечении. Наложить давящую повязку, для чего полностью забинтовать поврежденное место, накладывая бинт спирально. При наложении повязки на руку или ногу, оставлять пальцы открытыми: по пальцам можно определить, не туго ли наложена повязка – если пальцы начинают холодеть, неметь или изменять цвет, слегка ослабить повязку.

Наложение жгута является эффективным способом полной остановки артериального кровотечения. Жгут накладывается на конечность выше поврежденной части примерно на 5 см. В качестве жгута можно использовать широкую полосу материи. Завяжите жгут на один узел совершенно свободно. Затем в петлю вставьте какую-нибудь палку или дощечку, или ножницы и закрутите повязку до необходимой степени, пока кровотечение не прекратится. Зафиксируйте предмет (палку, дощечку) двойным узлом. Запомните время наложения жгута – нельзя оставлять жгут более двух часов ввиду опасности омертвления конечности.

ПМП при ожогах. Необходимо осторожно удалить одежду с поврежденной поверхности тела. Ожоговую поверхность необходимо охладить холодной водой. После охлаждения накройте пораженную область чистой влажной салфеткой, чтобы предотвратить попадание инфекции и облегчить боль. Волдыри не прокалывать.