Лабораторная работа № 55Определение температуры, влажности, скор. Лабораторная работа 55 Определение температуры, влажности, скорости движения воздуха анемометрами
 Скачать 0.6 Mb.
|
|
Лабораторная работа № 55 Определение температуры, влажности, скорости движения воздуха анемометрами Определение скорости движения воздуха с помощью анемометров Скорость движения атмосферного воздуха (а также движения воздуха в вентиляционных отверстиях) определяют с помощью анемометров: чашечного (при скоростях от 1 до 50 м/с) и крыльчатого (0,5-10 м/с) (рис. 6). Работа вертикально установленного чашечного анемометра не зависит от направления ветра; крыльчатый анемометр необходимо четко ориентировать осью по направлению ветра.  Рис. 6. Анемометры (а - крыльчатый; б - чашечный) Для определения скорости движения воздуха сначала записывают исходные показатели циферблатов счетчика (тысячи, сотни, десятки и единицы), отключив его от турбинки, выставляют анемометр в месте исследования (например, в створе вентиляционного отверстия). Через 1-2 мин. холостого вращения включают одновременно счетчик оборотов и секундомер. Через 10 мин. счетчик отключают, снимают новые показания циферблатов и рассчитывают скорость вращения крыльчатки (количество делений шкалы за секунду - А): А =  ,где: N1 – показания шкалы прибора до измерения; N2 – показания шкалы прибора после измерения; t - продолжительность измерения в секундах. По значению «А» дел./сек. по графику (у каждого анемометра есть свой индивидуальный график согласно заводскому номеру прибора, который прилагается к анемометру), находят скорость движения воздуха в м/сек. Сила ветра определяется по 12-балльной шкале: от штиля - 0 баллов (скорость движения воздуха 0-0,5 м/с) к урагану - 12 баллов (скорость движения воздуха 30 и больше м/с). Лабораторная работа Исследование метеорологических условий на рабочих местах Цель работы: умение определять санитарно-гигиенические показатели, характеризующие микроклимат на рабочих местах. Разработка рекомендаций по улучшению санитарно-гигиенических условий на основе требований санитарных норм и действующих правил. Задачи: 1.Изучить методические указания по исследованию метеорологических условий на рабочих местах; 2.Ознакомиться с основными принципами работы и правилами пользования прибором для определения влажности воздуха; 3. Ознакомиться с основными принципами работы и правилами пользования прибором для определения скорости движения воздуха; 4. Провести замер основных параметров микроклимата: относительной влажности, температуры и скорости движения воздуха в помещении. 5. Дать санитарно-гигиеническую оценку параметрам микроклимата на рабочем месте. 1. Основные положения Создание комфортных условий предусматривает обеспечение многих параметров среды обитания и характеристик трудового процесса на оптимальном уровне: не превышение допустимых уровней негативных факторов и их снижение до минимально возможных уровней, рациональный режим труда и отдыха, удобство рабочего места, хороший психологический климат в трудовом коллективе, повышение качества и производительности труда Если работа выполняется на открытом воздухе, то метеорологические условия определяются климатическим поясом и сезоном года. Однако и в этом случае в рабочей зоне создается определенный микроклимат. Человек постоянно находится в состоянии обмена теплотой с окружающей средой. Наилучшее тепловое самочувствие человека будет тогда, когда тепловыделения организма человека полностью отдаются окружающей среде. Превышение тепловыделения организма над теплоотдачей в окружающую среду приводит к нагреву организма и к повышению его температуры (человеку становится жарко). Наоборот, превышение теплоотдачи над тепловыделением приводит к переохлаждению организма и к снижению его температуры (человеку становится холодно). Тепловыделение организма определяется, прежде всего, тяжестью и напряженностью выполняемой работы, в основном величиной мышечной нагрузки. Различают три принципиально разных элементарных способа распространения тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. Теплопроводностьпредставляет собой перенос тепла вследствие беспорядочного движения микрочастиц, непосредственно соприкасающихся друг с другом. Конвекциейназывается перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости.Тепловое излучение – это процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленный тепловым движением атомов и молекул излучающего тепла. В реальных условиях, тепло передается не каким-либо одним из указанных способов, а комбинированным. Гигиеническое нормирование параметров производственного микроклимата установлено системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1. 005 – 88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», а также СанПиН 2.2.4.584 – 96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». В соответствии с этими документами нормируются оптимальные и допустимые параметры микроклимата: температура воздуха (°С), относительная влажность воздуха (%) и скорость движения воздуха (м/с), обеспечивающие оптимальные и допустимые микроклиматические условия в производственных помещениях. Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового состояния организма человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. Оптимальные величины показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники.) Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового состояния человека на период 8-часовой рабочей смены. Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового самочувствия и понижению работоспособности. Оптимальные показатели микроклимата распространяются на всю рабочую зону, допустимые показатели устанавливаются дифференцированно для постоянных и непостоянных рабочих мест. При комфортном микроклимате физиологические процессы терморегуляции не напряжены, теплоощущение хорошее, функциональное состояние нервной системы оптимальное, физическая и умственная работоспособность высокая, организм устойчив к воздействию негативных факторов среды. При превышении допустимых значений метеорологических параметров система терморегуляции работает в напряженном режиме, человек испытывает сильный дискомфорт, нарушается тепловой баланс, и начинается перегрев или переохлаждение организма в зависимости от того, в какую сторону нарушен тепловой баланс. Одним из важных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,5 °С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При высокой температуре воздуха в период выполнения работы средней тяжести и тяжелой температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1 - 2° С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет +43 °С, минимальная +25°С. Температурный режим кожи играет основную роль в теплоотдаче. Ее температура меняется в довольно значительных пределах, и при нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30 - 34 °С. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20 °С, а иногда и больше. Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность приtoc>30°С, так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое «проливное» течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимой теплоотдачи. Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнения болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30 - 70 %. Вопреки установившемуся мнению величина потовыделения мало зависит от недостатка воды в организме или от ее чрезмерного потребления. У человека, работающего в течение 3 часов без приема жидкости, образуется только на 8 % меньше пота, чем при полном возмещении потерянной влаги. При испарении влаги снижается и вес человека. Считается допустимым для человека уменьшение масса его тела на 2 - 3 % путем испарения влаги (обезвоживание организма). Обезвоживание на 6 % влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения; испарение влаги на 15 - 20 % приводит к смертельному исходу. Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1 %, в том числе 0,4 - 0,6 %NaCl). При неблагоприятных условиях потеря жидкости может достигать 8 - 10 л за рабочую смену, а в ней содержится до 60 г поваренной соли (всего в организме человека около 140 гNaCl). Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы. При высокой температуре воздуха легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки. Необходимо создать условия, чтобы рабочие, выполняя работу различной трудоемкости при разных метеорологических условиях, сохраняли оптимальную температуру тела. Микроклиматические параметры как оптимальные, так и допустимые зависят от периода года и категории работ по уровню энергозатрат. Различают теплый и холодный периоды года. Теплый период года - период года, характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10°С и выше. Холодный период года - период года, характеризующийся среднесуточной температурой наружного воздуха +10°С и ниже. Разграничение работ по категориям осуществляется на основе интенсивности общих энергозатрат организма: легкие физические работы (категория I-Ia,Iб), средней тяжести физические работы (категория II-IIa, IIб) и тяжелые физические работы (категория III). К легким (категория I) относятся работы с затратой энергии до 174 Вт, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения. Они подразделяются на категорию Iа (затраты до 139 Вт) и категорию Iб (затраты 140 - 174 Вт). К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратой энергии 175 - 232 Вт (категория IIа) и 233 - 290 Вт (категория IIб). В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей; в категорию IIб - работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей. К тяжелым работам (категория III) относят работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянным передвижением, переноской значительных (более 10 кг) тяжестей, с затратой энергии более 290 Вт. Из приложения В видно, что для одного и того же периода года при переходе от I к III категории температуры воздуха и поверхностей снижаются, а скорость движения воздуха увеличивается. Это связано с необходимостью поглощения большего количества тепла, выделяемого организмом человека при тяжелой физической работе. 2. Контроль параметров микроклимата. Измерения показателей микроклимата проводится в начале, середине и конце холодного и теплого периода года не менее 3 раз в смену (в начале, середине и конце). При колебаниях показателей микроклимата, связанных с технологическими и другими причинами, измерения необходимо проводить также при наибольших и наименьших величинах термических нагрузок на работающих, имеющих место в течение рабочей смены. Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха измеряют на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки при работах, выполняемых сидя, и на высоте 1,5 м - при работах, выполняемых стоя. Измерения проводят как на постоянных, так и на непостоянных рабочих местах при их минимальном и максимальном удалении от источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения (нагретых агрегатов, окон, дверных проемов, ворот, открытых ванн). 2.1 Приборы для измерения температуры и влажности воздуха Простейший контроль температуры в производственном помещении проводится с помощью ртутного или спиртового термометра, который должен быть вывешен в рабочей зоне. Однако по показаниям одного термометра, в особенности в большом помещении, нельзя определить температурную характеристику помещения. Наиболее полные данные о температуре помещения можно получить, если определить ее изменение по рабочим местам и по времени. В производственных условиях температуру воздуха удобнее определять с помощью сухого термометра аспирационного психрометра. Применяют также другие приборы: полупроводниковые электрические термометры, ртутные и спиртовые термометры. Относительную влажность воздуха чаще всего измеряют психрометрами: стационарным Августа и аспирационным Ассмана. Стационарный психрометр Августа (рисунок 1и 3,а) состоит из двух одинаковых спиртовых термометров. Резервуар одного из них (влажного) обернут гигроскопической тканью, конец которой опущен в наполненный дистиллированной водой стаканчик. По ткани к резервуару этого термометра поступает влага взамен испаряющейся. Сухой термометр показывает температуру воздуха. Показания влажного термометра зависят от содержания водяных паров в воздухе, так как при снижении их массы в единице объема возрастает испарение воды с увлажненной ткани, вследствие чего резервуар охлаждает в большей мере. По разности показаний термометров с помощью специальным психрометрическим таблицам, определяют относительную влажность воздуха. Наиболее удобным в производственных условиях является аспирационный психрометр Ассмана типа МВ-4М (рисунок 2 и 3,б). Он устроен аналогично. Отличие заключается в том, что для исключения влияния подвижности воздуха на показания влажного термометра в головной части прибора размещен вентилятор, который протягивает через прибор исследуемый воздух с равномерной скоростью, что повышает точность показаний прибора. Прибор берут в левую руку и с помощью пипетки, которая входит в комплект, смачивают батист термометра в теплое время года - за 4 минуты до измерений, в холодное - за 0,5 часа. Если число измерений больше 5, то батист увлажняют повторно. Вращением ключа по часовой стрелке до отказа осторожно, чтобы не сорвать пружину, заводят часовой механизм аспиратора. Прибор держат за ключ не менее 3 мин. На четвертой минуте после пуска аспиратора снимают показания сухого и мокрого термометров. Если скорость воздуха больше 4 м/с, на аспиратор необходимо надеть предохранительный щиток, который входит в комплект прибора. Диапазон измерения относительной влажности этим прибором составляет от 10 до 100% при температуре окружающей среды от -30 до +50С. Прибор имеет два термометра с ценой деления 0,2 градуса. Вентилятор создает постоянный напор воздуха, а, следовательно, и скорость движения его в трубках с резервуарами ртутных термометров постоянна. Трубки предохраняют термометры от механических повреждений и отражают излучения, которые могут исказить показания прибора. 2.2 Приборы для измерения скорости движения воздуха В помещениях со сквозными воздушными потоками необходимо контролировать скорость движения воздуха. Быстрое перемещение воздуха может привести к переохлаждению тела человека и, следовательно, к простудным заболеваниям. Скорость воздуха измеряют различными приборами: а) при температуре не выше 29 °С и малых скоростях - кататермометром; б) при скоростях выше 0,3 м/с - крыльчатым анемометром типа АСО-3; в) при больших скоростях -чашечным анемометром типа М-13. Кататермометр (рисунок 4) который представляет собой спиртовой термометр с большим шаровым или цилиндрическим резервуаром и капилляром, расширяющимся в верхней части. Принцип действия кататермометра основан на зависимости скорости охлаждения спирта в резервуаре от скорости омывания его воздухом. Перед измерением кататермометр опускает в теплую (60-70С) воду и держат в ней до заполнения спиртом половины верхнего резервуара. Обтерев кататермометр, подвешивают его в зоне контроля скорости движения воздуха и, следя за снижением спиртового столбика, с помощью секундомера регистрируют время уменьшения температуры (спада спиртового столбика)от 38 до 35С. Затем находят отношение охлаждающей способности воздуха к разности температур кататермометра (36,5С) и воздуха в помещении в момент измерения. Для определения скорости движения воздуха применяют анемометры. (Рисунок 4). Крыльчатый анемометр типа АСО - 3 (рисунок 5,б и 6) со струнной осью применяется для определения скорости движения воздуха от 0,5 до 10м/с. Он состоит из крыльчатки 1, счетчика оборотов 4 и соединительных деталей. Крыльчатка насажена на рубчатую ось 2, вращающуюся на натянутой стальной струне, один конец которой закреплен в неподвижной опоре, а второй зажат в натяжном устройстве. На конец трубчатой оси закреплен червяк, передающий вращение крыльчатки зубчатому редуктору счетного механизма. На циферблате счетного механизма находятся три шкалы измерений: единиц, сотен, тысяч. Центрального стрелка основного циферблата показывает единицы и десятки оборотов колеса, а стрелки малых дополнительных циферблатов – сотни и тысячи. Включают и выключают шкалы арретиром 3 Чашечный анемометр МС – 13 (рисунок 5,а и 7) по конструкции близок к крыльчатому. Он применяется для определения скорости движения воздуха от 1 до 20 м/с. Принцип действия его такой же, как и прибора, описанного выше. Приемной частью анемометра является четырехчашечная метеорологическая вертушка 1, насаженная на ось 2 и вращающаяся в камневых опорах. На нижнем конце оси 2 нарезан червяк, связанный с зубчатым редуктором, передающим движение трем стрелкам 4 счетного механизма. Ветроприемник анемометра защищен от механических повреждений крестовиной 5, состоящей из проволочных дужек. Она служит также для закрепления верхней опоры оси ветроприемника. Циферблат счетного механизма, как и у крыльчатого анемометра, имеет три шкалы. Включение и выключение производится арретиром 3 (выключение – по часовой стрелке, включение – против). Приборы помещают в воздушный поток и определяют число оборотов крыльчатки за единицу времени. Перед проведением измерений записывают показания циферблатов и устанавливают приборы в места контроля. Движение воздуха в лаборатории создается вентилятором. Замеры производить на расстоянии 2,0;1,5; 1,0 м от побудителя воздуха (вентилятора). Время измерения на каждом расстоянии 10 секунд. Разделив разность конечного и начального показаний счетчика на время экспозиции, выраженное в секундах, находят число делений, которые прошла стрелка прибора за единицу времени (делений/сек). Полученную скорость необходимо откорректировать по графику (приложение С и приложение Д), учитывающему погрешность прибора и скорость движения воздуха в метрах в секунду и занести в таблицу 2. Показатели микроклимата в помещениях следует измерять приборами, прошедшими регистрацию и имеющими соответствующий сертификат. 3. Порядок выполнения работы 1.Ознакомиться с основными принципами работы и правилами пользования приборами для измерения микроклиматических параметров. 2.Снять показания сухого и влажного термометров и определить относительную влажность воздуха по специальным психометрическим таблицам (Приложение А). Данные записать в таблицу 1. 3.Включить вентилятор, в результате чего возникает поток воздуха на рабочем месте. Скорость воздушного потока необходимо определить с помощью чашечного или крыльчатого анемометра в трех точках помещения, взятых произвольно. Результаты замеров занести в таблицу 2. Используя тарировочные графики (приложение С и Д), определить скорость движения воздуха в выбранных точках. 4. В таблицу 3 записать фактические значения метеорологических факторов, оптимальные и допустимые параметры воздуха в рабочей зоне согласно ГОСТ 12.1. 05 -88 и санитарным нормам СН- 245- 71 (приложение В). 5.Сделать выводы о соответствии метеоусловий на рабочем месте санитарным нормам. Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3 Период года__________________________________ Категория тяжести работ_____________________
Контрольные вопросы 1.Какие основные нормируемые показатели микроклимата рабочей зоны Вы знаете? 2.Что является источников теплового излучения? 3.Как воздействуют на организм человека пониженные и повышенные параметры микроклимата? 4.Из каких основных процессов состоит теплоотдача человеческого организма в окружающую среду? 5.Как измеряют температуру воздуха производственных помещений? 7.Какими приборами измеряются скорость движения и относительную влажность воздуха? 8.Для чего применяется кататермометр и принцип его действия? 9.Какие параметры микроклимата называются допустимыми и оптимальными?  Рисунок 1 – Стационарный психрометр Августа 1 – термометры со шкалами, 2 – основание, 3 – ткань, 4 – питатель  Рисунок 2 – Аспирационный психрометр Ассмана 1 – резервуар термометра, 2 – термометр влажный, 3 – термометр сухой, 4 – ключ, 5 – аспиратор  Рисунок 3 - Общий вид психрометров а) стационарный Августа; б) аспирационный Ассмана  Рисунок 4 – Кататермометры а) цилиндрический; б) шаровой  Рисунок 5 - Общий вид анемометров а) крыльчатый; б) чашечный  Рисунок 6 - Крыльчатый анемометр 1 – крыльчатка, 2 – ось, 3 – арретир, 4 – счетчик оборотов  Рисунок 7 - Анемометр чашечный 1 – четырехчашечная метеорологическая вертушка, 2 – ось, 3 – арретир, 4 – счетный механизм, 5 - крестовина Приложение А Психрометрическая таблица для температур от 00 до +250 С по влажному термометру
Приложение В Оптимальные и допустимые показатели микроклимата на рабочих местах производственных помещений
График перевода показаний счётчика крыльчатого анемометра в показания скорости движения воздуха  Скорость движения воздуха, м/с Приложение D График перевода показаний счётчика чашечного анемометра в показания скорости движения воздуха  Скорость движения воздуха, м/с Посмотреть видео материал: https://yandex.ru/video/preview/?text=Определение%20скорости%20движения%20воздуха%20анемометрами%20в%20шахте%20видео&path=wizard&parent-reqid=1608050548420972-705152196671992118600275-production-app-host-sas-web-yp-56&wiz_type=vital&filmId=6161923575069461587 https://yandex.ru/video/preview/?text=Определение+скорости+движения+воздуха+анемометрами+в+шахте+видео&path=wizard&parent-reqid=1608050548420972-705152196671992118600275-production-app-host-sas-web-yp-56&wiz_type=vital&filmId=4273108684945448792&url=http%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3D-2TNyf9CowE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||