1. Задачи для решения

Общее указание: недостающие для решения задач данные следует принимать на основании сведений, полученных при изучении дисциплины «Основы охраны труда».

Задача № 1.

Установите расчетом, какой случай прикосновения человека к токоведущим элементам трехфазной сети является наиболее опасным: одновременное прикосновение к двум фазам, касание одной фазы сети с глухозаземленной нейтралью, прикосновение к одной фазе сети с изолированной нейтралью. Исходные данные: линейное напряжение U_л=380В; сопротивление изоляции проводников в сети с изолированной нейтралью R_и=500 кОм; электрическое сопротивление обуви кОм, пола – R_п=60 кОм.

Указания к решению задачи

1. Изобразите графически все случаи включения человека в трехфазную сеть.

2. Рассчитайте величину тока, проходящего через тело человека, при условиях: двухфазное включение в сеть, - , где R_ч - расчетное значение сопротивления тела человека;

однофазное включение в сеть с заземленной нейтралью - , где U_ф - фазное напряжение, R_н - допустимое по правилам сопротивление нейтрали (принимается согласно ГОСТ 12.1.030-81);

однофазное включение в сеть с изолированной нейтралью - .

3. Рассмотрите случай, когда обувь и пол являются токопроводящими, то есть .

Полученные при расчетах величины тока сравните с пороговыми значениями его и сделайте соответствующие выводы.

Задача № 2.

Определите количество пеногенераторов, порошка и воды для тушения горючей жидкости в резервуаре диаметром 30 м. Исходные данные: тип генератора - ПГ-50; производительность пеногенератора q₀=45...55 л/с; интенсивность подачи пены для тушения пожара i=0,5 л/(м^2.с); расход порошка пеногенератором q₁=1,2 кг/с; расход воды на образование пены q₂=10 л/с; время тушения пожара t = 60 с.

Указания к решению задачи

При решении задачии необходимо определить:

1. Площадь пожара F.

2. Секундный расход химической пены для тушения пожара – q=Fi.

3. Потребное количество пеногенераторов – n = q/q₀.

4. Потребность в пеногенераторном порошке – Q=q₁nt.

5. Расход воды на образование пены – q_n=nq₂.

Представьте эскиз пеногенератора и описание принципа его действия.

Задача № 3.

Установите расчетом, под каким напряжением окажется человек, прикоснувшийся к фазам В и С в сети переменного тока, где произошло замыкание на землю вследствие обрыва и падения фазы А. Исходные данные: линейное напряжение U_л=380В; сопротивление растеканию лежащего на земле провода R_р=18 Ом; сопротивление заземления ней­трали источника питания (R_н) принять по ГОСТ 12.1.030-81.

Указания к решению задачи

1. Изобразите графически заданный случай включения человека в электрическую сеть.

2. Определите расчетом следующие параметры:

ток замыкания на землю – J₃=U_ф/(R_p+R_н);

напряжение поврежденной фазы относительно земли – U_аз=J₃^.R_p;

напряжение смещения нейтрали – U_н=J₃^.R_н;

напряжение исправных фаз относительно земли –

.

3. Определите, на сколько отличаются напряжения фаз относительно земли от фазного напряжения источника тока и сделайте выводы.

Необходимо обосновать эффективность выравнивания потенциалов для предотвращения попадания человека под опасное по величине шаговое напряжение, обусловленное током замыкания на землю.

Задача № 4.

Определите снижение уровня шума, создаваемого редуктором при размещении его в металлическом корпусе. Исходные данные: передаваемая редуктором мощность N=100 кВт; масса (М_о) одного квадратного метра ограждения - 15 кг.

Указания к решению задачи

При решении задачи необходимо определить:

1. Уровень, создаваемого редуктором шума, – L_p=L₀+20 lgN, где L₀=40...45дБ.

2. Звукоизоляцию R (дБ), обеспечиваемую плотным однородным ограждением, при М_о<200 кг/м² R=13,5 lg М_о +13.

3. Шум от укрытой кожухом установки – L_k=L_p–R.

Необходимо сравнить величину L_k с нормативными значениями по ГОСТ 12.1.003-83.

Задача № 5.

Рассчитайте контур заземления для безопасной работы электроаппаратов. Исходные данные: заземление состоит из трубчатых заземлителей, соединенных металлической полосой; трубчатые заземлители имеют длину l=2 м и диаметр d=0,05 м; расстояние от точки, которая делит трубчатый заземлитель пополам, до поверхности земли h=1,8 м; расстояние между трубчатыми заземлителями L=2l; ширина соединительной полосы в=0,05 м; длина полосы l_n=1,05L, глубина заложения полосы h_n=0,8 м; удельное сопротивление почвы =200 Ом^.м (чернозем при влажности 10…12%); коэффициент сезонности _с=1,6; коэффициент экранирования труб _эт=0,75; коэффициент, учитывающий взаимное экранирование полосы и труб, _эп=0,55; допустимое сопротивление заземляющего устройства R_3.

Указания к решению задачи

При решении задачи необходимо определить:

1. Сопротивление (Ом) трубчатого заземлителя –

.

2. Сопротивление (Ом) заглубленной в землю полосы –

.

3. Количество стержней в контуре –

.

4. Общее сопротивление (Ом) заземляющего контура –

.

Необходимо сравнить, полученное численное значение сопротивления с нормативной его величиной и сделать соответствующий вывод.

Представьте схему заземления пяти электроустановок в цехе с использованием выносного заземляющего устройства.

Задача № 6.

Определите диаметр вытяжного патрубка дефлектора ЦАГИ для проветривания цеха, в котором в процессе работы не выделяются вредные вещества. Исходные данные: объем цеха V=900 м³; количество одновременно работающих в цехе людей N=30; коэффициент эффективности дефлектора К_э=0,40; скорость ветра _в=3...4 м/с.

Указания к решению задачи

При решении задачи необходимо определить:

1. Объем помещения, приходящийся на одного работающего, –

V₁=V/N .

2. Норму воздуха на каждого работающего (q₁, м³/ч) в зависимости от величины V₁ (принимается по справочнику).

3. Расход воздуха (м³/ч) для проветривания цеха – Q₀=q₁N.

4. Производительность дефлектора – , где d – диаметр вытяжного патрубка дефлектора, v_q – скорость движения воздуха в патрубке, v_q=K_э _в.

5. Диаметр дефлектора.

Диаметр вытяжного патрубка дефлектора может быть в пределах 0,2...1,0 м. В случае d>1,0 м расчет следует свести к установлению потребного количества дефлекторов (i) для обеспечения требуемого расхода воздуха Q₀, задавшись оптимальным диаметром патрубка и определив предварительно производительность одного дефлектора, Q_д – i=Q₀/Q_д. Необходимо представить описание принципа действия дефлектора и схему установки его на крыше цеха.

Задача № 7.

Рассчитайте и выберите плавкие предохранители для защиты электродвигателя от короткого фазового замыкания в сети с заземленной нейтралью источника питания. Исходные данные: линейное напряжение в электросети U_л=380В; суммарное сопротивление фазы и нейтрали R_ф+R_н=0,2Ом; мощность электродвигателя Р=1,5кВт; коэффициент мощности соs =0,8; к.п.д. электродвигателя  = 0,9; коэффициент кратности пускового тока К = 5…7.

Указания к решению задачи

При решении задачи необходимо определить:

1. Пусковой ток (А) – .

2. Ток плавких предохранителей – J_пр J_n/2,5.

3. Ток короткого замыкания без учета проводимости через землю –

.

4. Выполняется ли условие J_к.з. 3J_nр?

Выберите стандартные предохранители и плавкие вставки из номенклатуры предохранителей, выпускаемых промышленностью.

Необходимо представить схему и описание защиты от поражения электрическим током путем зануления электроустановки согласно ГОСТ 12.1.030-81.

Задача № 8.

Разработайте план эвакуации людей и материальных ценностей из здания, определите вид и потребное количество средств пожаротушения. Исходные данные: здание трехэтажное, II степени огнестойкости с производством категории В; размеры здания в плане 9018 м; высота каждого этажа 4,2 м; на каждом этаже к коридору, расположенному вдоль наибольшей оси здания, примыкают по 6 помещений, в которых одновременно находятся по 20 человек.

Указания к решению задачи

При решении задачи необходимо определить:

1. Минимальную ширину пути эвакуации людей в=0,6N/100, где N - количество людей, подлежащих эвакуации из помещения, этажа, здания; принимают ширину двери не менее 0,8 и не более 2,4 м, ширину коридора не менее 1,5 м.

2. Минимальное количество эвакуационных выходов i_э=0,6N/(100в), но не менее двух из здания.

3. Время эвакуации людей из наиболее удаленных от выхода из здания помещений (скорость движения людских потоков на горизонтальном участке 16 м/мин, по лестнице вниз 10 м/мин), время эвакуации людей не должно превышать нормативного значения.

4. Вид и потребное количество огнетушителей в коридоре и помещениях каждого этажа согласно действующим нормам.

5. Количество пожарных кранов на внутреннем противопожарном трубопроводе (устанавливается в зависимости от внутреннего объема здания).

Задача № 9.

Определить расчетом производительность общеобменной вентиляции для удаления из горячего цеха избыточной теплоты. Исходные данные: величина теплоизбытков Q_из=120МДж/ч; средняя удельная массовая теплоемкость воздуха С=1 кДж/(кгК); плотность наружного воздуха =1,2кг/м³; температура наружного воздуха t_н =+12°С.

Указания к решению задачи

При решении задачи необходимо определить:

1. Минимальную высоту горячего цеха согласно действующим правилам.

2. Расстояние (Н) от пола до центра вытяжных отверстий.

3. Предельно допустимую температуру (t_рз) в рабочей зоне для работ средней тяжести в теплый период года согласно ГОСТ 12.1.005-88, ДСН 3.3.6.042-99.

4. Необходимую подачу воздуха для поддержания в помещении требуемой его температуры –

,

где t_у – температура удаляемого из помещения воздуха,

;

t – температурный градиент по высоте помещения,

^оС/м.

На вертикальном разрезе цеха покажите установки проточно-вытяжной общеобменной вентиляции.

Задача № 10.

Определите толщину амортизационной прокладки из резины под электроустановку. Исходные данные: масса электроустановки М=120 кг; число оборотов вала электродвигателя n=980 об/мин.

Указания к решению задачи

При решении задачи необходимо определить:

1. Площадь (м²) поперечного сечения виброизоляторов – F=Р/ ,

где Р – вес электроустановки;

 – предельно допустимое статистическое напряжение в резине, =0,29..0,49МПа.

2. Собственную частоту системы на виброизоляторах – f₀=f/,

где f – частота (Гц) возмущающих колебаний – частота вращения вала электродвигателя;

 – оптимальное соотношение частот (=3...4).

3. Круговую частоту собственных колебаний системы – ₀=2f/.

4. Жесткость (Н/м) виброизолятора – , где g – ускорение свободного падения.

5. Рабочую высоту (м) виброизоляторов – h=ЕF/С, где E – динамический модуль упругости резины, Е=7,85...9,81 МПа.

Выберите конструкцию виброизоляторов и изобразите ни них электроустановку.

Задача № 11.

Определите расчетом геометрические параметры отверстий местных вентиляционных отсосов для удаления вредностей при автоматической сварке и при работе абразивного станка. Исходные данные: величина сварочного тока J_с = 300 А; диаметр круга абразивного станка D_кр.=600 мм; рекомендуемая скорость движения воздуха во всасывающих отверстиях: v=0,5...0,7 м/с (при отсосе вредных веществ с малой токсичностью), v=0,7...1,5 м/с (при отсосе ядовитых веществ), v=1,4 м/с (при отсосе пыли или капель краски).

Указания к решению задачи

При решении задачи необходимо определить:

1. Количество воздуха (м³/ч) для удаления вредностей, образующихся при автоматической сварке, – ; для щелевого отсоса К_с=12.

2. Количество воздуха (м³/ч) для удаления пыли, образующейся при работе абразивного станка, – Q_a=K_a ^. D_кр.; для кругов диаметром 250...600мм К_а=1,8.

3. Производительность (м³/ч) местного вентиляционного отсоса со щелевым приемным отверстием – =10⁵xlv, где х - расстояние (м) от отверстия до места образования вредностей; l - длина (м) щели, l  0,25...0,35м.

4. Производительность (м³/ч) местного отсоса с прямоугольным или круглым приемным отверстием - =3600z(10х² +S)v, где z - коэффициент запаса (z=1,1);

S - площадь сечения всасывающего отверстия.

5. Оптимальную конструкцию местного вентиляционного отсоса для сварочного автомата и абразивного станка.

6. Расстояние от приемных отверстий вентиляционных отсосов до мест выделения вредностей (принимаются по конструктивным соображениям и необходимости обеспечения максимальной эффективности проветривания).

7. Расположение вентиляционных отсосов относительно мест образования вредностей.

8. Геометрические параметры приемных отверстий местных отсосов, приравнивая в каждом случае выражения для расчета потребного количества воздуха и производительности местного вентиляционного отсоса.

Вычертите вертикальные разрезы местных вентиляционных отсосов с указанием направления движения воздуха от источника образования вредностей.