задачи. Задача 1 На жд перегоне произошла авария. Опрокинулась жд цистерна с ахов

• Название: Задача 1 На жд перегоне произошла авария. Опрокинулась жд цистерна с ахов
• Дата: 03.12.2021
• Размер: 130.09 Kb.
• Имя файла: задачи.docx
• Тип: Задача; #289958

Задача 1

На ж/д перегоне произошла авария. Опрокинулась ж/д цистерна с АХОВ, в результате её разгерметизации всё содержимое цистерны свободно вылилось на подстилающую поверхность.

Заданы: тип и количество вылившегося АХОВ, метеоусловия на момент аварии, расстояние от места аварии до поселения, протяженность поселения по оси ветра

Направление ветра в сторону поселения.

ТРЕБУЕТСЯ ОПРЕДЕЛИТЬ:

1. Глубину зоны заражения через 2 часа после аварии.

2. Продолжительность поражающего действия АХОВ.

3. Время подхода АХОВ к поселению, время полного заражения поселения.

4. Площадь зоны возможного заражения и площадь зоны фактического заражения.

5. Вид зоны возможного заражения.

6. Возможные потери людей.
Решение:

1.Эквивалентное количество вещества по первичному облаку (тонны) определяется по формуле :

 ,

где Q₀ – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, 86 т;

К₁ – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ определяется по табл. , К₁=0,01;

К₃ – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ для сернистого ангидрида К₃ = 0,04;

К₅ – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха, принимается для инверсии К₅ = 1;

К₇ – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, при температуре 20⁰С для исследуемого АХОВ К₇ = 1.

Q_э1 =0,01*0,04*1*1 *40= 0,016 т

 

2. Эквивалентное количество вещества по вторичному облаку (тонны) рассчитывается по формуле:

 ,

где: К₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ, К₂=0,025;

К₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра при скорости ветра 1 м/с, К₄=1;

К₆ – коэффициент, зависящий от времени (N), прошедшего после начала аварии.

Значение коэффициента К₆ определяется после расчёта продолжительности испарения вещества Т по формуле:

 ,

где: h – толщина слоя АХОВ, для свободного розлива h =0,05 м;

d – плотность АХОВ, т/м³ , d = 0,681 т/м³;

 Т = 0,681*0,05 / 0,025*1*1 =1,362 час.



Поскольку N > Т то К₆= Т ^0,8 = 1,362^0,8 = 1,28

Q_э2 = (1 – 0,01)*0,025*0,04*1*1*1,28*1*40/(0,681*0,05) = 1,49 т

 

3.Определяем глубину зон заражения первичным облаком по таблице при скорости ветра 1 м/с и Q_э1 = 0,016 т.

Поскольку в таблице нет значений Q_э1 = 0,016 т, используем метод интерполяции, для чего находим ближайшие значения Г₁ к Q_э1 = 0,016 т.

Это Г′₁ = 0,38 км для Q^′ _э1 = 0,01 т.

Г′′₁ =0,85 км для Q ′′_э1 = 0,05 т.,

Искомое значение Г₁ =   = 0,4505 км

4.Определяем глубину зоны заражения вторичным облаком по таблице для Q_э2 = 1,49 т для скорости ветра 1 м/с. Также используем метод интерполяции.

Искомое значение Г₂ =   = 5,835 км

Полная глубина зоны заражения Г (км), обусловленная воздействием первичного и вторичного облаков АХОВ, определяется по выражению:

Г = Г¹ + 0,5Г¹¹ = 5,835 + 0,5* 0,4505 = 6,06 км,

где: Г¹ – максимальное значение из Г₁ и Г₂ ; Г¹¹ – минимальное значение из Г₁ и Г₂

Полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п, определяемым по формуле:

Г = N * v

где: N – время от начала аварии, N = 2ч;

v – скорость переноса переднего фронта АХОВ при инверсии и скорости ветра 1 м/с, v = 5 км/ч.

Г = 2*5 = 10 км

За окончательную расчётную глубину зоны заражения принимается меньшее из 2-х сравниваемых между собой значений Г и Г_п. Окончательная глубина зоны заражения 6,06 км.

5.Площадь зоны возможного заражения (S_В, км²) облаком АХОВ определяется по формуле:

S_в = 8,72*10^-3*Г²*φ =8.72*10^-3 *6,06²*180 =57,6 км²

где: φ – угловые размеры зоны возможного заражения в зависимости от скорости ветра, град.

6.Площадь зоны фактического заражения (S_Ф в км²) рассчитывается по формуле:

S_ф = К₈*Г²*N^0,2 =0,081*6,06²*2^0,2 =3,4 км²

где: К₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимается К₈ =0,081 при инверсии;

N – время, прошедшее после начала аварии, N = 2 ч.

 

7.Время подхода облака АХОВ к поселению и определяется по формуле:

t = х / v = 2 / 5 = 0,4 ч.

где: Х – расстояние от источника заражения до поселения, км;

v – скорость переноса переднего фронта облака АХОВ, км/ч.

Время полного заражения поселения (t¹) определяется по выражению:

t¹ =( Х + Х₁) / v = (2 + 1)/ 5 = 0,6 ч.

8. Определим вид зоны возможного заражения. При скорости ветра 1 м/с , угловых размеров φ =180 ⁰, радиус r = Г = 6,06 км. Зона возможного заражения имеет следующий вид:



 

9. Возможные потери людей определяем в соответствии с табл.

Таблица П.9.3 Возможные потери рабочих, служащих и населения от АХОВ, %.

Условия нахождения людей	Без противогазов	Обеспеченность противогазами, %
Открыто	90-100
В простейших укрытиях, зданиях

Примечание. Структура потерь людей в очаге поражения: лёгкая степень – 25%, средняя степень – 40%, со смертельным исходом – 35%.

ЗАДАЧА 2

Помещение размером АВН необходимо оборудовать для работы операторов компьютеров.

Выбрав соответствующие варианту условия задания (табл. 2), требуется:

1. 
   Разместить в соответствии с санитарными нормами максимально возможное число компьютеров.
   
2. 
   Привести схему расположения компьютеров и размещения операторов.
   
3. 
   Рассчитать необходимое число светильников и подобрать к ним соответствующие лампы так, чтобы в помещении была обеспечена нормируемая освещенность – 400 лк.
   
4. 
   Привести схему размещения светильников.
   
5. 
   Определить количество избыточного тепла, выделяемого в рабочую зону компьютерами, лампами и людьми, приняв:
   

• 
  энергию тепла (Q_h), излучаемого одним человеком, равной 93 Вт (категория работ – 1а);
  
• 
  температуру удаляемого из помещения воздуха (t_у) равной 25⁰С;
  
• 
  температуру подаваемого в помещение воздуха (t_п) равной 22,2⁰С.
  

6. 
   Рассчитать производительность кондиционера, который обеспечит удаление из помещения избыточного тепла.
   
7. 
   Подобрать необходимый тип кондиционера. При этом следует учесть тепловую энергию, выделяемую им.
   

Решение.

1. Максимально возможное число компьютеров с жидкокристаллическими дисплеями в помещении определяется в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным ЭВМ и организации работы". Площадь на одного пользователя должна составлять не менее 4,5 м².

Площадь помещения: S = 3.5 5 = 17.5 м²

Максимально возможное число компьютеров: n = S / 4.5 = 17.5/4.5 = 3.9 ≈ 4 шт.

Следовательно, в помещении можно разместить не более 4 компьютеров.

2. Схему расположения компьютеров и размещения операторов представляют согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным ЭВМ и организации работ":

3. Для освещения помещения выбираем компактные люминесцентные лампы, четырехдуговые, модель 4U 45 Е2727: мощность - 45 Вт, Ф = 2850 лм;

4. Необходимое число светильников определяется по формуле:
,
где E - нормируемая освещенность, равная 400 лк; S - площадь помещения; z - коэффициент неравномерности освещения (для люминесцентных ламп z = 1,15); K_з - коэффициент запаса, учитывающий прозрачность воздуха; Ф - номинальный световой поток лампы (2850 лм); m - число ламп в светильнике, для КЛЛ равно 1; u - коэффициент использования светового потока, зависящий от индекса помещения i и коэффициентов отражения _п; _с; _р:

где: А, В - длина и ширина помещения, м;

h - высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью, м.

С учетом заданных _п, _с, _р находим коэффициент использования светового потока (в долях) для ламп КЛЛ: u = 49% (светильник "Астра").

Определяем необходимое число светильников
≈ 9.
5. Для обеспечения нормируемой освещенности рабочих мест помещение оборудуем 9 светильниками, с компактной люминесцентной лампой в каждом:

6. Определим количество избыточного тепла, выделяемого в рабочую зону компьютерами, лампами и людьми:
Q_изб = Q_об + Q_осв +Q_л+Q_р - Q_отд, Вт.
Каждое из слагаемых определяется по следующим формулам:
Q_об=P_об·η·β, Bm,
где P_об - мощность, потребляемая оборудованием, Вт; потребляемая мощность одного компьютера - 260 Вт (по условию);

η - коэффициент передачи тепла от оборудования в помещение (для компьютерной техники η = 0,15);

β - коэффициент одновременности работы оборудования (если загружено все оборудование, то β = 1).
Q_осв = P_осв·α·β·cosφ, Вт,
где Р_{осв -} мощность, потребляемая осветительными установками, Вт;

α - коэффициент перевода электрической энергии в тепловую (для люминесцентных ламп α = 0,1);

β - коэффициент одновременности работы осветительных приборов (если работают все осветительные установки, то β = 1);

cosφ= 0,7 - постоянный коэффициент.
Q_л = n·q, Вт,
где п - количество работающих людей;

q - тепло, выделяемое одним человеком, 93 Вт (по условию).
Q_об = 260·4·0,15·1 = 156 Bm;

Q_осв = 45·9·0,1·1·0,7 = 29 Вт;

Q_л = 93·4 = 372 Вт;

Q_изб = 156+29+372 = 557 Вт.
7. Необходимую производительность кондиционера (м³/ч), который обеспечит удаление из помещения избыточной теплоты, определим по формуле:
,
где L - производительность вентиляционной системы (кондиционера); м³ /ч; Q_{изб -} избыточная теплота (тепловой поток) в помещении, подлежащее удалению, Вт; с - теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/м³·°С; t_у - температура воздуха, удаляемого из помещения, равная 25°С (по условию); t_n - температура воздуха, поступающего в помещение, равная 22,2°С (по условию).

8. Выбираем кондиционер настенного типа: модель RAS-11EKH мощность охлаждения - 3450 Вт; производительность по воздуху - 750 м³/ч; потребляемая мощность - 1270 Вт. Для удаления 596 м³/ч необходим 1 кондиционер.

9. Теплота, выделяемая кондиционером при работе:
Q_кон = 1270·1·0,2·1 = 254 Вт.
Тогда:
Q_общ = 557+254 = 811 Вт.
Окончательно, необходимая производительность (м³/ч):
.

ЗАДАЧА 3
Установить общий класс условий труда по показателям рабочей среды и напряженности трудового процесса работника, в должностные обязанности которого входит работа компьютером (основная) и с документацией (вспомогательная).

Выбрав соответствующие варианту условия задания (табл. 4-7), требуется определить:

• 
  среднее значение эквивалентного уровня шума от нескольких источников (компьютеров) и класс условий труда по этому показателю
  
• 
  значения показателей естественного и искусственного освещения в отделе и класс условий труда по ним
  
• 
  класс условий труда по показателям микроклимата в помещении применительно к холодному периоду года
  
• 
  класс условий труда по показателям напряженности трудового процесса.
  
• 
  заполнить итоговую таблицу и провести общую оценку условий труда. При необходимости рекомендовать мероприятия по уменьшению (устранению) воздействия вредных факторов.
  

 РЕШЕНИЕ:

1. Среднее значение эквивалентного уровня шума L_сум при наличии в помещении нескольких источников определяем по формуле (1.1) прил. 1:

 

L _сум = L_экв +10* lg n = 45 + 10 lg 4 =45 + 6 = 51 дБА

 

Значения 10 lg n находим по табл. П.1.1 в зависимости от n.

В соответствии санитарными нормами, уровень шума на рабочих местах не должно превышать 80 дБА.

Класс условий труда по рассчитанному значению уровня шума на рабочем месте определяем по табл.П.1.3:

ПДУ = 80дБА, рассчитанноеL_сум = 51 дБА.

Нет превышения ПДУ

В соответствии с таблицей П 1.3 класс условий труда–2–допустимый.

 

 

2.Определяем значения показателей естественного и искусственного освещения в цехе.

2.1 Расчет коэффициента естественного освещения проводится по формуле:

 

 = 100*28 /3250 = 0,86 %

 

2.2 По таблице определяем нормативное значение естественного и искусственного освещения для разряда зрительной работы 111 – высокой точности

Коэффициент естественного освещения е_р=1,5%;

Освещённость рабочих поверхностей Е = 300 лк.

2.3 Расчет освещенности искусственным освещением горизонтальной рабочей поверхности выполняется по формуле:



 

где Ф – световой поток одной лампы, лм для ламп ЛБ 65 Ф = 4600 лм;

п – число ламп в светильнике, 2 шт.;

m – число светильников в помещении, 4 шт.;

u- коэффициент использования светового потока.

Индекс помещения рассчитываем по зависимости.

 



 

По таблице для светильника ЛДОР и р_п, р_c, р _р = 70*50*10 определяем коэффициент использования светового потока u =56%;

S – площадь освещаемого помещения,64,8 м²;

z – коэффициент неравномерности освещения, 1,11;

K_з – коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности вследствие загрязнения и старения ламп и светильников, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения.

 

Е = 

 

Проводим оценку параметров световой среды по рассчитанным значениям показателей естественного и искусственного освещения.

Класс условий труда:

а) по показателю естественной освещенности (КЕО=0,86%) – допустимый (2).

б) по показателю искусственного освещения (Е=144,6 лк) –вредный второй степени(3,2).

Класс условий труда – вредный второй степени (3,2).

3. Определяем класс условий труда по показателям микроклимата в помещении применительно к холодному периоду года.

Для установления класса условий труда сопоставляем заданные параметры микроклимата в помещении с оптимальными и допустимыми величинами показателей микроклимата, согласно СанПиН 2.2.4.548—96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Заданные параметры микроклимата (t=16^оС, отн. влажность 66%) соответствуют значениям показателей класса вредный второй степени для холодного периода года (категории работ по уровню энергозатрат 1б).

Класс условий труда вредный второй степени (2).

 

4.Определяем класс условий труда по показателям напряженности трудового процесса.

 

Итоговая таблица по оценке условий труда работника по степени вредности и опасности

Факторы	Класс условий труда
оптимальный	допустимый	вредный	опасный (экстремальный)
		3.1	3.2	3.3	3.4
Химический		+
Биологический		+
Аэрозоли ПФД		+
Акустические	Шум		+
Инфразвук		+
Ультразвук воздушный		+
Вибрация общая		+
Вибрация локальная		+
Ультразвук контактный		+
Неионизирующие излучения		+
Ионизирующие излучения		+
Микроклимат		+		+
Освещение		+		+
Тяжесть труда	+
Напряженность труда			+
Общая оценка условий труда	3.2

 

 

Общая оценка условий труда производят по наиболее высокому классу и степени вредности – класс условий труда вредный 2 степени (3.2).

ЗАДАЧА 4
В помещении, которое используется для ремонта электронной аппаратуры, размещено электрооборудование подлежащее заземлению. Необходимо рассчитать защитное заземляющее устройство, которое состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей, приваренных друг к другу, рис.1

Вертикальный заземлитель выполнении из стальных стержней. В качестве соединительной полосы (горизонтального заземлителя) предлагается использовать стальную шину, уложенную в земле на глубине 0,7 м.

Условия задачи: электрическое сопротивление естественных заземлителей, характеристика грунта, размеры вертикального заземлителя: (L_с – длина стержня; D –диаметр стержня) и размеры соединительной полосы ( L_п –длина, В – ширина, H –высота), в соответствии с вариантом приведены в таблице 8.


Рис. 1 Схема группового заземляющего устройства.

а) фронтальная проекция, б) горизонтальная проекция.

РЕШЕНИЕ.

1. Для электрических установок напряжением до 1000V сопротивление заземлителя R_з не должно превышать 4Ом.

1. 
   Определяется расчетное удельное сопротивление грунта с учетом климатического коэффициента (таблица П.4.1 и таблица П.4.2)
   

ρ_расч=ρ _* φ=200*1,50=300 Ом*м

2. 
   Определяется сопротивление искусственного заземлителя.
   

Если считать, что искусственные и естественные заземлители соединены параллельно и их общее сопротивление не должно превышать норму R_з (4 Ом)

R_и = R_е*R_з/(R_е-R_з)=5*4/(5-4)=20 Ом

4. Определяется сопротивление одиночного вертикального заземлителя R_ст.од. по следующей зависимости:



= 102,2 Ом
Выбирают расстояние между вертикальными заземлителями равным одной длине вертикального заземлителя (3 м).

Определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей, размещенных в ряд:

N= L_п / l = 15/3,0 =5 шт
По таблице П. 4.3 определяют коэффициент использования вертикальных стержней. Значения η_ст для 5 стержней это 0,72

Для соединительной полосы в таблице П 4.4 есть значения для 4 стержней это 0,77 и для 8 стержней это 0,67, также используют метод интерполяции

η_полосы = 0,67+ =0,695

Определяют сопротивление соединительной полосы R_п по зависимости:



R_{п = = 28,42Ом}
Далее находят сопротивление всех стержней R_cт :

R_cт= R_п*R_и/(R_п+ R_и) = 28,42*20/(28,42-20)= 30,86Ом

Уточняют число вертикальных заземлителей с учётом коэффициент их использования.

N = R_ст.од /η _ст *R_ст = 102,2/0,72*30,86 =4,595

Тогда коэффициенты использования η_ст = 0,72;

η_полосы=0,67+ =0,74
Проверяют сопротивление растеканию группового заземлителя.

≤ R_и

102,2*28,42/(102,2*0,74+28,42*0,72*5)=17,8 ≤ 20Ом

Условие выполняется.

По результатам расчета заземлитель будет представлять 5 вертикальных стержней, расположенных в ряд, соединенных горизонтальной полосой на глубине 0,7 м.

ЗАДАЧА 5
Установить общий класс условий труда по показателям рабочей среды и напряженности трудового процесса мастера участка по ремонту автомобилей, Выбрав соответствующие варианту условия задания (табл. 9-12), требуется определить:

• 
  среднее значение эквивалентного уровня шума от нескольких источников (двигателей автомобилей) и класс условий труда по этому показателю
  
• 
  значения показателей естественного и искусственного освещения в помещении автосервиса и класс условий труда по ним
  
• 
  класс условий труда по показателям микроклимата в помещении применительно к холодному периоду года
  
• 
  класс условий труда по показателям напряженности трудового процесса.
  
• 
  заполнить итоговую таблицу и провести общую оценку условий труда. При необходимости рекомендовать мероприятия по уменьшению (устранению) воздействия вредных факторов.
  

При решении воспользоваться приложениями 3 и 5.

Решение.

1. Среднее значение эквивалентного уровня шума L_сум при наличии в помещении нескольких источников:
L _сум = L_экв +10· lgn = 43 + 6 = 49 дБА.
В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы" допустимое значение среднего эквивалентного уровня звука, создаваемого ПЭВМ на рабочих местах не должно превышать 50 дБА. Таким образом, уровень шума не превышает ПДУ.

Класс условий труда - 2 - допустимый.

2. Определяем значения показателей естественного и искусственного освещения.

2.1 Расчет коэффициента естественного освещения:
= 100·35/2920 = 1,2 %
2.2 Определяем нормативное значение естественного и искусственного освещения для разряда зрительной работы V11 - общее наблюдение за технологическим процессом:

Коэффициент естественного освещения е_р=1,0%;

Освещённость рабочих поверхностей Е = 200 лк.

2.3 Расчет освещенности искусственным освещением горизонтальной рабочей поверхности выполняется по формуле (2.2) прил.2:

где Ф - световой поток одной лампы, лм; для ламп ЛБ 65 Ф = 4600 лм;

п - число ламп в светильнике, 2 шт.;

m - число светильников в помещении, 18 шт.;

u - коэффициент использования светового потока.

Индекс помещения:

Для светильника типа "Астра" и р_п, р_c, р _р = 70*50*10 определяем коэффициент использования светового потока и = 44%;

S - площадь освещаемого помещения, 26.4 м²;

z - коэффициент неравномерности освещения, 1,14;

K_з - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности вследствие загрязнения и старения ламп и светильников, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения, 1,4.
Е =
Проводим оценку параметров световой среды по рассчитанным значениям показателей естественного и искусственного освещения.

Класс условий труда:

а) по показателю естественной освещенности - допустимый (2).

б) по показателю искусственного освещения - допустимый (2).

Класс условий труда - допустимый (2).

3. Определяем класс условий труда по показателям микроклимата в помещении применительно к холодному периоду года.

Для установления класса условий труда сопоставляем заданные параметры микроклимата в помещении с оптимальными и допустимыми величинами показателей микроклимата, согласно СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".

Заданные параметры микроклимата (t=18^оС, отн. влажность 76%) соответствуют значениям вредных показателей для холодного периода года (категории работ по уровню энергозатрат 1б).

Класс условий труда: вредный (3.1).

4. Определяем класс условий труда по показателям напряженности трудового процесса.

Труд напряженный 1-й степени (3.1) т.к. от 1 до 5 (5) показателей отнесены к классу 3.1, а от 1 до 3 (2) показателей - к классу 3.2.
Итоговая таблица по оценке условий труда работника по степени вредности и опасности

Факторы		Класс условий труда
		Опти-мальный	Допусти-мый	вредный				опасный (экстре-мальный)
		1	2	3.1	3.2	3.3	3.4	4
Химический			-
Биологический			-
Аэрозоли ПФД			-
Акустические	Шум		+
	Инфразвук		-
	Ультразвук воздушный		-
Вибрация общая			-
Вибрация локальная			-
Ультразвук контактный			-
Неионизирующие излучения			-
Ионизирующие излучения			-
Микроклимат				+
Освещение			+
Тяжесть труда
Напряженность труда				+
Общая оценка условий труда		3.1

Общая оценка условий труда производят по наиболее высокому классу и степени вредности - класс условий труда вредный 1 степени (3.1).

Степень вредности условий труда определена по параметрам микроклимата и напряженности труда. На законодательном уровне установлены следующие льготы для степени 3.1: дополнительный отпуск; сокращенная норма часов труда в неделю; доплата в процентном соотношении к окладу либо часовой ставке; проведение медицинских обследований; досрочный выход на пенсию; выдача специального питания; страхование от несчастных случаев; запрет на совместительство должностей. Для улучшения условий труда работника необходимо повысить температуру воздуха на рабочем месте и снизить влажность, также, если это возможно по условиям технологического процесса, снизить некоторые параметры (2.6 Наблюдение за экранами видеотерминалов (часов при выполнении работы), 3.4 Количество конфликтных ситуаций, обусловленных профессиональной деятельностью, за смену - параметры степени 3.2), приводящие к высокой напряженности трудового процесса.