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.
|
|
Е эксп Е теор Δ=Е эксп -Е теор Δ 2 111 ВЫВОД Задание 3 Наблюдение стробоскопического эффекта Скорость вращения крыльчатки, об/мин Описание эффекта При вращении крыльчатки кажется, что она стоит на месте При вращении крыльчатки почасовой стрелке кажется, что она вращается в обратную сторону При быстром вращении крыльчатки кажется, что она вращается медленно ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1. Назовите виды естественного освещения и системы искусственного освещения. 2. Что такое комбинированное освещение применительно к естественному и искусственному освещению 3. Что такое совмещенное освещение Когда оно применяется 4. Назовите и дайте определение основных светотехнических характеристик световой поток, сила света, освещенность. 5. Что такое яркость освещенной поверхности Отчего она зависит 6. Сформулируйте обобщенный закон освещенности. 7. Какими показателями характеризуются световые свойства освещаемой поверхности 8. Какой угол называется углом падения 9. Как зависит освещенность поверхности от расстояния до нее от угла падения 10. Укажите нормативный документ, нормирующий освещенность. 11. Укажите нормируемую величину при искусственном освещении, при естественном освещении. 12. Для каких точек помещения устанавливаются нормируемые величины при естественном освещении Что такое характерный разрез помещения 112 13. Отчего зависит конкретное значение нормируемой величины при естественном освещении 14. Как определить разряди подразряд зрительной работы 15. Отчего зависит коэффициент светового климата. 16. Как определить значение нормируемой величины при искусственном освещении 17. Что такое коэффициент пульсации освещенности Как уменьшить величину пульсации 18. Что такое стробоскопический эффект Его причины БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. СП52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*. Утв. приказом Министерства регион. развития РФ от 27 декабря 2010 гс. 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. Таблица П Нормы освещенности рабочих поверхностей (СП52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение (извлечение) Характеристика зрительной работы Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм Разряд- зрительной работы Под- разряд зрительной работы Контраст объекта с фоном Характеристика фона Искусственное освещение Естественное освещение Совмещённое освещение Освещённость, лк КЕО е при системе комбинированного освещения при системе общего освещения Верхнее или комбинированное освещение Боковое освещение Верхнее или комбинированное освещение Боков ок освещ е-ник всего в том числе от общего Р Кп% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Наивысшей точности Менее 0,15 I а Малый Темный 5000 4500 500 500 - - 20 10 10 10 — — 6,0 2,0 б Малый Средний Средний Темный 4000 3500 400 400 1250 1000 20 10 10 10 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 2500 2000 300 200 750 600 20 10 10 10 г Средний Большой Большой Светлый Светлый Средний 1500 1250 4000 200 200 400 400 300 — 20 10 20 10 10 10 167 Продолжение таблицы П 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Очень высокой точности От 0,15 до 0,30 II а Малый Темный 3500 400 - 10 10 — — 4,2 1,5 б Малый Средний Средний Темный 3000 2500 300 300 750 600 20 10 10 10 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 2000 1500 200 200 500 400 20 10 10 10 г Средний Большой Большой Светлый Светлый Средний 1000 750 200 200 300 200 20 10 10 10 Высокой точности От 0,30 до 0,50 III а Малый Темный 2000 1500 200 200 500 400 40 20 15 15 — — 3,0 1,2 б Малый Средний Средний Темный 1000 750 200 200 300 200 40 20 15 15 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 750 600 200 200 300 200 40 20 15 15 г Средний Большой Светлый Средний 400 200 200 40 15 Средней точности От 0,5 до 1,0 IV а Малый Темный 750 200 300 40 20 4 1,5 2,4 0,9 б Малый Средний Средний Темный 500 200 200 40 20 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 400 200 200 40 20 г Средний Большой Светлый Средний — — 200 40 20 168 Окончание таблицы П 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Малой точности Св. 1 до 5 V а Малый Темный 400 200 300 40 20 3, 0 1, 0 1, 8 0, 6 б Малый Средний Средний Темный — — 200 40 20 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный — — 200 40 20 г Средний Большой Большой Светлый Светлый Средний — — 200 40 20 Грубая (очень малой точности) Более 5 VI Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном — — 200 40 20 3, 0 1, 0 1, 8 0, 6 Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах Более 0,5 VII Тоже Общее наблюдение заходом производственного процесса Постоянное Периодическое при постоянном пребывании людей в помещении Периодическое при периодическом пребывании людей в помещении Общее наблюдение за инженерными коммуникациями VIII а « « — — 200 40 20 3, 0 1, 0 1, 8 0, 6 б « « — — 75 — — 1, 0 0, 3 0 ,7 0, 2 в « « — — 50 — — 0, 7 0, 2 0, 5 0, 2 г « « — — 20 — — 0, 3 0, 1 0, 2 0, 1 169 Таблица П Группы административных районов по ресурсам светового климата (СП52.13330.2011 (извлечение) Номер группы Административный район 1 Московская, Смоленская, Владимирская, Калужская, Тульская, Рязанская, Нижегородская, Свердловская, Пермская, Челябинская, Курганская, Новосибирская, Кемеровская обл, Мордовия, Чувашия, Удмуртия, Башкортостан, Татарстан, Красноярский край, (севернее о с.ш.) и т.д. 2 Брянская, Курская, Орловская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Пензенская и др. 3 Калининградская, Псковская, Новгородская, Тверская, Ленинградская, Ямало-Ненецкий национальный округи т.д. 4 Архангельская, Мурманская обл. 5 Калмыцкая Республика, Ростовская, Астраханская обл, Ставропольский край, Дагестанская Республика, Амурская область, Приморский край Таблица П Значения коэффициента светового климата (СП52.13330.2011 (извлечение) Световые проемы Ориентация световых проемов по сторонам горизонта Коэффициент светового климата, Номер группы административного района 1 2 3 4 5 В наружных стенах зданий С 1 0, 9 1, 1 1,2 0, 8 СВ, СЗ 1 0, 9 1, 1 1,2 0, 8 З, В 1 0, 9 1, 1 1,1 0, 8 ЮВ, ЮЗ 1 0,85 1, 0 1,1 0, 8 Ю 1 0,85 1, 0 1,1 0,75 В прямоугольных и трапециевидных фонарях С-Ю 1 0, 9 1, 1 1,2 0,75 СВ, ЮЗ, ЮВ, СЗ 1 0, 9 1, 1 1,2 0, 7 В-З 1 0, 9 1, 2 1,2 0, 7 В фонарях типа «Шед» СВ зенитных фонарях – 1 0, 9 1, 2 1,2 0,75 117 Лабораторная работа № 16. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА Цель работы – исследовать влияние режима пневмотранспортирования диэлектрического материала на интенсивность процесса электризации, определить воспламеняющую способность искровых разрядов статического электричества. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Интенсификация технологических процессов, увеличение скоростей транспортирования и переработки твердых, жидких и газообразных материалов приводит к появлению электрических зарядов на перерабатываемом материале и поверхности стенок аппаратов. Такие заряды в определенных условиях представляют опасность как источники зажигания горючих смесей. Электризацией сопровождается транспортирование углеводородного топлива и растворителей, перемещение сыпучих сред в пневмотранспорте, переработка полимерных материалов, деформация, дробление веществ, интенсивное перемешивание. Образование электростатических зарядов часто вызывает технологические трудности, приводит к порче перерабатываемых материалов, создает опасные условия работы, оказывает физиологическое воздействие на людей, представляет пожарную опасность при возникновении искровых разрядов с поверхности наэлектризованного материала. Впервые опасность воздействия статического электричества проявилась в катастрофе гигантского метрового дирижабля «Гинденбург», заполненного водородом. 3 мая 1937 года вовремя посадки дирижабль внезапно загорелся от разряда статического электричества и рухнул на землю, сгорев дотла за 34 118 секунды. На его борту находилось 97 человек - в результате катастрофы погибло 35 человек. Вследствие этого вопросам защиты от разрядов статического электричества необходимо уделять большое внимание. УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЗАРЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА Под статическим электричеством понимают совокупность явлений, связанных с возникновением свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков, или на изолированных проводниках. Во-первых, должен произойти контакт поверхностей, в результате которого образуется двойной электрический слой. Возникновение двойного электрического слоя объясняется переходом электронов в элементарных донорно-акцепторных актах на поверхности контакта неодинаковое сродство материала поверхностей к электрону определяет знак заряда. Во-вторых, хотя бы одна из контактирующих поверхностей должна быть из диэлектрического материала. Заряды будут оставаться на поверхностях после их разделения только в том случае, если время разрушения контакта меньше времени релаксации зарядов. Последнее в значительной степени определяет величину зарядов на разделенных поверхностях. Двойной электрический слой – это пространственное распределение электрических зарядов на границе соприкосновения двух фаз. Такоераспреде- ление зарядов наблюдается на границе металл – металл, металл – вакуум, металл – газ, металл – полупроводник, металл – диэлектрик, диэлектрик – диэлектрик, жидкость – твердое тело и т.п. Толщина двойного диэлектрического слоя на границе раздела фаз соответствует диаметру ионам. В зависимости от природы образования двойного электрического слоя различают электролитическую, адсорбционную, контактную, пьезоэлектрическую и индуктивную электризацию. В реальных условиях формирования двойного электрического слоя нередко обусловлено одновременным действием нескольких механизмов. Рассмотрим упрощенную физическую модель электризации поверхностей контакта двух твердых тел. При контакте двух тел из разнородных материалов на их поверхностях вследствие внутриатомных электрических сил образуется двойной электрический слой. При механическом разделении (разрушении) поверхностей контакта происходит разделение зарядов двойного электрического слоя (рис. 1). Между разделенными поверхностями, несущими электрический заряд, образуется разность потенциалов и возникает электрическое поле. По мере увеличения расстояния между поверхностями увеличивается разность потенциалов Δφ и при достижении порогового значения, определяемого электрической прочностью газовой среды, происходит искровой разряд. Образующиеся в разряде ионы газа частично нейтрализуют электрический разряд на разделенных поверхностях. Рис. 1. Схема электризации твердых материалов при разделении V – скорость разделения поверхностей I 0 – ток, обусловленный проводимостью разделяющих поверхностей I u – ток ионизации в зазоре между разделяющимися поверхностями 120 Основная величина, характеризующая способность к электризации, – удельное электрическое сопротивление поверхностей контактирующих материалов (ρ). Если контактирующие поверхности имеют низкое сопротивление, то при разделении заряды с них стекают и разделенные поверхности несут незначительный заряд. Если же сопротивление высокое или велика скорость отрыва поверхностей, то заряды будут сохраняться. Экспериментально установлено, что чем интенсивнее ведется процесс, тем больший заряд остается на поверхности. Условно принято, что при удельном сопротивлении диэлектрических материалов менее 10 5 Ом×м заряды не сохраняются и материалы не электризуются. Понятия проводника и непроводника, принятые в электростатике, отличаются от понятий, принятых в электротехнике. Так, в электротехнике хорошими проводниками считаются тела, удельное сопротивление которых составляет доли Ома, а в электростатике – вещества с удельным сопротивлением 1–10 4 Ом×м. Границей между проводниками и непроводниками принято считать удельное сопротивление ρ = 10 4 Ом×м. Кроме того, заряд в значительной степени зависит от электрической емкости материала, на котором он возникает. Наибольшей емкостью по отношению к земле обладают изолированные проводящие объекты, и энергия искрового разряда с них на заземленную поверхность бывает вполне достаточной для воспламенения большинства парогазовых и пылевоздушных смесей, а электрические разряды с диэлектрических поверхностей, вследствие отсутствия проводимости, обладают малой энергией. ОПАСНОСТЬ РАЗРЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ 121 Основная опасность, создаваемая электризацией различных материалов, состоит в возможности искрового разряда как с диэлектрической наэлектризованной поверхности, таки с изолированного проводящего объекта. Разряд статического электричества возникает тогда, когда напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика или проводника, обусловленная накоплением на них зарядов, достигает критического пробивного) значения. Для воздуха оно достигает примерно 30 кВ/м. Электростатическая искробезопасность промышленных объектов в соответствии с ГОСТ 31613-2012[1] должна обеспечиваться созданием условий, предупреждающих возникновение разрядов статического электричества, способных стать источником зажигания объекта или окружающей среды. Воспламенение горючих смесей искровыми разрядами статического электричества произойдет, если выделяющаяся в разряде энергия будет больше энергии W p , воспламеняющей горючую смесь или, в общем случае, выше минимальной энергии зажигания горючей смеси. Снижение чувствительности объектов, окружающей и проникающей в них среды к зажигающему воздействию статического электричества обеспечивается регламентированием параметров производственных процессов (влагосодержание и дисперсность аэрозолей, давление и температура среды и др, влияющих на и флегматизацию горючих сред.Флегматизация – это перевод горючих смесей в менее опасное сточки зрения возможности возгорания состояние путем добавления в горючую смесь флегматизатора – негорючего или трудногорючего вещества, введение которого сужает область воспламенения смеси или полностью устраняет возможность горения. Типичные флегматизаторы – аргон, азот, углекислый газ, водяной пар, бромтрифторметан и другие галогенпроизводные. ВОЗДЕЙСТВИЕ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА НА ЧЕЛОВЕКА 122 Заряды статического электричества могут накапливаться и на людях.Электризация тела человека происходит при работе с наэлектризованными изделиями и материалами. Человек может подвергаться длительному процессу электризации при контактировании с различного рода предметами, выполненными из материалов с высокими диэлектрическими свойствами (полы, нетокопроводящая обувь, диэлектрические перчатки и т.д.). Количество накопившегося на людях электричества может быть вполне достаточным для искрового разряда при контакте с заземленным предметом. Считается, что энергия разряда стела человека достаточна для зажигания практически всех газо- и паровоздушных смесей и некоторых пылевоздушных смесей. Физиологическое действие статического электричества на организм человека зависит от величины освобождающейся при разряде энергии. Действие статического электричества смертельной опасности для человека не представляет. Искровой разряд человек ощущает как укол, толчок или судорогу. При внезапном уколе может возникнуть испуг и вследствие рефлекторных движений человек может сделать непроизвольное движение, приводящее к падению с высоты, попаданию в опасную зону машины и др. Длительное действие статического электричества неблагоприятно отражается на здоровье работающего, отрицательно сказывается на его психофизическом состоянии. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА Средства защиты от статического электричества в соответствии с Правилами защиты от статического электричества в производствах химической,нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности должны применяться во взрыво- и пожароопасных помещениях и зонах 123 открытых установок, отнесенных по классификации Правил устройства электроустановок (ПУЭ) к классам B-I, B-Ia, б, г, B-II, В-IIа, Пи П. В помещениях и зонах, которые не относятся к указанным классам, защита должна осуществляться лишь на тех участках, где статическое электричество отрицательно влияет на технологический процесс и качество продукции. Для предупреждения возможности возникновения опасных искровых разрядов с поверхности оборудования, перерабатываемых вещества также стела человека необходимо, с учетом особенностей производства, обеспечивать стекание возникающих зарядов статического электричества. Это достигается применением средств коллективной и индивидуальной защиты от статического электричества согласно ГОСТ 12.4.124–83[2]. Средства коллективной защиты от статического электричества по принципу действия делятся наследующие виды заземляющие устройства, нейтрализаторы, увлажняющие устройства, антиэлектростатические вещества, экранирующие устройства. Заземление — наиболее простое и часто применяемое средство защиты от статического электричества. Все металлические и электропроводные неметаллические части технологического оборудования должны быть заземлены. Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного исключительно для защиты от статического электричества, не должно превышать 100 Ом. Как правило, такие заземляющие устройства объединяют с заземляющими устройствами для электрооборудования. Металлическое оборудование, трубопроводы, вентиляционные короба и т.п., расположенные в цехе, а также на наружных установках, эстакадах и каналах, должны представлять собой на всем протяжении непрерывную 124 электрическую цепь, которая присоединяется к контуру заземления не менее чем в двух точках. При невозможности использовать простые средства для защиты от статического электричества рекомендуется нейтрализовать заряды ионизацией воздуха в местах их возникновения или накопления. Для получения заряженных частиц – ионов, оказывающих нейтрализующее действие, применяют различные нейтрализаторы, например, коронный разряд, радиоизотопные источники. Для уменьшения удельного поверхностного электрического сопротивления диэлектриков повышают относительную влажность воздухадо 65–70%, если это допустимо по условиям производства. Для этого применяют общее или местное увлажнение воздуха в помещении при постоянном контроле относительной влажности воздуха. При увлажнении воздуха на поверхности твердых материалов образуется электропроводящая пленка воды. Во взрывоопасных производствах для предотвращения опасных искровых разрядов, которые возникают вследствие накопления на теле человека зарядов статического электричества приконтактном или индуктивном воздействии наэлектризованного материала или элементов одежды, необходимо обеспечить стекание этих зарядов в землю. К основным мерам, способствующим этому требованию, относятся устройства электропроводящих полов обеспечение работающихсредствами индивидуальной защиты (специальной антиэлектростатической обувью и одеждой заземление помостов и рабочих площадок, ручек дверей, поручней лестниц, рукояток приборов, машин и аппаратов. ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ Установка для изучения возникновения зарядов статического электричества рис. 2) состоит из установленной на каркасе 1 циркуляционной системы пневмотранспорта, по которой под воздействием вентилятора перемещаются 125 гранулы полипропилена, являющегося диэлектрическим материалом. Во взрывной камере 11 установлены электроды 12, один из которых, высоковольтный, соединен с цилиндром из латуни 7, собирающим заряды от гранула другой – заземлен. Взрывная камера имеет отверстие 10 для впрыскивания ЛВЖ и отверстие для выхода отработанных газов через выхлопную трубу 8. Во взрывной камере смонтировано также окно 17 для визуального наблюдения за разрядами. На левой панели каркаса установки расположен киловольтметр 5, счетчик импульсов 4 и секундомер 3. На правой панели установки размещены кнопки Пуски Стоп 15 пневмосистемы, рычаг управления системой продувки взрывной камеры. Диэлектрический материал потоком воздуха перемещается по пневмопроводу 2 в бункер 6. При контакте поверхностей пневмопровода и диэлектрического материала вследствие действия внутриатомных электрических сил образуется двойной электрический слой. На одной поверхности вместе контакта преобладают отрицательные заряды, на другой – положительные. При сохранении контакта суммарный заряд на контактирующих материалах (стенке пневмопровода и транспортируемом материале) равен нулю, электрическое поле исчезает, и разряд произойти не может. При разделении поверхностей контактирующих материалов друг от друга вовремя падения гранул в бункер происходит разделение зарядов, их накопление на латунном цилиндре. Разность потенциалов между двумя разноименно заряженными поверхностями увеличивается. Этот потенциал передается по кабелю на электрод взрывной камеры. При достижении потенциала пробоя во взрывной камере происходит разряд. Если величина разряда достаточна, то происходит взрыв смеси паров ЛВЖ с воздухом. Потенциал статического электричества на латунном цилиндре измеряется киловольтметром 5. Счетчик импульсов 4 фиксирует количество искровых разрядов между электродами во взрывной камере. Объем переточной трубы между рисками 18 составляет 500 см 3 Объем взрывной камеры – 1 лили м 126 Рис. 2. Внешний вид и схема установки пневмотранспортирования[3]: 1 – каркас 2 – циркуляционная система пневмотранспортирования; 3 – секундомер 4 – счетчик разрядов 5 – киловольтметр; 6 – бункер 7 – латунный цилиндр 8 – выхлопная труба 9 – рычаг компенсатора взрывной волны 10 – клапан для заливки ЛВЖ во взрывную камеру 11 – взрывная камера 12 – электроды 13 – тумблер включения установки 14 – кнопка запуска пневмосистемы; 15 – кнопка Стоп 16 – кнопка включения продувки взрывной камеры 17 – смотровое окно 18 – риски 19 – шибер регулировки зазора для перемещения материала 127 РАБОТА НА УСТАНОВКЕ Установка включается тумблером 13 (см. рис. Вентилятор циркуляционной системы запускается кнопкой 14, в результате чего начнется перемещение сыпучего материала по пневмопроводу в бункер. Расход транспортируемого материала для каждого опыта регулируется с помощью шибера 19. Подсчет количества разрядов во взрывной камере осуществляется счетчиком разрядов 4, который включается в работу нажатием кнопки 1 на приборе, а останавливается кнопкой 2. Кнопка 3 служит для сброса показаний на нуль. Максимальное значение потенциала в киловольтах определяется по шкале киловольтметра 5. Секундомер 3 запускается в работу, останавливается и переводится в исходное положение последовательным нажатием на его заводную головку. Проводится серия из шести экспериментов, изменяя степень открытия шибера, чтобы скорость потока материала была различной. Пневмотранспортную систему запускают кнопкой 14, а останавливают кнопкой 15. Объём сыпучего материала в этих опытах остается постоянными определяется объёмом мерного участка. Время прохождения материала через мерный участок на расстоянии между двумя рисками 18, нанесенными на переточной трубе пневмотранспортной системы, фиксируют с помощью секундомера, прослеживая траекторию частицы, которая отличается по цвету от общей массы материала. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ 1. Номер Вашего варианта задания равен Вашему номеру в списке Вашей группы (таблица №1). Соответствующие данные Вашего варианта занесите в итоговую таблицу результатов. 2. Рассчитайте скорость потока гранулированного материала по формуле 128 мат, (1) где мат скорость потока материала, см 3 /с; объем мерного участка трубы 500 см |