Безопасность жизнедеятельности. Часть I. Учебное пособие

Установить по лимбу зазор, рассчитанный по формуле

(1). Образовавшуюся в полости взрывоопасную смесь паров жидкости с воздухом поджечь искрой, включив зажигание (кнопка 3, рис.1). Смесь поджигается в одной из камер. Наблюдать за результатом опыта: звук взрыва и разрыв мембраны на выхлопном штуцере.

Если зазор тушащий, то во второй полости взрыва не происходит, т.е. можно фиксировать «непередачу взрыва». После этого необходимо ликвидировать оставшуюся взрывоопасную смесь во второй полости, включив соответствующую этой полости кнопку зажигания. Если зазор больше тушащего, то происходит «передача взрыва», т.е. при поджигании смеси в одной полости, взрыв происходит одновременно в обеих. Результаты опыта занести в табл. 5 и оформить отчет по работе.

6		5			4		3	2

Рис. 1. Панель управления

Меры безопасности при выполнении лабораторной работы

1.К работе на лабораторном стенде допускаются лица, ознакомленные с его устройством, принципом действия, а также методикой проведения экспериментов.

2.Перед началом работы на стенде необходимо убедиться в том, что он заземлен.

3.Категорически запрещается проведение регулировок, ремонт электроаппаратуры и смена предохранителей при включенном в сеть стенде.

4.Необходимо следить за тем, чтобы стенд обесточивался при открытом защитном щитке.

5.В открытом положении щитка должно обеспечиваться его фрикционное торможение.

Оформление стенда

1.Кратко описать цель работы.

2.Нарисовать условную схему установки.

3.Выполнить расчеты по приведенным методикам.

4.Записать таблицу экспериментальных данных.

5.Заполнить таблицу экспериментальных данных.

6.Сформулировать выводы по работе.

Таблица 1 Категории и группы некоторых взрывоопасных

смесей газов и паров в зависимости от величины безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ). Правила устройства электроустановок (извлечения)

Категория и группа	Наименование взрывоопас-	Величина
взрывоопасных смесей	ных смесей	БЭМЗ, мм
1 – Т1	Рудничный метан	Больше 1,0
2	Промышленные газы и пары
2А – Т1	Аммиак, ацетон, бензол и др.	Больше 0,9
2 А– Т2	Бензин, бутан, этиловый	Больше 0,9
	спирт и др.
2А – Т3	Бензины: А-66, А-72 и др.	Больше 0,9

141 142

Таблица 2 Температурные классы электрооборудования, соответствующие

группам взрывоопасных смесей, для которых электрооборудование является взрывозащитным. Правила устройства электроустановок (извлечения)

Знак класса	Предельная темпера-	Группа взрывоопас-
	тура, ºС	ной смеси
Т1	450	Т1
Т2	300	Т1	Т2
Т3	200	Т1	Т2

Реакции горения некоторых веществ

Таблица 3

Наименование ве-

Формула

Реакция горения

щества

Ацетон

С3Н6О

С3Н6О+4О2+43,76N2=3CO2+3H2O+43,76N2

Бензол

С6Н6

С6Н6+7.5O2+7,53,76N2 =

= 6CO2+3H2O+7,53,76N2

Этиловый спирт

С2Н5ОН

С2Н5ОН+3 O2+33,76N2 =

= 2CO2+3H2O+33,76N2

Таблица 4

Данные для определения текущего зазора оборудования

№

Наимено-

Формула

Молеку-

Удельная

Нормальная

Коэффициент

п/п

вание ве-

лярный

плотность

скорость рас-

температуропро

щества

вес м,

вещества

пространения

водности исход-

кг/моль

γж, г/м3

пламени νн, м/с

ной смеси а, м/с

1

Ацетон

С3Н6О

58,08

700,5

0,32

2,08*10-5

2

Бензол

С6Н6

48,11

879,0

0,37

2,12*10-5

3

Этиловый

С2Н5ОН

46,07

789,5

0,36

2,02*10-5

спирт

		Результаты эксперимента				Таблица 5
Исследуемая				Концентрация
жидкость
№	Величина		Результат эксперимента			Результат
опыта	зазора		полость 19		полость 6	контроль-
						ного взрыва
1	2		3		4	5

143 144

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Расчетно-графическая работа 1 РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНЫХ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ

Цель работы – ознакомить с методикой расчета максимальных приземных концентраций в атмосферном воздухе, произвести оптимальный выбор мероприятий, позволяющих обеспечить рациональное использование средств, направленных на охрану атмосферного воздуха при наибольшем снижении приземных концентраций загрязняющих веществ.

Общие сведения

При размещении, проектировании, строительстве и вводе в эксплуатацию новых и реконструируемых предприятий, а также внедрении новых технологий необходимо обеспечивать соблюдение нормативов вредных воздействий на атмосферный воздух. При этом должны предусматриваться улавливание, утилизация, обезвреживание вредных веществ и отходов или полное исключение выбросов загрязняющих веществ, а также выполнение других требований по охране атмосферного воздуха.

Предприятия, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ в атмосферный воздух, должны быть оснащены сооружениями, оборудованием для очистки выбросов в атмосферу. При невозможности уменьшения выбросов в атмосферу объекты закрываются или перепрофилируются.

Кратковременное увеличение концентрации вредных примесей в приземном слое воздуха может быть обусловле-

145

но двумя основными причинами. Одна из них связана с резким возрастанием выбросов в атмосферу при аварийных ситуациях на производствах, отключении или неисправности очистных устройств, усиленных залповых выбросов и т.п. Однако в городах с большим числом источников, такие случаи не происходят одновременно на многих предприятиях, а могут возникнуть только на отдельных из них.

Другой причиной являются неблагоприятные метеорологические условия. Они могут вызывать одновременное повышение концентрации примеси на значительной территории города или промышленного города. Отсюда следует, как важно своевременно предупреждать о наступлении периодов опасного загрязнения атмосферы.

В периоды неблагоприятных метеоусловий нужно усилить контроль за загрязнением воздуха в целях подтверждения роста концентрации вредных примесей и достижения опасного уровня. Ряд дорогостоящих мер, связанных с частичной приостановкой производства, следует принимать только после достижения уверенности в поступлении опасного загрязнения воздуха.

При прогнозе неблагоприятных условий погоды должны проводиться учащенные наблюдения за загрязнением воздуха.

Меры по уменьшению выбросов в период неблагоприятных условий погоды могут проводиться без сокращения производства и без существенных изменений технологического режима. В наиболее опасных случаях, когда создается серьезная угроза здоровью человека, должно предусматриваться необходимое уменьшение выбросов за счет временного прекращения работы некоторых производств, сильно загрязняющих воздух.

Разработка и практическое внедрение способов сокращения вредных выбросов в атмосферу осуществляются по различным направлениям. Одно из них связано с совер-

146

шенствованием технологических процессов. Получают развитие работы по созданию и внедрению малоотходной технологии.

Задание на работу

1.Произвести расчет максимальных приземных концентраций вредных веществ взвешенных частиц: сернистого ангидрида, двуокиси азота, окиси углерода в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций вредных веществ согласно индивидуальному заданию (табл. 1.5).

2.Рассчитать расстояние Х от источника выброса, на котором приземная концентрация С при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения.

3.Определить категорию опасности предприятия.

4.Построить графики зависимости концентрации С от санитарно-защищенной зоны (С33) для каждого вредного вещества и общий график.

5.Полученные данные свести в таблицу 1.2.

6.Сделать вывод по расчетно-графической работе.

Порядок выполнения работы

Максимальное значение приземных концентраций вредного вещества СМ при выбросе холодной газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Х(м) от источника и определяется по формуле (расчет производится для каждого вредного вещества):

См =	АМFnη	K,	(1.1)
	H 2 3 V∆t
			147

где: А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (табл.1.1);

М – масса вредного вещества, выбрасываемая в атмосферу в единицу времени, г/с (табл. 1.5);

F - безвременный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, (табл. 1.5);

n – коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса (зависит от высоты трубы, расхода газовоздушной смеси и температу-

ры), (табл. 1.1);

η - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (табл. 1.5);

К – коэффициент, зависящий от скорости выхода газовоздушной среды (табл. 1.1);

Н – высота источника выброса над уровнем земли, м (табл. 1.5);

∆t – разность между температурой, выбрасываемой гозовоздушной смеси Т2,°С и температурой окружающего атмосферного воздуха ТВ,°С (табл. 1.5);

V – расход газовоздушной среды, определяется по формуле:

	V =	πD2	ω0 ,	(1.2)
		4

где: D – диаметр устья источника выброса, м (табл. 1.5);

ω0 – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с (табл. 1.1).

Расстояние Хм от источника выбросов, на котором приземная концентрация С при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения См, определяется по формуле:

	Хм =	5 − F	α H ,	(1.3)
		4

148

где α - безразмерный коэффициент α=11,5*Vм.

Vм =	1,3 W0	D	,	(1.5)
	H

где Vм – опасная скорость ветра;

W0 –скорость выхода газовоздушной среды, м/с (табл.1.1);

D – диаметр устья источника, м (табл. 1.5); Н – высота источника выброса, м (табл. 1.5).

Таблица 1.1 Исходные данные для рассеивания вредных веществ

в атмосферном воздухе

	Параметры	Обозначение	Единицы	Значения
			измерения
	Коэффициент, зависящий от тем-
	пературной стратификации атмо-	А	-	250
	сферы.
	Коэффициент, учитывающий ус-
	ловия выхода газовоздушной сме-	М	-
	си из устья источника выброса в
	летний период
	Коэффициент, учитывающий ус-
	ловия выхода газовоздушной сме-	n	-	1
	си из устья источника выброса в
	летний период
	Температура газовоздушной смеси	T2	С	126
	Температура окружающего атмо-	TВ	С	26
	сферного воздуха
	Скорость выхода газовоздушной	ω0	м/с	14,1
	смеси
	Значение расстояния от источника			50
	выброса вредных веществ в окру-			100
	жающее пространство	Х	м	300
				500
				1000
	Коэффициент	К	-	1

При опасной скорости ветра Vм приземная концентрация вредных веществ С* в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х от источника выброса определяется по формуле (расчет производится для каждого вредного вещества):

С* = Si*Cм,

(1.6)

где: Si – безразмерный коэффициент, определяется по формуле:

Si =	1,13				,	(1.7)
		X
	0,13			+1
		Xм

где: Х – значение расстояния от источника выброса вредных веществ в окружающее пространство (табл. 1.). Рассчитывается для каждого значения, т.е. размеры санитар- но–защитной зоны (СЗЗ).

Категория опасности предприятия (КОП) определяется по формуле:

n

Мi ai

М

1

a1

М

2

a2

М

n

an

С = ∑

=

+

+... +

,

i=1

ПДК

ПДК

ПДК

ПДК

где: Мi –

количество

выбрасываемого

i-го вещества,

(табл.1.5)

аi - относительный коэффициент опасности (табл.1.3); ПДК – предельно допустимая концентрация i-го ве-

щества, (табл.1.4).

Если категория опасности предприятия С менее 103, то предприятие относится к 4 классу.

Если категория опасности предприятия С равна 103- 104, то предприятие относится к 3 классу.

Если категория опасности предприятия С равна 104- 106, то предприятие относится ко 2 классу.

149 150

Если категория опасности предприятия С равна 106 и более, то предприятие относится к 1 классу.

Таблица 1.2

Результаты проведенной работы.

Веще-	КОП	М	См	Хм	Vм	Нм	С*	ПДК	С
ства		г/с						мг/м3
Взве-
шенные
части-
цы
Серни-
стый
ангид-
рид
Дву-
окись
азота
Окись
углеро-
да

				Таблица 1.3
Значение коэффициента относительной опасности
Класс	1	2	3	4
опасности
	1,7	1,3	1,0	0,5

		Таблица 1.4
Предельно допустимые концентрации, класс опасности
	предприятия
Вредные ве-	ПДК, мг/м3	Класс опасно-
щества		сти предприятия
Взвешенные	4	4
частицы
Сернистый ан-	0,5	3
гидрид
Двуокись азота	0,085	2
Окись углеро-	5	4
да

151 152

153 154

155 156

157 158

Расчетно-графическая работа 2 СОПРОТИВЛЕНИЕ РАСТЕКАНИЯ ТОКА В ИСКУССТВЕННЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯХ

Цель расчета заземления – определить число стержней, длину соединительной полосы и произвести проверочный расчет.

Для расчета необходимо выбрать форму расположения стержней.

Рис. 1. Виды защитного заземления:

а – расположение стержней по контуру; б – расположение стержней в ряд; 1 – электродвигатели (объекты заземления);

2 – заземляющие шины внутреннего контура; 3 - заземлители; 4 – соединяющие шины; 5 – соединительные провода;

S - расстояние между стержнями; l – длина стержня

Расположение стержней по контуру применяется при устройстве защитного заземлителя трансформаторных подстанций.

Рекомендуется расположение стержней по контуру и для защитного заземления технологического электрооборудования. Расположение стержней в ряд применяется для защитного заземления технологического электрооборудования

159

в помещении, к которому пристроена или в которое встроена трансформаторная подстанция, а также для повторного заземления нулевого провода. Внешний контур заземления должен иметь следующие размеры элементов, указанные на рис. 2.

Рис. 2. Внешний контур заземления: 1 – электрооборудование; 2 – стержни; 3 – соединительная полоса

Сопротивление растекания тока в искусственных заземлителях опредеяется:

		ρ		2lст
						4t +lcт
Rодного	= 0,366		lg		+ 0,5lg		,Ом,	(1)
				d
стержня		lст				4t −lcт

где Rодн. стер. – сопротивление одного стержня, Ом;

ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м (табл. 1); lcт – длина стержней, м (табл. 1);

d – диаметр стержней, м (табл. 1);

t – расстояние от середины стержня до грунта, м. t=0,5lст+c, м, (2)

где с – глубина забивки стержней, м (табл. 1).

160