Диплом Яковлев. 1 аналитический обзор 1 Общие сведения о портландцементе
 Скачать 0.81 Mb.
|
Среднеквадратичное отклонение результатов наблюдения определяем по формуле 1:  , МПа (1)где n - число выполненных измерений  в связи с тем, что неравенство (xi-  )≥3σ(А) несправедливо для всех i от 1 до 5 можно сделать вывод, что грубых ошибок среди результатов наблюдения нет. Поэтому ни одно из выполненных наблюдений не исключается из дальнейших рассуждений. Оценка среднего квадратичного отклонения результата измерения определяется по формуле 2:  (2)S(A)=0,265 Так как число результатов наблюдений меньше 15, то принадлежность их нормальному распределению не проверяем. Доверительные границы случайности погрешности определяем по формуле 3:  (3) где t - коэффициент Стьюдента. В соответствии с таблицей приложений ГОСТ 8.207.76 t=f(n-1∙Р), и при доверительной вероятности Р=0,95, n-1=9 имеем t=2,262. Получим ε=0,567г. Определяем доверительные границы, не исключенной систематической погрешности результата наблюдения по формуле 4:  (4)где  - граница i-ой неисключенной систематической погрешности;К- коэффициент, определяемой доверительной вероятностью (при Р = 0,95 К=1,1)  ,  (5)где  - погрешность весов по паспорту; - методическая погрешность; - субъективная погрешность наблюдателя. = 0,122 МПаТак как  = 0,145, что < 0,8 пренебрегаем неисключенными систематическими погрешностями по сравнению со случайными и принимаем в качестве границы погрешности результата измерения величину: , (6) = 0,567Результаты измерения определяли по ГОСТ 8.011-72 в виде:  , Р, (7)где  - граница погрешности результата измерения, МПа;Р – доверительная вероятность. Окончательный результат: (54,04  0,567) г, при Р = 0,95Величина относительной погрешности  результата измерений предела прочности равна: =  , (8) = 0,14%Акт метрологической проработки представлен далее в Приложении В. 7 СТАНДАРТИЗАЦИЯ Данная работа написана в соответствии с ГОСТом 2.105-95 «Общие требования к текстовым документам». Структура и правила оформления отчета соответствуют ГОСТу 7.32-91 «Отчет о научно-исследовательской работе». Таблица 27 - Перечень стандартов, использованных в курсовой работе
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РАБОТЫ Характеристика объекта Целью данной работы является исследование возможности повышения прочностных характеристик портландцемента путем механоактивации клинкера и сырьевой шихты в активаторе «Активатор - 2SL. Рабочая установка состоит из следующих элементов: 1) аналитические весы ВЛА-200Г-М, U=220 В; 2) электрическая печь СНОЛ 16/20, U=220 В, tmax = 1550ºC, tраб. = 1050 – 1250ºС; 3) сушильный шкаф электрический СНОЛ 2,5*2,5*2,5/2, U = 220 В, tmax = 250ºC, tраб = 100ºС; 4) дробилка геологическая щековая ДГЩ 100*60, U = 220 В; 5) вибрационный измельчитель ВИ-5 , U=220 В; 6) УЗДН-А, U=220В. 7) набор химической посуды (стеклянные колбы, стаканы). Работа проводилась в лаборатории ЦНИИгеолнеруд. Общая площадь здания 3172м2, размеры здания L=61м, В=13м, Н=15м (здание трехэтажное с подвалом). Площадь лаборатории, в которой проводилась дипломная работа, составляет 120м2, размеры лаборатории L=12м, В=10м, Н=3. Исходными веществами являются известняк, глина, песок, мел, вода. Характеристика веществ, используемых на объекте На объекте используются взрывопожаробезопасные вещества. Одно вещество – нетоксичное (вода), остальные обладают токсическим действием. Таблица 28 - Характеристика веществ, используемых на объекте
Вывод: на объекте используются как токсичные вещества (известняк, мел, глина) однонаправленного действия на дыхательные пути, так и нетоксичные (вода) [16]. Перечень опасных и вредных факторов, присущих объекту 1. Токсичность, так как на объекте используются токсичные вещества (известняк, мел, глина). 2. Опасность поражения электрическим током, так как используемые приборы питаются от сети 380/220 В. 3. Опасность поражения разрядами атмосферного электричества, так как объект расположен на местности с активной грозовой деятельностью (20-40 ч/год). 4. Опасность получения термических ожогов, так как в работе используются сушильный шкаф (t = 100ºС), электрическая печь (t = 900 - 1450ºС). 5. Опасность механического травмирования, так как в работе используется стеклянная посуда. 6. Вредное влияние шума и вибрации, т.к. при работе использовалось оборудование, работа которого сопровождается шумом и вибрацией (дробилка, вибрационный стол). 7. Опасность поражения органов дыхания мелкодисперсными веществам. 8. Недостаточное естественное освещение. 9. Опасность возникновения пожара. 10. Микроклимат. Пожаровзрывобезопасность Категорирование лаборатории проводится по НПБ 105-03. Данная лаборатория относится к категории Г, так как в ней обращаются негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии. Получение клинкера для цемента введется при температурах 900 – 1450 ˚С. Само же здание, в котором находится лаборатория, относится к категории В (пожароопасное), т.к. пожароопасные помещения в данном здании занимают более 20% от общей площади здания. Здание по пожаровзрывобезопасности относится к категории В, применены несущие конструкции из каменных материалов, железобетона, также имеются листовые горючие материалы. Степень огнестойкости здания II (СНиП 21.01-97). Предел огнестойкости 2 ч. Основные конструктивные элементы здания изготовлены из несгораемых материалов. Для предупреждения распространения пожара по территории ЦНИИГеолнеруд производится ее планировка и разбивка на зоны по их функциональному использованию. Для тушения пожаров в помещении применяется вода, химическая пена (огнетушитель ОХП-10 [не применять для тушения электрооборудования], ОП-10 [для тушения электрооборудования до 1000В]), асбестовое покрывало, песок. Кроме этих средств, предусматриваются позывные сигналы для срочного вызова пожарной охраны. Позывной сигнал подается нажатием на кнопку, предварительно разбив стекло. Имеются дополнительные эвакуационные выходы. Расстояние от самого удаленного участка в лаборатории до эвакуационного выхода 15м, что соответствует нормам [17]. Защита от токсичности При работе защищают органы дыхания. Для этого применяют фильтрую щий респиратор "Лепесток", а для защиты глаз – защитные очки. Работу ведут в халатах (ГОСТ 12.4.005-85) и резиновых перчатках (ГОСТ 12.4.073) . Вентиляция Обеспечение чистоты воздуха на рабочих местах в значительной степени зависит от правильно организованной системы вентиляции. Лаборатория снабжена общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией, а пылящие установки обеспечены местной вытяжной вентиляцией. Рассчитаем вентиляцию. Для этого определим количество воздуха, прохо дящего через вытяжку по формуле (9): Vвыт =F·V·3600, (9) где F- площадь вытяжного окна, м2; V - скорость движения всасываемого воздуха в проеме вытяжного устройства; V принимается от 0,75 до 1,0м/с в зависимости от токсичности. Минимальная ПДК используемых в работе веществ – 1мг/м3, 3 группа вредности. Принимаем V=0,75м/с. Рассчитаем F по формуле: F = а • b , (10) где а = 0,3 - ширина окна вытяжного зонта, м; b = 0,5 - длина вытяжного окна, м. F =0,3·0,5 = 0,15м2 ; VBbIT= 0,15·0,75·3600 = 810м2/ч Кратность воздухообмена определяется по формуле К=VВЫТ/Vз , (11) где Vз – объем вытяжного зонта, м2 VШК = х*у*l = 1,2*1,2*1,0 = 1,44м3 К = 405/1,44 = 281,25 час -1 Кратность воздухообмена составляет 281 ч -1, таким образом, воздухообмен соответствует нормативным значениям СНиП41.01-2003, которые находятся в интервале от 250 до 300 ч-1, следовательно, вентиляционная система полностью удаляет вредные вещества из воздуха рабочей зоны. Тип вытяжки ШВА-З-В. В вытяжной вентиляционной системе применяется центробежный вентилятор ЦП-40-8К производительностью W=1440м3/ч, скорость вращения рабочего колеса 960 об/мин. Двигатель АО2-71-4, мощность двигателя 25 кВт, КПД 0,9, скорость вращения рабочего колеса 1100 об/мин. Защита от ожогов и порезов В работе используются сушильный шкаф, который работает при температуре 1000С и электрическая печь с рабочей температурой 900-14500С, поэтому предусматривают их изоляцию, т.к. согласно СНиП 2.04.05 – 91 температура поверхности печи должна быть не более 450С. Теплоизоляция выполняется одним слоем асбестового полотна (теплоизолятор при высоких температурах). При работе с сушильным шкафом и электрической печью пользуются рукавицами и специальными щипцами. При незначительном термическом ожоге необходимо в течение 10–15 мин. прикладывать охлаждающие вещества (лед). При использовании стеклянной посуды соблюдаются правила: 1) работать с посудой без нарушения ее целостности; 2) посуда должна иметь оплавленные края; 3) работу проводить в перчатках, с полотенцем; 4) осколки разбитой посуды убирать с помощью веника и совка. Основная опасность – порезы осколками посуды, в том числе загрязненной химическими соединениями. При порезах необходимо соблюдаются следующие правила: 1) промывать рану можно только в случае попадания едких или ядовитых веществ; 2) при загрязнении раны следует удалить с кожи вокруг нее осколки стекла, удалять из раны мелкие осколки стекла может только врач; 3) смазать йодом, но не допускать его попадание внутрь раны; 4) наложить повязку [18]. Микроклимат В соответствии с ГОСТом 12.1.005 – 88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» определены нормы оптимальных и допустимых параметров микроклимата: температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне. При этом учитывается время года, категория выполняемых работ. Характеристика работы: категория работы – 1б, так как производится сидя, стоя и связана с ходьбой, сопровождается некоторым физическим напряжением; энергозатраты 121-150 ккал/ч (140-174 Вт); работа легкая. Период года – холодный. Таблица 29 – Оптимальные и допустимые нормы температуры, влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне помещений
В лаборатории относительная влажность колеблется в пределах 60-65%, температура воздуха колеблется в пределах 18-22°С (в пределах нормы), скорость движения воздуха 0,10-0,15 м/с (в пределах нормы). В соответствии со СНиП 41.01.2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» для поддержания метеорологических условий в помещении лаборатории установлены радиаторные нагреватели, в которых в качестве теплоносителя используется горячая вода с температурой 800С. Отапливается центральной системой отопления [19]. Освещение Естественное освещение лаборатории осуществляется через боковые односторонние оконные проемы. В темное время суток предусматривается общее искусственное освещение. Искусственное: общее, верхнее, равномерное. Характеристика зрительной работы – работа средней точности четвертого разряда (наименьший размер объекта различения 0,5-1 мм.) Согласно СНиП 23.05–95 нормируемое значение для освещенности при искусственном освещении 200 лк; для естественного освещения КЕО = 1,5 %[20]. Естественное освещение При боковом естественном освещении требуемая площадь световых проемов S0, м2 определяют по формуле: S0 = (Sn Lн Кзд 0 Кз )/(100 0 r1 ) (12) где S0 – площадь окон, м2; S n – площадь пола помещения, Sn = 120 м2; Lн – нормированное значение КЕО, Lн =1,5 % Кз – коэффициент запаса (Кз = 1,2); 0 – световая характеристика окон ,0 = 8 r1 – коэффициент, учитывающий отражение света при боковом освещении (r1 = 2,5 ). Кзд – коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями, Кзд = 1,2; Общий коэффициент светопропускания 0 = 0,384: Получаем S0 = (120·1,5·1,2·8·1,2) / (0,384·2,5·100) = 21,6м2. Действительная площадь оконных проемов в лаборатории – 12м2, следовательно, естественного освещения даже в дневное время недостаточно. Поэтому необходимо дополнительно использовать искусственное освещенное. Искусственное освещение Согласно СНиП 23.05–95 для искусственного освещения служат люминесцентные лампы типа ЛД–30 (мощность W=30Вт, напряжение питающей сети V=220В). Необходимое количество светильников N, шт, обеспечивающее нормированное значение освещенности рассчитывают по формуле N = ( Е·Sn·z·k) / (F·u·m), (13) где F – световой поток одной лампы, лм; F=1640 лм Е – нормированная освещенность, лк; Е=200лк для работы средней точности при общем освещении; Sn – площадь помещения, м2 ; S=120 м2 z – поправочный коэффициент светильника (z = 1,3 для люминесцентных ламп); к – коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности при эксплуатации (k = 1,5); u – коэффициент использования, зависящий от светильника (u = 0,55); ρS=50, ρр=10% - коэффициент отражения стен и пола, i = 2,48 – индекс помещения m – число люминесцентных ламп в светильнике, m=2 шт. N = (200 ·1,5·120·1,2) / (1640· 0,55· 2) = 24шт. Для освещения лаборатории площадью 120 м2 установлено 24 светильника типа ПВЛ-2; 48 люминесцентных ламп типа ЛД–30 мощностью 30 Вт [21]. Защита от шума и вибрации Источником шума и вибрации являются щековая дробилка и вибрационный измельчитель. Для предотвращения шума двигателей данного оборудования применяют звукоизоляцию – на внутренней поверхности установок размещают звукоизолирующие облицовки. Шумовые характеристики регламентируются ГОСТ 12.1.003-83. При одновременной работе данного оборудования не происходит превышения допустимого уровня шума на рабочих местах (65 дБ), равного 80 дБ. Для предотвращения вибрации применяют виброизоляторы. Виброизоляторы (амортизаторы) изготавливаются из стальных пружин, резины и других упругих материалов. Параметры вибрации регламентируются ГОСТ 12.1.012-90. Виброизоляторы размещаются между аппаратами и его основанием. При одновременной работе данного оборудования не происходит превышения допустимого уровня вибрации на рабочих местах (60 дБ), равного 90 дБ. Шум и вибрация в цехе соответствует санитарным нормам. Статическое электричество В лаборатории имеется дробилка, поэтому возникает опасность накопления статического электричества, но по ЭСИБ ρ<105 Ом, следовательно, электризация безыскровая и опасности нет. Электробезопасность Оборудование подключено к сети трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220/380В. По степени опасности поражения людей электрическим током помещение относится к 1 классу опасности – помещение без повышенной опасности, т.к. отсутствуют условия, создающие повышенную опасность и особую опасность (повышенная влажность и температура, наличие химической активной сред, токопроводящие полы и др.). Для обеспечения электробезопасности применены изоляция токоведущих частей диэлектрическими материалами поливинилхлорид (удельное электрическое сопротивление R7*1014Ом, что менее 0,5МОм) и защитное заземление. В качестве заземлителей используем вертикальные и горизонтальные заземлители (рисунок 8 и 9). Согласно ГОСТ 12.1.030-81 сопротивление заземляющего устройства в стационарных сетях не должно превышать 4 Ом.  Рисунок 13 – Схема одиночного вертикального заземлителя t – расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя; l – длина стержня; d – диаметр стержня; t0 – углубление заземлителя.  Рисунок 14 – Схема одиночного горизонтального электрода t – расстояние от поверхности до середины горизонтального заземлителя; l - длина стержня; d – диаметр стержня.  Рисунок 15 - Схема группового заземлителя Зная сопротивление вертикальных электродов по таблице находим ηг при n1=7 и b/l=2,5/2,5=1, находим ηг=0,4. Вывод: ожидаемое сопротивление заземления электроприборов Rгр=1,29 Ом меньше Rдоп=4 Ом, поэтому электроприборы эксплуатировать можно. Молниезащита здания Объектом молниезащиты является здание ЦНИИгеолнеруд которое имеет следующие размеры: S = 13 м – ширина здания; L = 61 м – длина здания; hx = 15 м – наибольшая высота здания. Здание расположено в г. Казани, в районе с интенсивной грозовой деятельностью (от 20 до 40 ч / г). Тогда среднегодовое число ударов молнии в 1км2 земной поверхности в месте расположения здания n = 3. Ожидаемое количество поражений молний N в год зданий и сооружений, не оборудованных молниезащитой, определяют по формуле: N = [(S+6hх)· (L+6 hх) –7,7 hх2] · n·10-6, (14) где S и L – соответственно, ширина и длина защищаемого здания, имеющего в плане прямоугольную форму, м; hх - наибольшая высота здания, м; n - среднегодовое число ударов молний в1км2 земной поверхности в месте расположения здания. N = [(13+6·15) · (61+6·15) – 7,7·152] ·3·10-6 = 0,02 Категория молниезащиты III, т.к. здание относится к пожаро- и взрывобезопасным, так как 0,02 < N 2 и исходя из этого выбираем зону защиты Б. Здание в этом случае расположено внутри пространства, в котором оно защищено от прямых ударов молнии на 95% и выше. Исследуемое здание имеет высоту 15метров. Выбираем молнеприёмную сетку от прямых ударов с диаметром стержня d=12 мм, и размером ячейки 2*2 м. Заземление применяется через каждые 20м. Сопротивление заземлителя не более 20 Ом [22]. Экологичность объекта В процессе проведения работы возможны следующие негативные воздействия на окружающую среду: 1. Загрязнение атмосферы, так как происходит выброс пыли применяемых веществ в атмосферу. Предусмотрена очистка газовых выбросов циклонами. 2. Загрязнение почвы не происходит, так как отходами являются только браки обожженных образцов, они вывозятся на специальный полигон. 3. Загрязнение сточных вод не происходит. Сточные воды уходят в городские очистные сооружения. Вывод: исследовательские работы, проводящиеся в лаборатории ЦНИИгеолнеруд, не наносят вреда окружающей среде. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
=54,04
2=6,35