БЖД-Лаб-Работы-итог. Контрольные вопросы для самопроверки и библиографический список. Каждый студент получает при выполнении работы конкретные данные с учетом своего варианта, проводит необходимые расчеты, сравнивает
 Скачать 3.78 Mb.
|
|
Студент________________________ Группа Дата Преподаватель Цель работы Тип пыли Содержание компонента в пыли, %: № п/п Величина Обозначение Размерность Значение 1 Масса фильтра до отбора пробы мг Масса фильтра после отбора пробы m мг Масса пыли, осевшей на фильтре m 2 - мг Расход воздуха через фильтр g л/мин 5 Продолжительность отбора пробы τ мин Атмосферное давление вместе отбора пробы P мм рт. ст. 7 Температура воздуха вместе отбора пробы t С 8 Парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре t мм рт. ст. 9 Давление водяных паров при температуре 20 Си влажности 50 % Р 0 мм рт. ст. 8,7 10 Объем воздуха, прошедшего через фильтр Q м 11 Тоже, приведенный к нормальным условиям м 79 12 Характеристика пыли ПДК мг/м 3 13 Фактическая концентрация пыли С ф мг/м 3 14 Процентное содержание данного компонента в пыли к % 15 Фактическая концентрация пыли по заданному компоненту С фк мг/м 3 16 Отношение фактической концентрации к предельно допустимой С ф /ПДК (С фк /ПДК) раз 17 Класс условий труда по пылевому фактору указать допустимый или вредный и его номер) 18 ВЫВОДЫ см. п 14 порядка выполнения работы) КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что такое пыль 2. На какие виды подразделяются аэрозоли в зависимости от их происхождения, состава и размеров 3. К какому классу опасных и вредных производственных факторов относится пыль 4. Перечислите виды действия пыли на организм человека. 5. От каких факторов зависит вредное действие пыли на организм человека 6. Какие виды заболеваний вызывает работа в среде с высокой запыленностью воздуха 7. По какой характеристике осуществляется нормирование пыли в воздухе производственных помещений 8. Сформулируйте понятие предельно допустимой концентрации. 9. Какие нормативные документы содержат значения ПДК пыли в воздухе производственных помещений 80 10. Какие мероприятия по борьбе с пылью чаще всего используются на производстве 11. Какие существуют методы для определения концентрации пыли в воздухе 12. Дайте сравнительную оценку весового и счетного методов определения запыленности воздуха. 13. Что такое нормальные условия Почему объем воздуха, полученный в эксперименте, необходимо привести к нормальным условиями как это осуществляется 14. Как определить фактическую концентрацию заданного компонента по его процентному содержанию в пыли сложного состава 15. Как определяется класс условий труда по пылевому фактору БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. ГОСТ 12.0.003-2015 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. 2. Девисилов В. А Охрана труда / В. А. Девисилов. М. : Инфра-М, 2004. 400 с. 3. Ефремова ОС Опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающего от них / ОС. Ефремова. М. : Альфа-Пресс, 2005. 296 с. 4. Охрана труда в строительстве учеб. пособие / Д. В. Коптев и др. под ред. Д. В. Коптева. М МЦФЭР, 2007. 512 с. 5. ГН 2.2.5.3532-18 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Утверждены постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 13.02.2018 г. № 25 // Официальный интернет-портал правовой информации www.pravo.gov.ru, 23.04.2018, № 0001201804230006. 6. Р 2.2.2006-05. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда Утв. Постановлением Государственного Санитарного врача Российской Федерации 81 от 29 июля 2005 г. // Бюллетень нормативных и методических документов Госсанэпиднадзора. 2005. Вып. 3 (21), сентябрь 82 Лабораторная работа № 13. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТУШЕНИЯ ПЛАМЕНИ В ЗАЗОРЕ Цель работы исследовать процесс тушения пламени в зазоре электрооборудования во взрывонепроницаемом исполнении. Рассчитать и проверить экспериментально величину тушащего зазора. По величине этого зазора определить категорию и группу взрывоопасной смеси, температурный класс взрывозащищенного электрооборудования. 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ), взрывоопасной зоной называется помещение или ограниченное пространство в помещении, в котором имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси, те. смесь воздуха с горючими газами, парами легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючими пылями или волокнами. К ЛВЖ относятся жидкости, температура вспышки паров которых не выше 61 С. Для того чтобы исключить возможность появления источников воспламенения во взрывоопасных зонах, применяют специальные виды электрооборудования, которые не могут служить причиной возникновения взрывов. Все виды электрооборудования подразделяются на взрывозащищенные и нормального исполнения. Во взрывоопасных зонах разрешается применять только взрывозащищенное электрооборудование. Взрывозащищенное электрооборудование подразделяют по категориям, группами температурным классам (см. приложение табл. П, П. Одним из видов взрывозащиты электрооборудования и защиты от распространения пламени по производственным коммуникациям являются огнепреградители (см. рис. Огнепреградитель(пламепреградитель) – огневой предохранитель, предназначен для предотвращения проникновения искр и пламени в газовое пространство резервуара с нефтью и нефтепродуктами при воспламенении выходящих из него 83 взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом. Огневой преградитель устанавливается на всасывающих и сливных трубопроводах резервуаров автозаправочных станций ив системе контроля герметичности межстенного пространства. Возможно применение их ив других случаях при необходимости обеспечения противопожарной защиты. Принцип действия некоторых из них основан на гашении пламени в узких каналах. На этом же принципе основана щелевая защита взрывонепроницаемого электрооборудования, которая заключается в том, что оборудование имеет оболочку или корпус с определенными фланцевыми зазорами между поверхностями прилегания. Схема огнепреградителя приведена на рис. 1. Рис. 1. Схема огнепреградителя ОП-200ААН[5] Предохранители огневые состоят из двух корпусов 1 и кассеты 3. Корпуса предохранителей огневых со вставленной между ними кассетой соединены между собой четырьмя шпильками 4. Кассета предохранителей огневых встроена в стальную обечайку и закреплена в ней двумя штифтами 2. Кассета 3 состоит из плоской и гофрированной лент из алюминиевого сплава или из нержавеющей стали, намотанных на ось. В местах установки кассет ставятся уплотнительные прокладки 6. Для предохранения кассеты от засорения при транспортировке и хранении она закрывается картонными заглушками 7. 84 Рис. 2. Примеры взрывозащищенного электрооборудования и огнепреградителей [5] а – взрывозащищенный поворотный переключатель б- лампа во взрывозащищенном корпусе мощностью 200 V; в – взрывозащищенный бокс г – взрывозащищенный извещатель пожарный д - огневой преградитель; е – огнепреградитель ОП-200ААН. Газы, образовавшиеся в результате взрыва внутри оболочки, выходя под давлением взрыва через узкую щель, расширяются, при этом теплоотдача в окружающую среду превышает тепловыделение, чем предупреждается воспламенение горючей смеси пламенем, выбрасываемым через фланцевые зазоры. Величина зазора должна быть меньше тушащего зазора для данной смеси паров и газов, и зависит только от свойств этой горючей смеси, и не зависит от материала, из которого сделана щелевая защита, и от ее длины. Существует стандартный метод для определения зазора между фланцами по ГОСТ 12.1.011–91 «ССБТ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытания [9]. Максимальный зазор между фланцами, через который не происходит передача взрыва в окружающую среду при любой концентрации горючего 85 вещества в воздухе, называется безопасным экспериментальным максимальным зазором (БЭМЗ). По величине БЭМЗ взрывоопасные смеси газов и паров подразделяются по категориям (см. приложение табл. П. Из теории пределов распространения пламени Я. Б. Зельдовича следует, что гашение пламени в узких каналах достигается при следующем условии const кр н кр а d v Pe , (1) где Ре кр – критическое значение числа Пекле н – нормальная скорость распространения пламени, мс кр – критический диаметр тушащего каналам а – коэффициент температуропроводности исходной смеси, мс. Эквивалентный критический размер кольцевой щели определяется из следующего соотношения 2 н кр 2 кр / а Pe D D ·10 3 , (2) где кр – значение тушащего зазора, мм D – средний диаметр конического отверстия между исследуемыми камерами, мм. Исследования показывают, что для многих горючих веществ Ре кр = 55–80. По уравнению (2) рассчитывается величина тушащего зазора. Значение числа Пекле задается преподавателем (Реи т.д). Для экспериментальной проверки вычисленного зазора необходимо рассчитать стехиометрическую концентрацию горючей смеси с воздухом в объемных долях. Стехиометрической называется горючая смесь, которая не содержит в избытке ни горючий компонент, ни окислитель и определяется по формуле, %, , 100 2 2 N O г ст m m m С (3) 86 где г, 2 O m , 2 N m – стехиометрические коэффициенты горючего, кислорода и азота, определяемые из уравнения горения. Реакции горения некоторых веществ даны в приложении, табл. П. Объем горючей жидкости, которая необходима для получения стехиометрической смеси, заполняющей полости, рассчитывается по формуле ж п ст 10 t V V М С V , (4) где С ст – стехиометрический коэффициент, %. M – молекулярная масса, г/моль; п – объем каждой полости (в нашем случае - 1,0 л t V – объем грамм-молекулы (принять V t = 22,4 л/моль); ж – удельная плотность испытываемой жидкости, гл. Значения молекулярной массы, удельной плотности и других значений для горючих жидкостей приведены в приложении табл. П. УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА Установка включает в себя стенд (см. рис. 3), который состоит из толстостенного сосуда, рассчитанного на давление 10 МПа, с двумя камерами Аи Б, объемом каждая в 1 литр (0,001 м, системы электрического зажигания горючей смеси 2 и верхнего предохранительного щитка. Камеры через клапаны 4 и воздуховоды соединены с вентилятором 5, используемым для их продувки. Продувка производится нажатием кнопки 6. Камеры имеют внутри выступы, которые служат для ускорения испарения залитой жидкости. 87 Рис. 3. Установка для проведения эксперимента – толстостенный сосуд 2 – блок зажигания 3 – разделяющая перегородка 4 – клапаны продувки 5 – вентилятор с воздуховодами 6 – кнопка рычага продувки 7 – конус 8 – лимб 9 – штуцер 10 – бумажная мембрана 11 – включение стенда 12 – выключение стенда 13 – кнопка продувки 14 – зажигание в камере А 15 – зажигание в камере Б. 88 РАБОТА НА УСТАНОВКЕ Перед началом работы камеры продуваются воздухом в течение 40–45 спри нажатии кнопки 3. Поднимается верхний предохранительный щиток и через отверстия штуцеров заливается мерной пипеткой в полости камер Аи Б легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) в количестве, рассчитанном по формуле (4). Под пластины выхлопных штуцеров закладываются бумажные мембраны – листки плотного материала, например, кальки или бумаги. Закрывается верхний предохранительный щиток. Для полного испарения залитой жидкости внутри полостей Аи Б необходимо выждать 1–2 мин. Устанавливается по лимбу зазор, рассчитанный по формуле (2). Образовавшуюся в полости взрывоопасную смесь паров жидкости с воздухом поджигают искрой, включив зажигание кнопкой на лицевой панели установки. Смесь поджигается в полости камеры А нажатием кнопки 14 на рис. 3. Результат опыта – звук взрыва и разрыв мембраны на выхлопном штуцере камеры А. Если зазор тушащий, то взрыв происходит только впервой камере А, а во второй камере Б взрыва не происходит. Произвести контрольный взрыв в камере Б, включив соответствующую этой камере кнопку зажигания №15 на рис, чтобы убедиться в наличии там взрывоопасной смеси и дезактивировать ее. В этом случае можно фиксировать непередачу взрыва из камеры А в камеру Б. Если зазор больше тушащего, то происходит передача взрыва, те. при поджигании смеси в камере А взрыв происходит одновременно в обеих камерах Аи Б. При этом отмечается один звук взрыва и видны разрывы обеих мембран. 4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Номер Вашего варианта задания равен Вашему номеру в списке Вашей группы (таблица № 2). 2. Выполнить расчет кр (значение диаметра тушащего зазора) по 89 формуле (2) для вещества своего варианта (таблица 2). 3. Рассчитать стехиометрическую концентрацию горючей смеси (С ст ) по формуле (3). 4. Выполнить расчёт объема горючей жидкости (V), которая необходима для получения стехиометрической смеси по формуле (4). 5. Полученные результаты вычисления кр занести в итоговую табл в строчку для опыта № 1. Этот зазор является тушащим. 6. Для опыта № 2 выбран заведомо большой зазор, который является не тушащим. 7. Заполнить полностью итоговую табл, указав в соответствующих столбцах результат воображаемого «поджига» взрывоопасной смеси - есть взрыв или нет взрыва в каждой полости при первом и контрольном взрыве для первого и второго опыта. 8. Указать категорию и группу взрывоопасной смеси и температурный класс электрооборудования (см. приложение табл. Пи П. 9. Указать состав взрывоопасной смеси, использованной в работе. 10. Письменно ответить на один контрольный вопрос, номер которого равен Вашему номеру в списке Вашей группы для номеров от 1 до 16. Для номеров N списка группы от 17 до 30 номер Вашего контрольного вопроса равен N- 16. 11. Заполненную таблицу 1 с личными данными, результатами измерений, выводами и ответом на контрольный вопрос отправить преподавателю. ФОРМА ОТЧЕТА 1. Общие сведения (титульный лист – номер и название работы – номер Вашего варианта – Ф. ИО. студента 90 – номер группы – дата выполнения работы – Ф. ИО. преподавателя. 2. Содержание отчета – кратко описать цель работы – привести основные формулы для расчетов – заполнить табл. 1 с полученными результатами, указав в соответственной клетке есть взрыв, нет взрыва при поджиге смеси впервой полости Аи результат контрольного взрыва – указать состав взрывоопасной смеси, использованной в работе – указать категорию и группу взрывоопасной смеси, использованной в работе, (по таблице П. – ответить на контрольный вопрос (см. п) Таблица 1 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА Студент Группа_____________Дата_________ Номер варианта Фамилия Исследуемая жидкость _______________ Стехиометрический коэффициент С ст = __________________% Число Пекле Ре кр_____________ Объем горючей жидкости V = __________________ мл Номер опыта Величина зазора, мм Поджиг смеси впервой полости А Результат контрольного взрыва в полости Б Полость А Полость Б 1 кр 2 5,85 91 Таблица 2 Исходные данные для расчета № варианта Исследуемая жидкость Ре кр 1 Ацетон 55 2 Бензол 60 3 Этиловый спирт 65 4 Ацетон 70 5 Бензол 75 6 Этиловый спирт 80 7 Ацетон 75 8 Бензол 70 9 Этиловый спирт 65 10 Ацетон 60 11 Бензол 55 12 Этиловый спирт 60 13 Ацетон 65 14 Бензол 70 15 Этиловый спирт 75 16 Ацетон 80 17 Бензол 75 18 Этиловый спирт 70 19 Ацетон 65 20 Бензол 60 21 Этиловый спирт 55 22 Ацетон 60 23 Бензол 65 24 Этиловый спирт 70 25 Ацетон 75 26 Бензол 80 27 Этиловый спирт 75 28 Ацетон 70 29 Бензол 65 30 Этиловый спирт 60 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что называется взрывоопасной зоной 2. Какое оборудование разрешается применять во взрывоопасных зонах 3. Что такое взрывоопасная смесь 92 4. Принцип тушения пламени в узком зазоре 5. Между какими частями конструкции электрооборудования устраивается щелевой зазор 6. Какие условия (факторы) необходимы и достаточны для возникновения взрыва 7. Что называется стехиометрической горючей смесью 8. Чем определяется необходимый объем горючей жидкости 9. При оценке пожаровзрывоопасности как подразделяются вещества по агрегатному состоянию 10. При каком агрегатном состоянии идет реакция горения любых горючих веществ 11. К какому агрегатному состоянию относятся ацетон, бензол, этиловый спирт 12. За счет чего происходит тушение пламени в зазоре 13. Влияет ли материал щели на эффективность тушения 14. Влияет ли длина щели на эффективность тушения 15. Чем определяется величина тушащего зазора 16. Что такое БЭМЗ? ПРИЛОЖЕНИЯ Таблица П. Категории и группы некоторых взрывоопасных смесей газов и паров в зависимости от величины безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ). Категория и группа взрывоопасных смесей Наименование взрывоопасных смесей Величина БЭМЗ, мм I - TI Рудничный метан Больше 1,0 II Промышленные газы и пары II A - T1 Аммиак, ацетон, бензол и др. Больше 0,9 II A - T2 Бензин, бутан, этиловый спирт и др. Больше 0,9 II A - T3 Бензины А, Аи др. Больше 0,9 93 Таблица П Температурные классы электрооборудования, соответствующие группам взрывоопасных смесей, для которых электрооборудование является взрывозащитным. Правила устройства электроустановок (извлечение) [6]) Знак класса Предельная температура, С Группа взрывоопасности смеси Т 450 Т Т 300 Т, Т Т 200 Т1-Т3 Таблица П. Реакция горения некоторых веществ Вещество Формула Реакция горения Ацетон С C 3 H 6 O+ 4O 2 + 4· 3,76N 2 = 3CO 2 + 3H 2 O+4· 3,76N 2 * Бензол C 6 H 6 C 6 H 6 +7,5O 2 +7,5· 3,76N 2 = 6CO 2 +3H 2 O+7,5· 3,76N 2 Этиловый спирт C 2 H 5 OH+ 3O 2 + 3· 3,76N 2 = 2CO 2 +3H 2 O+ 3· 3,76N 2 * Коэффициент 3,76 отражает соотношение кислорода и азота в воздухе. Таблица П. Данные для определения тушащего зазора оборудования № Вещество Формула Молекулярная масса, г/моль Удельная плотность вещества ρ , ГЛ Нормальная скорость распространения пламени нм сКоэффициент температуропроводности исходной смеси a, мс 1 Ацетон C 3 H 6 O 58,08 790,5 0,32 2,08 · 10 -5 2 Бензол C 6 H 6 48,11 879,0 0,37 2,12 · 10 -5 3 Этиловый спирт C 2 H 5 OH 46,07 789,5 0,36 2,02 · 10 -5 94 6. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. ГОСТ 12.1.011–91. ССБТ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытания. М Изд-во стандартов, 1991. 2. ГОСТ 30444–97 (ГОСТ Р 51032097). Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени. М. : Стройиздат, 1997 с. 3. ГОСТ 12.1.010–99 ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования. М Изд-во стандартов, 1999. 4. Промышленная безопасность опасных производственных объектов : сборник нормативных документов по состоянию на 1 сент. 2007 г. Екатеринбург Урал Юр Издат , 2007. 464 с. 5. Безопасность жизнедеятельности. Лабораторный практикум : учеб. пособие для вузов / сост. А.А. Вершинин и др ; под общ. ред. Г.В. Тягунова, А.А. Волковой. Екатеринбург : УрФУ, 2011. 180 с. 95 Лабораторная работа № 14. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ Цель работы ознакомиться с основными светотехническими характеристиками, видами естественного и искусственного освещения, нормированием освещения рабочих мест, методами и приборами для измерения освещенности, влиянием различных факторов на качество освещения рабочих мест, со стробоскопическим эффектом. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Для освещения помещений используетсяестественное, совмещенное и искусственное освещение. Естественное освещение создается природными источниками света прямыми солнечными лучами и диффузным светом небосвода (от солнечных лучей, рассеянных атмосферой. Естественное освещение является биологически наиболее ценным видом освещения, к которому максимально приспособлен глаз человека. Особое значение имеет качество световой среды внутри помещения, где человеку должен быть обеспечен не только зрительный комфортно и необходимый биологический эффект от освещения. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. В производственных помещениях используются следующие виды естественного освещения боковое – через окна в наружных стенах верхнее – через световые фонари в перекрытиях комбинированное – через световые фонари и окна. В зданиях с недостаточным естественным освещением применяют совмещенное освещение сочетание естественного и искусственного света. Искусственное освещение в системе совмещенного освещения может функционировать постоянно (в зонах с недостаточным естественным освещением) или включаться с наступлением сумерек. 96 Искусственное освещение на промышленных предприятиях осуществляется лампами накаливания и газоразрядными лампами и предназначено для освещения рабочих поверхностей при недостаточности естественного освещения ив темное время суток. Общее искусственное освещение предназначается для освещения всего помещения, местное (в системе комбинированного) – для увеличения освещения лишь рабочих поверхностей или отдельных частей оборудования. Общее освещение в системе комбинированного должно обеспечивать не менее 10 % требуемой по нормам освещенности. Его назначение в этом случае – выравнивание яркости и устранение резких теней. Применение только местного освещения не допускается. Общее равномерное освещениепредусматривает размещение светильников в прямоугольном или шахматном порядке) для создания рациональной освещенности при выполнении однотипных работ по всему помещению, при большой плотности рабочих мест. Общее локализованноеосвещение применяется для обеспечения наряде рабочих мест освещенности в заданной плоскости, когда около каждого из них устанавливается дополнительный светильника также при выполнении на участках цеха различных по характеру работ или при наличии затеняющего оборудования. 2. НОРМИРОВАНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ Необходимые уровни освещенности рабочего освещения нормируют в соответствии со Сводом Правил СП52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение [1] в зависимости от точности выполняемых производственных операций, световых свойств рабочей поверхности и рассматриваемой детали, системы освещения. 2.1. Основные светотехнические характеристики Свет представляет собой видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380–760 нм (1 нм = м, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора. 97 Для характеристики освещения рабочих мест внутри и вне помещений используется ряд светотехнических величин в их числе сила света, световой поток, освещенность. Сила света |