БЖ практика
.rtfЗадача 1
Расчёт потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции
Определить необходимый воздухообмен в помещении, исходя из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций.
длина пом., м |
Ширина пом., м |
Высота пом., м |
Мощность обор-я, кВт |
Категория Тяжести работы |
Вредное вещество |
Кол-во вредного вещества, мг/ч |
Число раб. Чел. |
ПДК, Мг/м3 |
50 |
30 |
7 |
50 |
лёгкая |
мет. пыль |
5000 |
50 |
6 |
Решение:
При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяют из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций.
. Расход приточного воздуха L1, м3/ч, необходимый для отвода избыточной теплоты,
где - Qизб - избыточное количество теплоты, кДж/ч; с - теплоемкость воздуха, Дж/(кг•К), с = 1,2 кДж/(кг•К); ρ - плотность воздуха, кг/м3; tуд - температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, оС; tпр - температура приточного воздуха.
Расчетное значение температуры приточного воздуха tпр для Волгограда принимаем 22,3оС.
Температура воздуха в рабочей зоне tуд принимаем на 3-5оС выше расчетной температуры наружного воздуха.
Плотность воздуха, кг/м3, поступающего в помещение,
ρ = 353 ÷ (273 + 22,3) = 1,195 кг/м3
Избыточное количество теплоты, подлежащей удалению из производственного помещения, определяют по тепловому балансу:
принимает где Qпр - теплота, поступающая в помещение от различных источников, кДжд/ч; Qрасх - теплота, расходуемая (теряемая) стенами здания и уходящая с нагретыми материалами, кДж/ч.
Поскольку перепад температур воздуха внутри и снаружи здания в теплый период года незначительный (3-5оС), то при расчете воздухообмена по избытку тепловыделений потери теплоты через конструкции зданий можно не учитывать. При этом некоторое увеличение воздухообмена благоприятно влияет на условия труда работающих в наиболее жаркие дни теплого периода года.
С учетом изложенного, формула следующий вид:
Избыточное количество теплоты определяется только с учетом тепловыделений электрооборудования и работающего персонала:
при где Qэ.о - теплота, выделяемая при работе электродвигателей оборудования, кДж/ч; Qр - теплота, выделяемая работающим персоналом, кДж/ч.
Теплота, выделяемая работе электродвигателей оборудования,
где β - коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность работы, режим работы, β = 0,25…0,35; N - общая установочная мощность электродвигателей, кВт.
э.о = 3528 • 0,25 • 50 = 44100 кДж/ч.
Теплота, выделяемая работающим персоналом,
где n - число работающих, чел.; Кр - теплота, выделяемая одним человеком, кДж/ч (принимаем при лёгкой работе 300 кДж/ч).
р = 50 • 300 = 15000 кДж/ч.
Следовательно, Qизб = 44100 + 15000 = 59100 кДж/ч.
Тогда,
. Расход приточного воздуха L2, м3/ч, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах:
где G - количество выделяемых вредных веществ, мг/ч; qуд - концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, , мг/м3; qпр - концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м3,
пр ≤ 0,3 • qпдк = 0,3 • 6 = 1,8 мг/м3.
Тогда,
˃ L2, то для определения потребного воздухообмена принимаем величину L1.
. Определение потребного воздухообмена, 1/ч.= L / Vп,
где К - Кратность воздухообмена помещений, 1/ч; L - потребный воздухообмен, м3/ч; Vп - объем помещения, м2. п = Длина помещения • Ширина помещения • Высота помещения
• 30 • 7 = 10500 м3.
К = 10303,35 ÷ 10500 = 0,98 1/ч. ≈ 1 1/ч
Кратность воздухообмена помещений обычно составляет от 1 до 10 1/ч.
Ответ: потребный воздухообмен L = 10303,35 м3/ч, кратность воздухообмена К = 0,98 1/ч ≈ 1 1/ч.
Задача 2
Расчёт контурного защитного заземления в цехах с электроустановками напряжением до 1000 В
Рассчитать результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства и сравнить с допустимым сопротивлением.
Длина помещения, м |
Ширина помещения, м |
Удельное сопротивление грунта, Ом∙см |
66 |
22 |
13000 |
Решение:
В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 1,5…4 м, диаметром 25…50 мм, которые забивают в землю, а также металлические стержни и полосы. Для достижения требуемого сопротивления заземлителя, как правило, используют несколько труб (стержней), забитых в землю и соединенных там металлической (стальной) полосой.
Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.
Заземление электроустановок необходимо выполнять:
при напряжении выше 380 В переменного и 440 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т. е. во всех случаях;
при номинальном напряжении выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;
при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.
На электрических установках напряжением до 1000 В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм2. Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5…3 м один от другого.
. Сопротивление растеканию тока Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25...30 мм рассчитаем по формуле:
тр = 0,9 (ρ / lтр),
где ρ - удельное сопротивление грунта, которое выбирают в зависимости от типа, Ом•см, lтр - длина трубы, 1,5…4 м. Принимаем lтр = 150 см.
тр = 0,9 (13000 / 150) = 78 Ом.
. Определяем примерное число заземлителей без учёта коэффициента экранирования по формуле:
= Rтр / r,
где r - допустимое сопротивление заземляющего устройства, 4 Ом.
В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) на электрических установках напряжение до 1000 В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.
= 78 ÷ 4 = 19,5 ≈ 20 шт.
. Определяем коэффициент экранирования заземлителей.
Таблица 1. Коэффициенты экранирования заземлителей ηтр
Число труб (уголков) |
Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине |
ηтр |
Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине |
ηтр |
Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине |
ηтр |
4 |
1 |
0,66…0,72 |
2 |
0,76…0,80 |
3 |
0,84…0,86 |
6 |
1 |
0,58…0,65 |
2 |
0,71…0,75 |
3 |
0,78…0,72 |
10 |
1 |
0,52…0,58 |
2 |
0,66…0,71 |
3 |
0,74…0,78 |
20 |
1 |
0,44…0,50 |
2 |
0,61…0,66 |
3 |
0,68…0,73 |
40 |
1 |
0,38…0,40 |
2 |
0,55…0,61 |
3 |
0,64…0,69 |
60 |
1 |
0,36…0,42 |
2 |
0,52…0,58 |
3 |
0,62…0,67 |
Длина трубы - 1,5 м.
Число труб - 20 шт., принимаем 20 шт.
Расстоянии между трубами не менее 2,5…3 м, отношение расстояния между трубами, принимаем 3 м.
ηтр = 0,68…0,73, принимаем ηтр = 0,68.
.1. Число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования определяем по формуле:
n1 = n / ηтр= 20 ÷ 0,68 = 29,4 ≈ 29 шт.
.2. Длину соединительной полосы (м) определяем по формуле:
п = n1a,
где а - расстояние между заземлителями, м., а = 3 м.п = 29 • 3 = 87 м.
Периметр цеха:
= (a + b) • 2= (66 + 22) • 2 = 176 м.
Расчетная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха, то длину соединительной полосы необходимо принять равной периметру цеха плюс 12…16 м.
п = Р + 12п = 176 + 12 = 188 м.
После этого следует уточнить значение ηтр.
а = lп ÷ n
а = 188 ÷ 20 = 9,4 м.
Если а ÷ lтр > 3, принимают ηтр=1.
,4 ÷ 1,5 = 6,3
В нашем случае 6,3 > 3, следовательно, ηтр=1.
Тогда, число вертикальных заземлителей с учётом экранирования будет равно:
= 20 ÷ 1 = 20 шт.
Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу, Ом, определяем по формуле:
. Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства, Ом, определяем по формуле:
где - коэффициент экранирования соединительной полосы, = 0,41 (таб. 2)
Таблица 2. Коэффициенты экранирования соединительной полосы ηп
Отношение расстояния между заземлителями к их длине |
Число труб |
|||||
|
4 |
8 |
10 |
20 |
30 |
40 |
1 |
0,45 |
0,36 |
0,34 |
0,27 |
0,24 |
0,21 |
2 |
0,55 |
0,43 |
0,40 |
0,32 |
0,30 |
0,28 |
3 |
0,70 |
0,60 |
0,56 |
0,45 |
0,41 |
0,37 |
Ответ: допустимое сопротивление заземляющего устройства на электрических установках напряжением до 1000 В равно 4,0 Ом, что соответствует 4 Ом. Следовательно, полученное результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства соответствует норме и заземлители установлены правильно.
Задача 3
Расчёт общего освещения
Произвести расчёт общего освещения.
Решение:
Светильники серии ОД - подвесные открытые светильники, предназначенные для общего освещения производственных помещений с небольшой запылённостью.
. Определяем разряд и подразряд зрительной работы, нормы освещенности на рабочем месте, согласно Норме проектирования искусственного освещения (СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение):
Зрительный разряд - 4.
Характеристика зрительного разряда - средней точность.
Подзаряд зрительной работы - Г (таб. 3).
Комбинированное освещение - 400 лк.
Общее освещение - 200 лк.
Таблица 3. Подразряды зрительной работы
Контраст объекта различия с фоном |
Характеристика фона |
||
|
темный |
средний |
светлый |
Малый |
а |
б |
в |
Средний |
в |
г |
г |
Большой |
в |
г |
г |
. Рассчитываем число светильников по формуле:
где S - площадь помещения, м2; L - расстояние между опорами светильников, м; М - расстояние между параллельными рядами, м.
.1. Площадь помещения рассчитаем по формуле:
= A • B,
где A - длина помещения, м; B - ширина помещения в м.
= 20 • 18 = 360 м2.
.2. Рассчитаем расстояние между опорами светильников по формуле:
= 1,75 • h,
где h - высота помещения, м.
= 1,75 • 7 = 12,25 м.
.3. Рассчитаем расстояние между параллельными рядами по формуле:
≥ 0,6 • h; М ≥ 0,6 • 7 = 4,2 м.
Тогда рассчитаем число светильников:
. Расчетный световой поток, лм. группы светильников с люминесцентными лампами (ЛЛ):
где Fл - световой поток каждой из ламп, лм; Eн - минимальная нормируемая освещённость, лк, Eн = 200 лк; Kz - коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников (К=1,4 - 1,8), принимаем К = 1,4; Z - отношение к средней освещённости к минимальной (коэффициент минимальной освещенности), для ЛЛ Z = 1,1; N - число светильников в помещении. шт; η - коэффициент использования светового потока ламп, % (η зависит от типа светильника, коэффициентов отражения потолка ρп; стен ρс (таб. 4) и индекса формы помещения i).
.1. Рассчитаем индекс формы помещения по формуле:
где Hp - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; А и В - характерные основные размеры помещения (ширина и длина), м;
Индекс формы помещения i = 1,4, применим 1,5.
Таблица №4. Коэффициенты отражения
Характеристика поверхности |
Коэффициент отражения, % |
Белая поверхность (побелка, белые обои, белая плитка) |
70 |
Светлая поверхность (светлые обои, светлый потолок, светлая краска) |
50 |
Поверхность средней светлости (светлый паркет, светлый линолеум, несветлая краска, несветлые обои) |
30 |
Темная поверхность (темный паркет, темная краска, темный линолеум, темные обои) |
10 |
Таблица 5. Коэффициенты использования светового потока светильников с люминесцентными лампами η, %
Светильники |
Глубокоизлучатель |
Универсаль |
ОД |
ПВЛ |
||||||||||||||||||||||||||||||||
ρП, % |
30 |
50 |
70 |
30 |
50 |
70 |
30 |
50 |
70 |
30 |
50 |
70 |
||||||||||||||||||||||||
ρС, % |
10 |
30 |
50 |
10 |
30 |
50 |
10 |
30 |
50 |
10 |
30 |
50 |
||||||||||||||||||||||||
i |
Коэффициенты использования η, % |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,5 |
19 |
21 |
25 |
21 |
24 |
28 |
23 |
26 |
31 |
14 |
16 |
19 |
||||||||||||||||||||||||
0,6 |
24 |
27 |
31 |
27 |
30 |
34 |
30 |
33 |
37 |
18 |
20 |
22 |
||||||||||||||||||||||||
0,7 |
29 |
31 |
34 |
32 |
35 |
38 |
35 |
38 |
42 |
21 |
23 |
25 |
||||||||||||||||||||||||
0,8 |
32 |
34 |
37 |
35 |
38 |
41 |
39 |
41 |
45 |
23 |
25 |
27 |
||||||||||||||||||||||||
0,9 |
34 |
36 |
39 |
38 |
40 |
44 |
42 |
44 |
48 |
25 |
27 |
29 |
||||||||||||||||||||||||
1,0 |
36 |
38 |
40 |
40 |
42 |
45 |
44 |
46 |
49 |
26 |
28 |
30 |
||||||||||||||||||||||||
1,1 |
37 |
39 |
41 |
42 |
44 |
46 |
46 |
48 |
53 |
27 |
29 |
31 |
||||||||||||||||||||||||
1,25 |
39 |
41 |
43 |
44 |
46 |
48 |
48 |
50 |
56 |
29 |
30 |
32 |
||||||||||||||||||||||||
1,5 |
41 |
43 |
46 |
46 |
48 |
51 |
50 |
52 |
58 |
30 |
31 |
34 |
||||||||||||||||||||||||
1,75 |
43 |
44 |
48 |
48 |
50 |
53 |
52 |
55 |
60 |
31 |
33 |
35 |
||||||||||||||||||||||||
2,0 |
44 |
46 |
49 |
50 |
52 |
55 |
55 |
57 |
62 |
33 |
34 |
36 |
||||||||||||||||||||||||
2,25 |
46 |
48 |
51 |
52 |
54 |
56 |
57 |
59 |
66 |
34 |
35 |
37 |
||||||||||||||||||||||||
3,0 |
49 |
51 |
53 |
55 |
57 |
60 |
60 |
62 |
67 |
36 |
36 |
40 |
||||||||||||||||||||||||
3,5 |
50 |
52 |
54 |
56 |
58 |
61 |
61 |
64 |
68 |
37 |
38 |
40 |
||||||||||||||||||||||||
4,0 |
51 |
52 |
55 |
57 |
59 |
62 |
63 |
65 |
69 |
38 |
39 |
41 |
||||||||||||||||||||||||
5,0 |
52 |
54 |
57 |
58 |
60 |
63 |
64 |
66 |
70 |
38 |
40 |
42 |