ДИПЛОМ / Раздел ДП Безопасность и охрана труда, Методические указхапния и примеры расчета / ПРимеры выполнения расчетов по ОТ

Таблица 3.8 – Данные для расчета круглых стальных воздуховодов

	Динамиче-			Скорость	Количество проходящего воздуха, м3/ч (верхняя строка) и потери давления на трение на 1м воздуховода (Па) при
	ское давле-			движения				внутренних диаметрах (нижняя строка), мм
	ние, Па			воздуха, м/с
	2				180	200	225	250	280	315	355	400	450	500	560	630
		2
	2,403			2,0	183	226	286	351	443	561	712	904	1145	1413	1772	2243
					0,353	0,265	0,265	0,235	0,206	0,176	0,147	0,128	0,108	0,098	0,088	0,078
	3,453			2,4	220	271	343	424	532	673	865	1085	1373	1696	2127	2692
					0,490	0,432	0,373	0,324	0,284	0,245	0,206	0,176	0,157	0,137	0,118	0,098
	4,709			2,8	256	317	401	495	622	785	997	1266	1602	1978	2481	3141
					0,647	0,559	0,490	0,432	0,373	0,324	0,275	0,235	0,206	0,176	0,157	0,137
	6,141			3,2	293	362	458	465	709	897	1140	1447	1831	2261	2836	2582
					0,824	0,716	0,628	0,549	0,471	0,412	0,353	0,304	0,265	0,226	0,196	0,176
	7,779			3,6	330	407	515	636	798	1009	1282	1628	2060	2543	3190	4038
					1,020	0,892	0,775	0,677	0,589	0,510	0,441	0,373	0,324	0,284	0,245	0,216
	9,604			4,0	366	452	521	706	886	1122	1426	1809	2289	2826	3534	4481
					1,236	1,079	0,932	0,814	0,706	0,608	0,530	0,451	0,391	0,343	0,296	0,255
	11,576			4,4	403	497	619	777	975	1234	1567	1990	2518	3109	3899	4935
					1,472	1,285	1,108	0,971	0,853	0,736	0,628	0,540	0,471	0,412	0,353	0,304
	13,83			4,8	440	542	687	848	1063	1346	1710	2170	2747	3391	4254	5284
					1,426	1,510	1,305	1,148	0,991	0,853	0,736	0,638	0,549	0,481	0,422	0,363
	15,01			5,0	458	565	715	883	1108	1402	1781	2261	2861	3532	4431	5608
					1,854	1,619	1,402	1,236	1,069	0,922	0,795	0,589	0,589	0,520	0,451	0,392
	17,462			5,4	494	610	773	954	1196	1514	1923	2442	3090	3815	4786	6057
					2,138	1,874	1,619	1,422	1,236	1,060	0,912	0,785	0,677	0,598	0,520	0,451
	20,21			5,8	521	656	830	1024	1285	1626	2066	2623	3319	4098	5140	6506
					2,443	2,129	1,844	1,619	1,4031	1,216	1,050	0,902	0,775	0,677	0,589	0,510
	21,582			6,0	549	678	858	1060	1329	1682	2137	2713	3434	4239	5317	6730
					2,600	2,266	1,962	1,726	1,491	1,296	1,108	0,961	0,824	0726	0,628	0,540
									97

Потери давления в расчётной ветви воздуховодов составляют сумму потерь давления в участках, составляющих рассчитываемую ветвь (Па)

H = Σ(R ·L + Z) или H = Z +Zм

(3.39)

где Z – потери напора на прямых участках, Па; Zм – местные потери напора, Па

Местные потери напора в коленах, переходах, жалюзи рассчитываются по формуле

Zм = 0,5ψм·υ2ср·ρв ,

(3.40)

где ψм – коэффициенты местных потерь напора (табл. 3.9); υср – средняя скорость движения воздуха, м/с; ρв – плотность воздуха, кг/м3.

Таблица 3.9 – Значения коэффициентов местных сопротивлений воздуховодов

Наименование мест-	Коэффициент	Наименование местного сопро-	Коэффициент
ного сопротивления	ψм	тивления	ψм
Колено: а = 90°	1,1	Внезапное расширение:	0,81
		f/F = 0,l
а= 120°	0,55	f/F = 0,3	0,49
а= 150°	0,2	f/F = 0,5	0,25
Отвод: R/D = 1	0Д5	Дроссель или задвижка	0,01
R/D=l,5	0,175	Боковой вход	1
R/D = 2	0,15	Вход с конца	03
Внезапное сужение:	0,29	Выход с конца	1
f/F = 0,l
f/F = 0,3	0,25	Сетка с живым сечением	0,1
		80%
f/F = 0,4	0,21	Жалюзи-выход	3
f/F = 0,5	0,18	Жалюзи-вход	0,5

Зная величину максимальных потерь напора Н, по номограмме выбирают номер вентилятора N, максимальный КПД вентилятора в и безразмерный параметр А (рис. 3.13).

По номеру вентилятора N и коэффициенту А рассчитывают количество оборотов вентилятора по формуле

n =A/N

(3.41)

98

Рис. 3.13. Номограмма для выбора вентилятора

Если при подборе вентилятора полученные величины W и Нвент не попадают на характеристику одного из вентиляторов, имеющихся на графике (номограмме), то принимают ближайший подходящий вентилятор, и, изменяя число оборотов вентилятора, получают требуемую по расчёту производительность и давление.

Пересчёт производят по формулам

	n2				2				3
				n2				n2		(3.42)
W2 W1 n		,H2				,N
			H1 n				2 N1 n
1			1				1

где n1 – оборотов по характеристике; n2 – число оборотов измененное;

W1, H1, N1 – соответственно производительность, давление и мощность по характеристике;

W2, H2, N2 – производительность давление и мощность расчетные. Необходимую мощность электродвигателя определяют по формуле

N	В		WвентHвент		(3.43)
			3,6 106
				П
			В

где NВ – мощность, потребляемая вентилятором, кВт;В – к.п.д. вентилятора (по характеристике);

П – к.п.д. привода, принимаемый (для электровентиляторов П = 1,0; для муфтового соединения П = 0,98; для клиноремённой передачи П = 0,95).

99

Марки вентиляторов приведены в табл. 3.10. Размеры воздухораспределителя даны на рис. 3.14.

1 – корпус; 2 – выходной патрубок; 3 – винт регулировочный; 4 – диск; 5 – входной патрубок

Рис. 3.14. Воздухораспределитель центробежный типа ВЦ

Тогда кратность воздухообмена (раз в час) будет равна

К = Рф/РПДК = 350/300 = 1,2

Приняв объем кабины трактора V=1,5 м3, определим требуемый воздухообмен

LТ = К ·V = 1,2 ·1,5 = 1,8 м2/ч

Определим площадь поперечного сечения воздуховода F, принимая скорость воздушного потока υ = 7 м/с по формуле (3.15)

F = LТ ·3600 ·υ =1,8/3600 = 5·10-4 м2

Так как воздуховод круглого сечения, радиус его будет равен

r		F			5 10 4	= 0,012 м
					3,14

Производительность вентилятора найдем с учетом коэффициента запаса

(k3= 1,3) по формуле (3.34)

100

Wвент = LТ· k3 =1,8·1,3 = 2 м3/ч

Рассчитаем потери напора в вентиляционной сети по формуле (3.38), принимая, что коэффициент, учитывающий сопротивление труб, φТ = 0,02; средняя скорость воздуха, м/с; υср = 1м/с; длина воздуховода, м; lm = 1,5 м; диаметр трубы, м; d = 0,024 м ; плотность воздуха ρв = 1,247 кг/м1.

		Т	l		в	2
Z			Т			ср	=0,2 ·1,247·1 · 1,5/2 ·0,024 = 0,75 ПА
				2d

Местные потери в коленах, переходах, жалюзи найдем по формуле (3.40), принимая коэффициент местных потерь напора для колена α = 120° ψ1= 0,5; для колена α = 90° ψ2 =1,1; для внезапного расширения ψ3 = 0,8; для входа в вентилятор после фильтра ψ4 = 6

Zм = 0,5ψм·υ2ср·ρв = 0,5(1,5 + 1,1 + 0,8 + 6) ·1,247 = 5,9 Па Суммарные потери напора в линии определим по формуле (3.39)

ZЛ = Z +Zм = 5,9 + 0,75 = 6,65 Па Тогда напор вентилятора Нвент = ZЛ = 6,65 Па.

Найдем мощность (кВт), необходимую для привода вентилятора, по фор-

муле (3.43)

N	В		WвентHвент		= 6,65 ·2/3600 ·0,4 ·0,9 = 4·10-3 кВт
			3,6 106
				П
			В

Вывод. Выбираем электродвигатель МЭ-12,5 мощностью 12,5Вт.

1Рассчитайте, какое количество воздуха необходимо удалить из отделения обкатки карбюраторных двигателей для поддержания концентрации угарного газа (СО) в помещении в пределах допустимой нормы. Известно, что в отделении одновременно обкатывается 3 двигателя ЗИЛ-130, часовой расход топлива всех двигателей равен 110 кг/ч, доля содержания СО в отработанных газах равна 5%, а доля СО, прорывающаяся в помещение из системы газоотвода, составляет 0,05% от общего количества угарного газа в продуктах сгорания.

2При работе молотковой дробилки КДУ-2 в помещение через неплотности прорывается 0,25 г/с, нетоксичной пыли зерновых отходов с примесью дву-

окиси кремния менее 2%. Количество воздуха, удаляемого из помещения L = 0,7 м3/с. Определите, какова при этом будет фактическая концентрация пыли в помещении. Будет ли фактическая концентрация пыли удовлетворять санитар- но-гигиеническим нормам?

3В отделении мойки деталей в окружающую среду выделяется 0,5 г/с водяных паров. Рассчитайте, какое количество воздуха необходимо удалить из помещения для поддержания относительной влажности 65%, при влажности поступающего воздуха 55%, температура удаляемого и поступающего воздуха соответственно равна 23 и 17°С.

4Помещение оборудовано шестью вытяжными шахтами, сечением 0,75x0,75 м и высотой 4,2 м. Каждая шахта оборудована заслонкой, позволяю-

101

щей регулировать сечение шахты. Рассчитайте площадь проходного сечения шахты, обеспечивающую удаление 12000 м3/ч воздуха при условии, что температура удаляемого воздуха равна 24°С, а температура приточного воздуха 10°С, коэффициент, учитывающий потерю скорости воздуха в канале шахты 0,55.

5Оценить эффективность местного отсоса типа вытяжного шкафа по ско-

рости движения воздуха в рабочем проёме, если часовой объем удаляемого воздуха равен 2800 м3, площадь сечения шкафа 0,25 м2, минимально допустимая скорость движения воздуха 3,5 м/с.

6Определить какой воздухообмен необходимо обеспечить в помещении объемом 12x15x8 м , если известно, что в условиях естественной вентиляции с

кратностью воздухообмена 3,5 раза в час концентрация пыли в воздухе составляет 15 мг/ м3, а ПДК этой пыли равна 2 мг/ м .

7Найти воздухообмен для аспирационного кожуха диаметром 110 мм, если известно, что диаметр абразивного круга 260 мм.

8Рассчитайте скорость движения воздуха в вытяжном зонте сварочного поста, если в час расходуется 0,7 кг электродов, а норма воздухоотбора 4000 м3 /кг, площадь сечения воздуховода 0,85x1,2 м2.

9В гараже площадью 850 м2, и высотой 6 м одновременно заводят 5 двигателей мощностью 70 л.с. Время заводки 4 минуты, содержание угарного газа

ввыхлопе 5 %, коэффициент загрузки двигателя 0,15, часовой расход топлива 450 г/(л.с- ч). Рассчитать воздухообмен на удаление окиси углерода.

10Определить необходимую производительность вентилятора в медницком отделении ремонтной мастерской, если известно, что площадь помещения 46 м2, высота 5 м. Кратность воздухообмена К = 4,5.

11В размолочном отделении кормоцеха выделяется в час 14 г мучной пыли. Рассчитать производительность вентилятора, необходимую для удаления излишков пыли.

12В цехе ремонта топливной аппаратуры для производственных целей применяют бензин, который ежечасно испаряется в количестве 350 г. Рассчи-

тать производительность вентиляции, необходимую для доведения концентрации паров бензина до предельно допускаемой - 0,3 г/м3.

13В литейном цехе авторемонтного завода размерами 15x10x5 м3 при разливке жидкого чугуна в час выделяется 90 г окиси углерода (СО). Рассчитать производительность вентилятора, необходимую для поддержания в цехе нормальной концентрации СО.

14В термическом цехе установлены три электропечи. Каждая печь отдает

ватмосферу цеха 5000 кал/ч тепла. Без вентиляции температура в цехе возрастет до 28°С. Рассчитать производительность вентиляции, снижающей температуру воздуха, если наружный воздух нагрет до 17°С.

15Рассчитать производительность вентилятора для удаления избытков влаги из коровника, в котором размещено 90 лактирующих коров массой по 300 кг, 50 коров массой по 400 кг и 40 коров массой по 600 кг. Внутренняя температура коровника +12°С, наружная -9°С.

16В свинарнике размещено 70 откормочных свиноматок живой массой по 100 кг и 50 – по 200 кг. Животные выделяют углекислоту, которую необходимо

102

удалить естественным вентилированием. Конструкция свинарника допускает установку вытяжных шахт высотой 4,2 м. Температура внутри свинарника

+12°С, снаружи –10°С.

17Определить количество воздуха, отсасываемого с верстака медника вытяжным зонтом, открытым с трех сторон. Размеры зонта 1,7x0,9 м2. Скорость движения отсасываемого воздуха 0,7 м/с.

18В ремонтной мастерской установлена ванна для восстановления плунжерных пар хромированием. Размеры ванны 0,5x1,Ом2. Температура ванны +60°С, температура в помещении +17°С. Рассчитать двухбортовую отсосную вентиляцию.

Глава 4. Производственное освещение

4.1. Общие сведения

Свет является разновидностью электромагнитной энергии. Он вызывает световое ощущение глаз в результате раздражения зрительного нерва волнами светового потока длиной от 780 до 380 нм (1 нанометр = 10-9 м). Остальная часть лучистого потока – ультрафиолетовые и инфракрасные лучи – зрительного ощущения не вызывают.

Энергия, передаваемая лучеиспусканием, называется лучистой энергией, а ее мощность – лучистым потоком. Световой поток – это часть лучистой энергии, вызывающая световое ощущение. Световой поток может по-разному распределяться в пространстве, действуя на орган зрения. Например, открытая лампа распределяет пучок света по всем направлениям, а прожектор, наоборот, собирает поток в пучок.

Ощущение того или иного цвета, что является очень важным в вопросах безопасности, неодинаково и зависит от длины волны. За единицу максимальной чувствительности глаза к излучению принята длина волны 555 нм, соответствующая желто-зеленому цвету. Все остальные волны характеризуют относительную видимость [23].

Через органы зрения человек получает 80% информации о внешнем мире. Свет не только обеспечивает связь организма с внешней средой, но и об-

ладает высоким биологическим и тонизирующим действием.

Правильно спроектированное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомление, способствует повышению производительности труда, оказывает положительное психологическое воздействие. Рациональное освещение устраняет напряжение зрения и по мере увеличения освещенности увеличивает его остроту (способность глаза различать мелкие предметы), быстроту (скорость распознавания отдельных предметов), производительность труда (от 4 до 12%) и качество труда.

Световое ощущение, получаемое глазом, определяет яркость. Приспособление зрительного органа к изменению яркости называется адаптацией глаз.

Большое значение в проблеме безопасности имеет соблюдение постоянного уровня адаптации. Отклонения от санитарных норм при проектировании ос-

103

вещения могут привести к негативным последствиям – к травмам на производстве или заболеваниям.

Реакции организма человека на воздействие излучений видимого диапазона при отклонении от санитарных норм приведены на рис. 4.1.

Излучение видимого диапазона

Действие на органы зрения

Фотокератит Ожог коньюктивы, радужки и сетчатки

Дегенеративные изменения на глазном дне Снижение остроты и цветового зрения Фотохимическая катаракта

Действие на кожные покровы

Потемнение кожи (загар) Ускоренное старение кожи

Рис. 4.1. Неблагоприятное действия излучений видимого диапазона

4.2.Классификация и основные характеристики освещения

Взависимости от источника света освещение может быть двух видов – естественное и искусственное.

По характеру естественное освещение подразделяют на виды: обычное, совмещенное (естественное, дополненное искусственным), боковое естественное (через световые проёмы в стенах), верхнее естественное (через фонари, проёмы

вперекрытии), комбинированное естественное (сочетание верхнего и бокового освещения).

Искусственное освещение делят на общее (светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования), местное (дополнительное к общему; создаётся светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих метах), комбинированное (к общему освещению добавляется местное).

По назначению искусственное освещение подразделяется на следующие виды: рабочее, аварийное (для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения); эвакуационное, охранное, дежурное (рис. 4.2).

Эвакуационное освещение устраивается на лестницах и в проходах. Оно должно составлять на полу основных проходов и на ступеньках лестниц 0,5 лк, на открытых территориях – 0,2 лк. Охранное освещение устраивается вдоль границ охраняемой территории в ночное время. Оно должно составлять 0,5 лк на уровне земли. Дежурное освещение устраивается в нерабочее время и в помещениях, через которые осуществляется проход к рабочим местам. Аварийное освещение предназначено для выполнения работ при внезапном отключении электроэнергии. Наименьшая освещенность рабочих поверхностей в аварийном режиме должна составлять 5% от рабочего освещения, но не менее 2 лк при газоразрядных лампах и 10 лк при лампах накаливания.

104

Рис. 4.2. Классификация освещения [28]

Общее освещение предусматривает расположение светильников в верхней потолочной зоне. Местное освещение предусматривает концентрацию светового потока на рабочих местах. В производственных условиях применение местного освещения без общего освещения не допускается.

Естественная и искусственная освещённость нормируется в зависимости от характера зрительной работы (наивысшей точности, очень высокой точности, высокой точности, средней точности, малой точности, грубая работа, работа со светящимися материалами и изделиями, общее наблюдение), размера объекта различения (0,15 мм и более), разряда и подразряда зрительной работы (от I до VII и от а до г), контраста объекта различения с фоном (малый, средний, большой) и характеристики фона (тёмный, средний или светлый).

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Характеристики освещения [28]

Естественное освещение создается рассеянным светом небосвода в пасмурную погоду или солнечным светом в ясную погоду.

105

Искусственное освещение создается двумя типами ламп – накаливания и газоразрядными, которые, в свою очередь, могут быть натриевые, ртутные, люминесцентные, ксеноновые, металлогалогенные (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Классификация ламп [28]

Совокупность источника света (лампы) и арматуры называется светильником (рис. 4.5). По особенностям распределения светового потока светильники разделены на три группы: прямого света, в которых 90% светового потока направляется в нижнюю полусферу ("Универсаль", "Глубоизлучатель", "Кососвет", "Альфа", "Бета"); отражённого света, в которых 90% светового потока направляется в потолок и, отражаясь от него, равномерно распределяется по всему помещению; рассеянного света ("Люцетта", ДМ-1, "Молочный шар").

По назначению светильники делятся на светильники общего и местного освещения ("Альфа", "Бета").

По степени защиты от окружающей среды светильники изготавливают следующих типов: открытые (лампа не закрыта); защищенные (лампа и патрон внутри арматуры); пыленепроницаемые; влагозащищённые; взрывозащищённые; взрывобезопасные (ВЗГ).

106