Реферат: Охрана труда (конспект лекций)
§1. Охрана труда на производстве.
/>
Охранатруда (ОТ) — система законодательных актов, социально-экономических,организационных, технических, гигиенических, лечебно профилактическихмероприятий, обеспечивающих безопасность, здоровье и работоспособность человекаа процессе труда.
Задача ОТ- свести к минимуму вероятность поражения или заболевания работающего содновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.Реальные производственные условия характеризуются опасными и вреднымифакторами. Опасные производственные факторы — факторы, воздействие которых наработающего в определенных условиях приводят к травме или другимпрофессиональным заболеваниям. Вредным производственным фактором называетсятакой, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит кзаболеванию или снижению работоспособности. Опасные — движущиеся деталимеханизмов, раскаленные тела. Вредные — воздух, примеси в нем, теплота,недостаточное освещение, шум, вибрация, ионизирующее лазерное иэлектромагнитное излучения.
Законодательныеи нормативные акты ОТ.
Взаконодательстве об ОТ отражены следующие правила и нормы: правила организацииОТ на предприятиях; правила по ТБ и производственной санитарии; правила,обеспечивающие индивидуальную защиту работающих от профессиональныхзаболеваний; правила и нормы специальной охраны труда женщин, молодежи и лиц спониженной трудоспособностью; правовые нормы, в которых предусматриваетсяответственность за нарушение законодательства об ОТ.
Важнейшиеположения в области ОТ закреплены в “Кодексе законов о труде”. Обеспечениездоровых и безопасных условий труда возлагается на администрацию предприятия.Администрация предприятия обязана внедрять современные средства техникибезопасности, обеспечивающие санитарно-гигиенические условия и предотвращающиевозникновение профессиональных заболеваний рабочих. Производственные здания исооружения должны отвечать требованиям обеспечивающим безопасные условия труда.Эти требования включают: рациональное использование территорий; правильноеиспользование оборудования; защиту рабочих от воздействия вредныхпроизводственных факторов; содержание промышленных помещений в соответствии ссанитарно-гигиеническими требованиями. В законодательстве об ОТ особое вниманиеуделяется соблюдению ОТ при проектировании и разработке новых машин иоборудования.
§2. Система управления ОТ промышленногопредприятия.
Действующеетрудовое законодательство устанавливает, что ответственность за организациютруда на предприятии несут директор и главный инженер. По подразделениям такаяответственность возлагается на руководителей цехов, участков, служб.Непосредственное руководство ОТ осуществляет главный инженер.
В целях ОТКЗОТ возлагает на администрацию предприятия следующие функции:
Проведениеинструктора по ТБ, производственной санитарии и пожарной безопасности;
Организацияработы по профессиональному отбору служащих;
Осуществлениеконтроля за соблюдением работниками предприятия всех требований и инструкций поОТ.
Существуетнесколько видов инструктажа: вводный, первичный на рабочем месте, вторичный,внеплановый, текущий. Вводный инструктаж обязаны пройти все вновь поступающиена предприятие, а также командированные лица. Проводит инструктаж главныйинженер.
Первичныйна рабочем месте проводиться со всеми, поступившими на работу. Вторичный — нереже, чем через шесть месяцев. Его цель — восстановление в памяти рабочегоправил по ТБ, а также разбора конкретных нарушений.
Внеплановыйпроводят при изменении технологического процесса, правил по ОТ или привнедрении новой техники.
Текущийинструктаж проводится с работниками предприятия, перед работой которых оформляется допуск в наряд.
Важноезначение для безопасности труда имеет профессиональный отбор, цель котороговыявление лиц, непригодным по своим физическим данным к участию впроизводственном процессе. Кроме того, важное значение имеет соблюдениеинструкций по ОТ, которые разрабатываются и утверждаются администрациейпредприятия совместно с профсоюзом. Особую роль в организации работы попредупреждению несчастных случаев играет служба ОТ.
В условияхсовременного производства отдельные мероприятия по улучшению условий трудаоказываются недостаточными, поэтому они осуществляются комплексно, образуясистему управления безопасности труда (СУБТ) — совокупность объекта управленияи управляющей части, связанных каналами передачи информации. Объектомуправления служит безопасность труда на рабочем месте и характеризуетсявоздействием людей с предметами и орудиями труда.
Состояниеобъектов управления определяется входными параметрами — факторами,воздействующими на безопасность трудовой деятельности (X1,...,Xn).К ним можно отнести безопасность конструкций, безопасность технологическихпроцессов, гигиенические параметры производственной среды исоциально-психологические факторы. Так как реальные производственные условия неявляются абсолютно безопасными, то выходной характеристикой системы служитнекоторый уровень безопасности (Y=f(X1,...,Xn)). Выходыобъектов управления связаны через систему сбора и обработки информации совходами управляющей части. Информация о выявленных в процессе контроляотклонениях от нормальной безопасности труда, потенциально опасных факторах,поступает в управляющий орган для анализа и принятия решений, направленных на регулированиеуправляющих параметров входов объекта управления. Таким образом СУБТ действуютпо принципу обратной связи и при этом осуществляется замкнутое автономноеуправление. СУБТ — элемент системы управления более высокого порядка(министерство народного хозяйства). Поэтому на входе управляющей системыпоступает внешняя информация: законодательная, директивная, нормативная.
§3. Формирование и влияние на человекамикроклимата в производственных условиях.
Одним изнеобходимых условий здорового и высокопроизводительного труда являетсяобеспечение чистоты воздуха и нормальных метеорологических условий в рабочейзоне помещения, т.е. в пространстве до 2 метров над уровнем пола. Благоприятныйсостав воздуха: N2 — 78%, О2 — 20,9%, Ar+Ne - 0.9%, CO2 — 0.03%, прочие газы — 0,01%. Такой состав воздуха бывает редко, так как засчет технологических процессов в воздухе появляются вредные вещества: парыжидких растворителей (бензин, ртуть), газы появляющиеся в процессе литья,сварки и термообработки металла. Пыль образуется в результате дробления,разлома, транспортировки, упаковки, расфасовки. Дым образуется в результатесгорания топлива в печах, туман — при использовании смазочно-охлаждающихжидкостей. Вредные вещества проникают в организм в основном через дыхательныепути и относятся к опасным и вредным производственным факторам. По характерувоздействия вредные вещества подразделяются на:
Общетоксические.Вызывают отравление всего организма СО, цианистые соединения, Pb, Hg).
Раздражающие.Вызывают раздражение дыхательного тракта и слизистой оболочки (хлор, аммиак,ацетон).
Веществадействующие как аллергены (растворители и лаки на основе нитросоединений).
Мутагенные.Приводят к изменению наследственности (Pb, Mn, радиоактивные вещества).
Рядвредных веществ оказывают на организм человека фиброгенное воздействие, вызываяраздражение слизистой оболочки не попадая в кровь (пыль: металлов,пластмассовая, древесная, наждачная, стеклянная). Эта пыль образуется приметаллообработке, литье и штамповке. Наибольшую опасность представляетмелко-дисперсионная пыль. В отличии от крупно-дисперсионной, она находится вовзвешенном состоянии и легко проникает в легкие. В сварочной пыли находится 90%частиц размером < 5мкм, что делает ее особо вредной для организма человека,так как в ее составе находится марганец и хром. В результате воздействиявредных веществ на человека могут возникнуть профессиональные заболевания,наиболее тяжелым из которых является силикоз, который появляется в результатевдыхания двуокиси кремния (SiO2) в литейных цехах.
§4. Нормирование микроклимата.
Метеорологическиеусловия (или микроклимат) на производстве определяются следующими параметрами:температура воздуха, относительная влажность, скорость движения воздуха,давление. Однако на здоровье человека значительное влияние оказывают перепадыдавления. Необходимость учета основных параметров микроклимата может бытьобъяснено на основе рассмотрения теплового баланса между организмом человека иокружающей средой. Величина тепловыделения Q организмом человека зависит отстепени нагрузки в определенных условиях и может колебаться от 80 Дж/с(состояние покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа). Для протекания нормальныхфизиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемаяорганизмом теплота отводилась в окружающую среду. Отдача теплоты организмом вокружающую среду происходит в результате теплопроводности человека через одежду(QТ), конвекции тела (QК), излучение на окружающиеповерхности (QП), испарения влаги с поверхности (Qисп),часть теплоты расходуется на нагрев выдыхаемого воздуха. Из этого следует: Q=QТ+QП+QК+Qисп+QВ..
Нормальноетепловое самочувствие обеспечивается при соблюдении теплового баланса, врезультате чего температура человека остается постоянной и равной 36° С. Эта способность человекаподдерживать тела постоянной при изменении параметров окружающей среды называюттерморегуляцией. При высокой температуре воздуха в помещении кровеносные сосудырасширяются, в результате чего происходит повышенный приток крови к поверхноститела и теплоотдача в окружающую среду возрастает. Однако при t=35° С окружающей среды отдача теплотыконвекцией и излучением прекращается. При понижении t окружающей средыкровеносные сосуды сужаются и приток крови к поверхности тела замедляется, итеплоотдача уменьшается. Влажность воздуха оказывает влияние на терморегуляциюорганизма: высокая влажность (более чем 85%) затрудняет терморегуляциювследствие снижения испарения пота, а слишком низкая (менее 20%) — вызываетпересыхание слизистой оболочки дыхательных путей. Оптимальная величина влажности 40-60%. Движение воздуха оказывает большое влияние на самочувствиечеловека. В жарком помещении оно способствует увеличению теплоотдачи организмачеловека и улучшает состояние при низкой температуре. В зимнее время годаскорость движения воздуха не должна превышать 0,2-0,5 м/с, а летом — 0,2-1м/с. Скорость движения воздуха может оказывать неблагоприятное воздействие нараспространение вредных веществ. Требуемый состав воздуха может быть обеспеченза счет выполнения следующих мероприятий:
1) механизация иавтоматизация производственных процессов, включая дистанционное управление. Этимероприятия защищают от вредных веществ, теплового излучения. Повышают производительностьтруда;
2) применение технологических процессов иоборудования, исключающих образование вредных веществ. Большое значение имеетгерметизация оборудования, в котором находятся вредные вещества;
3) защита отисточников тепловых излучений;
4) устройствавентиляции и отопления;
5) применениеиндивидуальных средств защиты.
§5. Классификация систем вентиляции.
Задачейвентиляции является обеспечение чистоты воздуха в заданных метеорологическихусловиях. По способу перемещения воздуха вентиляция бывает естественной имеханической. В зависимости от того, для чего служит — приточная и вытяжная. Поместу действия — местная и общеобменная. При общеобменной вентиляциизагрязненный влажный воздух разбавляется свежим воздухом по всему помещению.Если помещение велико, а количество людей мало и они сосредоточены в одномместе, то применяют местную вентиляцию в местах их сосредоточения. Пример:кабина наблюдения и управления в прокатных цехах. Воздухообмен в помещенииможно значительно сократить, если удалять вредные вещества в местах ихвыделения, не допуская их распространения по помещению. Для эффективной работысистемы вентиляции, необходимо выполнять следующие санитарно-гигиеническиетребования.
Количествоприточного воздуха должно почти соответствовать количеству удаляемого воздуха.Разница между ними должна быть минимальна.
Приточныеи вытяжные системы в помещении должны быть правильно размещены, т.е. свежийвоздух должен подаваться в ту часть помещения, где количество вредных веществминимально, а удаляться с тех участков, где выделение вредных веществмаксимально.
Системавентиляции не должна вызывать перегрев или переохлаждение рабочих.
Системавентиляции не должна создавать шум на рабочих местах.
Она должнабыть электро- и взрывобезопасной.
Естественнаявентиляция.
Воздухообменпри естественной вентиляции происходит вследствие разности температур воздухавнутри и снаружи помещения, что вызывает поступление холодного воздуха впомещение. С заветренной стороны здания создается пониженное давление.,вследствие чего происходит вытяжка теплого загрязненного воздуха из помещения.С наветренной стороны здания создают избыточное давление, в результате чегосвежий воздух поступает в помещение. Естественная вентиляция может бытьорганизованна и неорганизованна. Неорганизованная вентиляция осуществляетсячерез неплотности окон, форточек и специальные проемы. Организованнаяестественная вентиляция осуществляется аэрацией и дефлекторами. Аэрацияосуществляется в горячих цехах за счет гравитационного и ветрового давления.
/>
/>
/>
/>
/>
В летнеевремя открываются проемы 1 и 3, а в зимнее — 2 и 3. На определенной высоте,называемой плоскостью равных давлений, разность давлений равна 0. Ниже этойплоскости существуют разрежения воздуха, в результате чего происходитпоступление наружного воздуха, а выше плоскости равных давлений существуетизбыточное давление, под действием которого происходит вытяжка загрязненноговоздуха наружу. Преимущество аэрации состоит в том, что большие объемы воздухаподаются в помещение и удаляются без вентилятора. Недостаток — малаяэффективность.
/>
Вентиляцияс помощью дефлектора.
/>
Диффузор
Обечайка
Защитныйколпак
Конус
Трубопровод
Дефлектор:специальная насадка, установленная на трубопровод и использующая энергию ветра.Применяют для удаления загрязненного и перегретого воздуха из помещениянебольшого объема, а также используют при местной вентиляции.
Ветер,обдувая слово 2, создает на ее поверхности разряжение, вследствие чего воздухдвижется из помещения по трубопроводу 5 и выходит наружу через кольцевые щели,образованные между обечайкой 2, краями колпака 3 и корпусом диффузора.
Механическаявентиляция.
Системадвижения воздуха, которая осуществляется вентиляторами. Существуют приточная ивытяжная вентиляция.
/>
1 — Воздухоприемник
2 — Трубопровод
3 — Фильтр счистки
4 — Калорифер
5 — Вентилятор
6 — Воздухонасадки с отверстиями
/>
Кондиционированиевоздуха.
Кондиционированиевоздуха — автоматическое поддержание в помещении независимо от внешних условийтемпературы, влажности, чистоты и скорости движения воздуха. Кондиционированиеприменяется для создания необходимых санитарно-гигиенических условий.
Кондиционер- вентиляционное устройство, которое с помощью приборов авторегулированияподдерживает в помещении заданные параметры воздушной среды. Кондиционерыбывают центральные и местные. В центральных кондиционерах приготовление воздухаосуществляется вне обслуживаемого помещения и подача воздуха осуществляется повоздуховоду. В местных кондиционерах приготовление воздуха происходит вобслуживаемом помещении без применения воздуховодов.
Очисткавоздуха от вредных веществ.
Дляочистки воздуха от твердых и жидких примесей применяют циклоны, пылеуловители(вихревые, жалюзийные, камерные). Важным показателем работы пылеуловителейявляется эффективность очистки воздуха:
/>
q1 — содержание примесей до очистки воздуха
q2 — послеочистки (мг/м3)
Очисткаможет быть грубой (размер пыли более 50мкм), средней (10-50мкм), тонкой (менее10 мкм). Для очистки воздуха от неволокнистой пылью размером 10мкм используютциклоны. Принцип их работы — центробежная сепарация.
Пыльпопадая в трубопровод 1 по касательной к корпусу приобретает вращательноедвижение по спирали, опускается вниз по конической части корпуса 3 собирается вшлаковые сборники 4. Очищенная воздушная смесь под действием поступающеговоздуха вытесняется в выходной трубопровод 2.
Вихревыепылеуловителиотличаются от циклопов наличием вспомогательного потока. Загрязненный воздухпоступает через трубопровод 5 и закручивается лопаточным завихрителем 4.Перемещаясь вверх он подвергается воздействию поступающего в потоки воздуха.Под воздействием центробежных сил частицы отбрасываются к поверхности корпуса иза счет силы тяжести оседают в бункере 6. Очищенный воздух выходит черезтрубопровод 1 наружу.
Жалюзийныйпылеуловительпредставляет собой набор лопастей, установленных последовательно в корпусе 2так, что между ними образуется щель. Воздух поступает через трубопровод 1, гдепылеотделение происходит под действием опережающих лопастей 3. Взвешенныечастицы пыли под действием инерции и эффекта отражения от лопастей движутся втрубопровод 5. Очищенный воздух проходит между лопастями и поступает в выходнойтрубопровод 4. Данные пылеуловители используют для грубой и средней очистки,после которой загрязненный воздух направляется в циклоны.
В камерныхпылеуловителях загрязненный воздух поступает через входной трубопровод 1 врабочую камеру 3, где он отделяется от пыли, которая оседает под действием силытяжести и выходит через трубопровод 2. Используется для грубой и среднейочистки.
Ротационныепылеуловители. Очищаяот твердых и жидких примесей за счет центробежных сил, возникающих при вращенииротора. По конструкции — центробежный вентилятор. При его вращении частицы пылиприжимаются к поверхности диска колеса и к набегающим сторонам лопаток и затемсобираются в пылеуловители.
Ротоклоны-туманоуловители. Применяется для очистки воздуха оттумана. Первая ступень очистки: ротор с фильтрующим материалом (войлок с dволокон=18-20мкм).Вторая ступень: брызгоуловитель (1 слой войлока dволокон=60-70мкм) .
Электрофильтры.
Применяютсядля очистки воздуха от пыли и тумана.
Длясредней и тонкой очистки воздуха используются фильтры, в которых запыленныйвоздух пропускается через пористые фильтрационные материалы. Осаждение твердыхи жирных частиц на фильтрующих элементах происходит в результате контакта частиц с поверхностью пор. Механизм осаждения частиц, обусловлендействием сил инерции, гравитационных сил, броуновской диффузией в газах иэффектом касания. В качестве фильтра материалов ткани, войлок, бумага,металлическая стружка, пористая керамика и пористые металлы. Для очисткивоздуха с запыленностью менее10 мг на 1 м(кубический) используются ячейковыефильтры, представляющие собой каркас, заполненный фильтрующими элементами ввиде металлических или пенопластовых материалов, упругого стекловолокна. Выборматериала зависит от качества очистки. Их общим недостатком являетсяограниченный срок службы из-за быстрого засорения фильтрующих элементов. Внастоящее время широкое распространение получили самоочищающиеся масляныефильтры, в которых фильтрация осуществляется двумя непрерывно движущимисяполотнами из металлической сетки. При загрязнении масляных фильтров ихпромывают в содовом растворе. Для очистки воздуха от тумана, масел используютсяволокнистые и сетчатые туманоуловители, принцип действия которых основан наосаждении капель смачивающей жидкости на поверхности пор с последующимстеканием жидкости под действием сил тяжести. Туманоуловители делятся нанизкоскоростные — V<0,15м/с,преобладающим является механизм диффузии осаждения капель, и высокоскоростные — V=2-5м/с, осаждение капель наповерхности происходит под действием инерционных сил. В низкоскоростныхтуманоулавителях волокнистые слои формируются набивкой стекловолокна сдиаметром волокон 7-10 микрон или полимерных волокон.
Местнаяприточная вентиляция.Служит для создания требуемых условий воздушной среды в ограниченномпространстве производственной зоны. К установкам местной приточной вентиляцииотносятся воздушные души, оазисы, воздушные и воздушно-тепловые завесы.Воздушные зоны применяются в горячих цехах, где создается тепловой потокинтенсивностью 350Вт/м2.
Воздушныеоазисы позволяют улучшить метеорологические условия на ограниченномпространстве помещений, которые со всех сторон ограждаются передвижнымиперегородками и заполняются холодным и чистым воздухом.
Воздушно-тепловыезавесы используются для защиты людей от холодного воздуха. Завеса бывает сподачей воздуха без подогрева и с подогревом. Их работа основана на том, чтоподаваемый воздух к рабочему месту через специальный воздухопровод со щельювыходит с большой скоростью (до 15 м/с) под определенным углом на встречухолодному воздуху и смешивается с ним. Полученная смесь теплого воздухапоступает на рабочее место.
Местнаявытяжная вентиляция.Ее применение основано на улавливании и удалении вредных веществнепосредственно у источника образования. Т.к. борьба с пылью с помощьюобщеобменной вентиляции дает малый эффект, то использование местной вентиляциипозволяет полностью устранить запыленность помещения. Максимально эффективныукрытия. Укрытие может быть выполнено в виде кожуха, который полностью иличастично защищает оборудование и среду. Внутри укрытий существует разряжение — вредные вещества не могут попасть в помещение.
Вытяжныешкафы находят применение при термической и гальванической обработке металлов,окраске, расфасовке сыпучих веществ.
Вытяжныезоны используются для локализации вредных веществ при тепло- влаговыделениях.Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при b=60°.
Всасывающиепанели используются в тех случаях, когда при удалении вредных веществ рабочийнаходится под зонтом. Правильной будет такая конструкция вытяжной системы,когда основание вытяжной трубы расположено под углом к основанию рабочегоместа.
Средстваиндивидуальной защиты (СИЗ).
Когданельзя устранить вредные и опасные производственные факторы, то используютсяСИЗ. Защита тела обеспечивается применением спецодежды, спецобуви, головныхуборов, рукавиц. Для защиты человека от брызг расплавленного металлаиспользуется спецодежда из льняных, брезентовых и шерстяных тканей, для защитыот кислот и щелочей — из резины.
§6. Очистка промышленных выбросов от газов ипарообразующих примесей.
Методыочистки промышленных выбросов по характеру протекания физико-химическихпроцессов можно разделить на 5 основных групп:
1) промывка примесей растворителями(абсорбция);
2) промывка примесей веществами,связывающими примеси химически (хемосорбция);
3) поглощение газообразных примесейтвердыми активными веществами (адсорбция);
4) термическая нейтрализация входящихгазов и поглощение примесей путем каталитического превращения;
5) разделение газо-воздушной смеси насоставные части путем поглощения одного или нескольких компонентов.
Движущейсилой является градиент концентрации на границе сред. Растворенный в жидкостикомпонент газо-воздушной смеси благодаря диффузии проникает во внутренние слоиабсорбента. Процесс протекает тем быстрее, чем больше поверхность раздела средкоэффициент диффузии. Для удаления из технологических выбросов таких газов какаммиак, фтористый и хлористый водород целесообразно в качестве поглотителейиспользовать воду, т.к. при этом достигается высокая растворимость вредныхвеществ.
Методадсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел сультрамикроскопической структурой активно извлекать и концентрировать на своейповерхности отдельные компоненты из газовой среды. Подразделяется на физическуюадсорбцию и хемосорбцию. При физической адсорбции молекулы газа прилипают кповерхности твердого тела под действием молекулярных сил притяжения.Высвобождающаяся при этом теплота зависит от сил притяжения и по величинесовпадает с теплотой конденсации газа. Преимущество физической адсорбции — обратимость процесса. В основе хемосорбции лежит химическое взаимодействиемежду адсорбентом и адсорбируемым веществом. Действующие при этом силысцепления значительно больше чем при физической адсорбции. В качестве адсорбентовприменяют вещества, имеющие большую поверхность на единицу массы. Так, удельнаяповерхность активированного угля достигает 105 — 106 м2/кг.Его применяют для очистки газов от органических веществ, удаления неприятныхзапахов. Кроме того применяют простые оксиды (активированный глинозем,активированный Al2O3), Для реализации данного метода применяются пенныескрубберы и скрубберы с подвижными насадками.
Термическаянейтрализация.Основана на способности веществ окисляться до нетоксичных при наличии высокойтемпературы и свободного кислорода. Бывает три схемы термической нейтрализациигазов: 1) прямое сжигание в пламени; 2) термическое окисление; 3)каталитическое сжигание. Прямое сжигание и термическое окисление протекают притемпературах 600-800°С, акаталитическое сжигание — 300-400°С.
Прямоесжигание следует использовать в тех случаях, когда отходящие газы имеютзначительную энергию, необходимую для сжигания. При проектировке устройствтакого типа необходимо знать пределы восполнения сжигаемых растворов дляподдержания горения без дополнительного тепла. Другая проблема, затрудняющаяпрямое сжигание связана с тем, что при температуре 1800°С и избытке О2 образуется другойисточник загрязнение — NO2. Примером прямого сжигания являетсясжигание углеводородов, содержащих токсичные газы непосредственно в факелегорелки.
Термическоеокисление используется в тех случаях, когда отходящие газы имеют высокуютемпературу, но в них недостаточное количество О2. Важнымифакторами, которые следует учитывать при проектировании таких устройствявляются время, температура, турбулентность. Время должно быть достаточным дляполного сгорания всех компонентов и достигать 0,8 с. Турбулентностьхарактеризует степень механического перемешивания газа, необходимого дляэффективного контакта с О2 и горючими веществами.
Каталитическийметод используется для превращения токсичных компонентов промышленных выбросовв вещества безвредные и менее вредные для окружающей среды путем введения всистему катализатора. Каталитические методы основаны на взаимодействииудаляемых веществ с одним из компонентов присутствующим в газе. Катализаторвзаимодействуя с одним из реагирующих веществ образует промежуточное вещество,которое распадается на безвредные компоненты. В большинстве случаевкатализатором является металлы (Pt, Pa) или их соединения. Существенноевлияние на скорость каталитического процесса и его эффективность оказываеттемпература газа. Для каждой реакции, протекающей в потоке газа, характерна такназываемая минимальная температура реакции, ниже которой катализатор непроявляет своей активности. Различают две конструкции газоочистительныхкаталитических устройств: каталитические реакторы, в которых происходит контактгазового потока с твердым катализатором и реакторы термокаталитические, вкоторых в общем корпусе размещены контактный узел и подогреватель.
Биохимическиеметоды. Основаны наспособности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения.Разрушение происходит под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами.
Методыочистки точных вод. Вмашиностроении очистка сточных вод от твердых частиц в зависимости от ихсвойств, концентрации и раствора осуществляется методами: процеживанием,отстаиванием, отделением твердых частиц в поле действия центробежных сил,фильтрацией.
Процеживание- первичная стадия — очистка сточных вод, которая предназначена для выделенияиз сточных вод нерастворимых примесей размером до 25мм, а также волокнистыхзагрязнений. Процеживание осуществляется пропусканием сточных вод через решеткии волокноулавливатели. Решетки изготавливаются из металлических стержней илиарматуры с зазором между ними 5-20 мм и устанавливаются под углом 60° горизонту. Очищаются решетки чащевсего механически с помощью поворотных граблей и реже вручную. При этом примеси, снятые с решетки измельчаются и сбрасываются обратно в сточные воды, чемухудшается качество воздушной и водной среды. Для устранения этого недостаткаиспользуют решетки — дробилки, которые измельчают примеси, не извлекая их изсточных вод.
Отстаиваниеосновано на особенности осаждения твердых веществ в жидкости. Очистка сточныхвод осуществляется в песколовках и отстойниках. В зависимости от направлениядвижения сточных вод песколовки бывают горизонтальные с прямолинейным икруговым движением воды аэрируемые.
Фильтрирование сточных вод предназначено для очистки их от тонко дисперсионных твердыхпримесей. Процесс используется после физических и биологических методовочистки. Для очистки сточных вод используются 2 вида фильтров: зернистые, вкоторых жидкость протекает через насадки пористых материалов (песок), имикрофильтры, элементы которых изготавливаются из связанных пористыхматериалов.
Очистка отмаслопродуктов в зависимости от состава и концентрации осуществляетсяотстаиванием, обработкой в гидроциклонах, фильтрацией и флотацией.
§7. Освещение.
Приосвещении производственных помещений используют естественное освещение, искусственное,осуществляемое электролампами и совмещенное. Естественное освещениеподразделяется на боковое (осуществляется через окна), верхнее (черезаэрроционные фонари, проемы перекрытий), комбинированное. Искусственноеосвещение может быть двух видов: общее и комбинированное. Общее освещениебывает равномерное без учета расположения объекта и общее локализированное сучетом расположения рабочих мест. Применение одного местного освещения внутриздания не допускается. В административных и складских помещениях может бытьиспользована система общего освещения. На машиностроительных предприятиях привыполнении слесарных и токарных работ используется комбинированное освещение.По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют: рабочее,аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное. Рабочее освещение обязательнодля всех помещений для обеспечения нормальной работы движения людей. Аварийноеосвещение используется для продолжения работ в тех случаях, когда внезапноотключается рабочее освещение. Эвакуационное освещение используется приаварийном отключении рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей.
Требованияк производственному освещению. Основная задача освещения сводится к созданию наилучшихусловий для обзора объекта. Эту задачу можно решить осветительной системой,отвечающей следующим требованиям:
1) освещенность должна соответствоватьзрительной работе, которая определяется следующими параметрами:
· объект различия — наименьший рассматриваемый объект, отдельные его части и дефекты;
· фон — поверхность,прилегающая к объекту
· контраст объекта сфоном характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и фона;
2) необходимость обеспечения равномерногораспределения яркости рабочей поверхности, а также в пределах окружающегопространства;
3) на рабочей поверхности должныотсутствовать резнители;
4) в поле зрения должна отсутствоватьпрямая или отраженная блесткость. Блесткость — повышенная яркость светящихсяповерхностей;
5) величина освещенности должна бытьпостоянной во времени. Это достигается использованием стабилизирующихустройств;
6) следует выбрать оптимальнуюнаправленность светового потока;
7) необходимо правильно выбратьспектральный состав света;
8) все элементы осветительных установок, понижающихтрансформаторы, должны быть долговечными, электро-, взрыво- ипожаробезопасными.
Основныесветотехнические величины и единицы их измерения.
Основнуюединица силы света: 1 кандела (кд) — сила света, испускаемая с поверхностиплощадью в 6×10-5м2полного излучателя в перпендикулярном направлении.
ОсвещенностьЕ — отношение светового потока (dФ) кэлементу поверхности (dS) накоторый он падает. Единица измерения — люкс (лк).
Яркость L элемента поверхности dS под углом q относительно нормали этого элемента — это отношение светового потока к произведению телесного угла и cosq ½L½=кд/м2
Электрическиеисточники света.
Присравнении источников света пользуются следующими характеристиками:
1) электрические (напряжение и мощность);
2) светотехнические ((((световой поток имаксимальная сила света);
3) эксплутационные (световая отдача, срокслужбы);
4) конструктивные (форма лампы, форматела накаливания);
В качествеисточника света для освещения используют лампы накаливания и газоразрядныелампы. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения(являются наиболее распространенными). Несмотря на преимущества (простота,удобство в эксплуатации), они имеют и недостатки: низкая световая отдачапорядка 7 люмен/Вт, малый срок службы (до 2000 часов).
Газоразрядныелампы — приборы, в которых излучения оптического диапазона возникают врезультате электростатического разряда в атмосфере инертных газов и паровметалла. Основным их преимуществом является большая световая отдача (до 100люмен/Вт), большой срок службы (до 12000 часов) и широкий спектр. Недостатки:пульсация светового потока при рассмотрении быстродвижущихся и вращающихсяпусковых деталей, а также необходимость создания сложных пусковых устройств. Унекоторых таких ламп период загорания может достигать 15 минут.
Самымираспространенными являются люминесцентные лампы, имеющие форму цилиндрическойтрубы. Внутренняя поверхность ее покрыта люминофором, который служит дляпреобразования ультрафиолетового излучения в видимый свет. В зависимости отраспределения спектральных составляющих света лампы бывают дневного света (ДВ),дневного света с улучшенной светопередачей (ЛДЦ), холодно-белого (ЛЖБ).
Кгазоразрядным лампам еще относят и дуговые, ртутные люминесцентные лампы, галогенные лампы, дуговые ртутные и дуговые ксеноновые, обладающиестабилизирующим размером.
Светильники. Представляют собой совокупностьисточника света и осветительной арматуры. Осветительная арматура служит дляперераспределения светового потока, в результате чего повышается эффективностьосветительной установки. Другой функцией осветительной арматуры являетсяохранение глаз работающего от чрезмерно больших яркостей источника света.Степень возможного ограничения слепящего действия источника света зависит отзащитного угла светильника, который образуется между горизонтальной линией илинией, соединяющей нить накала с противоположным краем отражения. Важнойхарактеристикой светильника является КПД, который показывает отношениесветового потока светильника к световому потоку лампы. По распределению света впространстве светильники бывают прямого, рассеянного и отраженного света. Выбортипа светильника зависит от характера выполняемых работ. В зависимости отконструктивных особенностей светильники бывают открытые, закрытые, защищенные,пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные. Из ламп накаливаниянаибольшее распространение получили светильники прямого света в открытом изащищенном исполнении. Ряд светильников выпускают для помещений с тяжелымиусловиями труда. Специальным видом светильников являются световоды, применяемыедля освещения на взрывоопасных производствах.
Нормированиеискусственного освещения. В действующих нормах производственного освещения задаются какколичественные (мин. освещенность), так и качественные характеристики(показатель ослепленности, глубина пульсации). Величина минимальнойосвещенности устанавливается по характеристике зрительной работы, которуюопределяют наименьшим размером объекта различия, контрастом объекта с фоном ихарактеристикой фона. Различают 8 разрядов и 4 подразрядаработ в зависимости отзрительного напряжения.
Нормированиеестественного освещения. Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенностьизменяется в широких пределах, которые зависят от времени года, суток,метеорологических условий. Поэтому естественное освещение нельзя задатьколичественно. В качестве нормированной величины для естественного освещенияиспользуют коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляетсобой отношение освещенности в данной точке внутри помещения к значениюнаружной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.Нормированные значения этого коэффициента определяются по таблице с учетомхарактера зрительной работы, системы освещения, района расположения объекта.Кроме количественного показателя КЕО используют качественный показатель — неравномерность естественного освещения. Для естественного освещения с размеромобъекта 0,15 мм естественное освещение находится в пределах 3-10 %.
Расчетискусственного освещения. Задача расчета — определение потребляемой мощности электрическойосветительной установки для создания в производственном помещении заданнойосвещенности. Проектируя установку необходимо решать следующие задачи:
- выбор источникасвета. Для освещения помещения желательно брать газоразрядные лампы, а дляместного освещения — лампы накаливания;
- определениесистему освещения;
- выбор типасветильника с учетом характеристик светового распределения по экономическимпоказателям, с учетом взрыво- и пожаробезопасности;
- определениеколичества светильников;
- определение нормыосвещенности на рабочем месте. Для этого необходимо установить характервыполняемых работ по наименьшему размеру объекта различия.
Длярасчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхностигруппы люминесцентных ламп и ламп накаливания используют метод световогопотока:
Ф(лм)=100×Е×К×ZS/(N×h), где
Е — нормированная минимальная освещенность;
S — площадь освещаемого помещения;
Z — коэффициент линейной освещенности (для ламп накаливания Z=1,15; для люминесцентных Z=1,1);
К — коэффициент запаса (по таблице);
N — количество светильников в помещении;
h — коэффициент использования световогопотока (по таблице);
Определим световой поток, по таблице подбираем ближайшуюстандартную лампу и определяем электрическую мощность установки.
Точечный метод позволяет рассчитать локальную икомбинированную освещенность, освещение наклонных и вертикальных плоскостей:
E=Ia×cos3a/(Hp×K), где
a — угол между рабочей поверхностью инаправлением светового потока;
Ia — сила света в направлении отисточника на данную точку поверхности;
Hp — высота светильника над рабочейповерхностью.
Расчет естественного освещения. Для правильной расстановкиоборудования надо определить КЕО в помещении. Световой поток, падающий врассчитываемую точку складывается из прямого света небосвода и света,отраженного от внутренней поверхности помещения. При боковом освещении КЕО=(ed×q+eзд×R)×t0×r, где ed,eзд — геометрические коэффициенты естественной освещенности в рабочих точках,определяемые графическим методом; q- коэффициент, учитывающий неравномерность освещения небосводом; R — коэффициент, определяющийотносительную яркость противоположного здания; t0 — коэффициент светопропускания, характеризующий потери света в материале;r — коэффициент, учитывающий отражениеот потолка и стен.
§7. Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности.
Общие сведения процессов горения пожаров и взрывов.
Горение — химическая реакция окисления, сопровождающаясяпроцессами выделения тепла и света. Для возникновения горения необходимоналичие горючего вещества, окислителя (О2,, Cr, F, Br, I) и источника загорания. В зависимости от свойств горючейсмеси горение может быть гомогенным (все вещества имеют одинаковое агрегатноесостояние) и гетерогенным В зависимости от скорости распространения пламенигорение может быть дефлакрационным (порядка нескольких м/с), взрывным (»10 м/с), детанационным (»1000 м/с). Пожарам свойственнодефлакрационное горение. Денатационное горение — при котором импульсвоспламенения передается от слоя к слою не за счет теплопроводности, авследствие импульса давления. Давление в денатационной волне значительно большедавления при взрыв, что приводит к сильным разрушениям.
Процесс возникновения горения подразделяется на нескольковидов: вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание и взрыв.
Вспышка — быстрое горение горючей смеси не сопровождающаясяобразованием сжатых газов при внесении в нее источника зажигания. При этом дляпродолжения горения оказывается недостаточным то количество тепла, котороеобразуется при кратковременном процессе вспышки.
Возгорание — явление возникновения горения под действиемисточника зажигания.
Воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлениемпламени. При этом вся оставшаяся часть горючего вещества остается холодной.
Самовозгорание — явление резкого увеличения скорости тепловыхреакций в веществе, приводящее к возникновению горения в отсутствии источникавозгорания. При этом окисление происходит вследствие соединения о2 воздуха инагретого вещества за счет тепла химической реакции окисления. Самовозгорание — самопроизвольное появление пламени. Взрыв — горение вещества, сопровождающеесявыделением большого количества энергии.
Причины пожаров на предприятии. Предприятия радиоэлектронной имашиностроительной промышленности отличаются повышенной пожароопасностью, т.к.их характеризуют сложность производственных процессов, значительное количестволегковоспламеняемых и горючих веществ. Главная причина пожаров на предприятии — нарушение ТП. Основы защиты от пожаров определены ГОСТом «Пожарнаябезопасность» и «Взрывобезопасность». Этими стандартамидопускается такая частота возникновения пожаров и взрывов, что вероятность ихвозникновения <10-6. Мероприятия по пожарной профилактикеподразделяются на организационные, технические и эксплуатационные.Организационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию машин,правильное содержание зданий и противопожарный инструктаж рабочих и служащих. Ктехническим мероприятиям относятся соблюдение противопожарных норм, правил припроектировании зданий, при устройстве электропроводки, отопления, вентиляции иосвещения. Мероприятия режимного характера — запрещение курения внеустановленных местах, производство сварных и огнеопасных работ впожароопасных помещениях. Эксплуатационные мероприятия — профилактическиеосмотры, ремонт и испытания технологического оборудования.
Противопожарные меры проектирования предприятий.
Здание считается правильно спроектированным, если наряду срешением функциональных, санитарных и технических требований обеспечиваютсяусловия пожаробезопасности. В соответствии с ГОСТом все строительные материалыпо возгораемости делят на три группы:
- несгораемые, поддействием огня и высоких температур не возгораются и не обугливаются (металлы иматериалы минерального происхождения);
- трудносгораемые,способны возгораться и гореть под воздействием постороннего источникавозгорания (конструкции из древесины, покрытые огнезащитным слоем);
- сгораемые,способны самостоятельно гореть после удаления источника возгорания.
При пожареконструкции могут нагреваться до высоких температур, прогорать, получатьсквозные трещины, что может привести к пожарам в смежных помещениях.
Способностьконструкции сопротивляться воздействию пожара в течении некоторого времени присохранении эксплутационных свойств называют огнестойкостью. Огнестойкостьконструкции характеризуется пределом огнестойкости, представляющим собой времяв часах от начала испытания конструкции до появления в ней трещин, отверстийсквозь которые проникают продукты горения. В зависимости от величины пределаогнестойкости здания подразделяют на 5 степеней. Повысить огнестойкость зданияможно облицовкой и отштукатуриванием металлических частей конструкции. Приоблицовке стальной колонны гипсовыми плитами толщиной 6-7 см пределогнестойкости повышается с 0,3 до 3 часов. Одним из эффективных средств защитыдревесины является пропитка ее антипиринами. Зонирование территории заключаетсяв группировке в отдельный комплекс объектов, родственных по функциональномуназначению и пожарной опасности. При этом помещения с повышеннойпожароопасностью должны быть расположены с подветренной стороны. Т.к. котельныеи литейные цеха являются причинами возникновения пожара, то их располагают сподветренной стороны по отношению к открытым складам с легковоспламеняемымивеществами. Для предупреждения распространения пожара с одного здания на другоемежду ними устраивают противопожарные разрывы. Количество передаваемого теплаот горящего объекта к соседнему зданию зависит от свойств горючих материалов,температуры пламя, величины излучающей поверхности, наличием противопожарныхпреград, взаимного расположения зданий и метеорологических условий. Приопределении расположения пожарного разрыва учитывают степень огнестойкостиздания. Для предотвращения распространения огня используют противопожарныепреграды. К ним относят: стены, перегородки, двери, ворота, люки, перекрытия.Противопожарные стены должны быть выполнены из несгораемых материалов спределом огнестойкости не менее часов. А окна и двери с пределом огнестойкости- не менее 1 часа. Перекрытия не должны иметь проемов и отверстий, черезкоторые могут проникать продукты горения.
Огнетушащиевещества и аппараты пожаротушения. В практике тушения пожаров наибольшее распространениеполучили следующие принципы прекращения горения:
1) изоляция очага горения путемразбавления негорючими газами до концентрации, при которой горение затухает;
2) охлаждение очага горения;
3) интенсивное торможение скоростихимической реакции в пламени;
4) механический срыв пламени в результатевоздействия на него сильной струи газа или воды;
5) создание условий огнепреграждения, прикоторых пламя не распространяется через узкие каналы.
Привоздействии на очаг пожара воды происходит охлаждение или разбавление горючейсреды, в результате чего снижается содержание О2. Однако, воданаходит ограниченное применение при тушении нефтепродуктов, т.к. они всплываютна поверхность и продолжают гореть. Тогда эффект тушения водой может бытьповышен за счет подачи ее в распыленном виде. Для обеспечения тушения пожара вначальной стадии в большинстве зданий в водопроводной сети устанавливаютсявнутренние пожарные краны. К установкам водяного пожаротушения относятспринклерные и дренчерные установки. Спримклерная остановка — разветвленная,заполненная системой труб, оборудованных спринклерными головками, которые подвоздействием определенной температуры (340, 414, 450°К) расплавляются и вода из системы поддавлением выходит из отверстий головок и орошает конструкцию помещений.Дренчерное оборудование отличается от спринклерного тем, что дренчерные головкипостоянно открыты (на них нет замков). Они используются для создания водяныхзавесов. Воду в дренчерную сеть подают через автоматические открывающиесяклапаны. Производства с высокой пожароопасностью не могут быть защищены отпожаров этими установками, т.к. они инерционны. Тогда надо использоватьбыстродействующие автоматические установки пожаротушения с клапанами. Кромеводы при тушении пожаров может быть использован углекислый газ. Обычно оннаходится в баллонах в сжиженном состоянии и применяется для тушения в снегообразномсостоянии в виде хлопьев с температурой -70°С, а также в газообразном состоянии (для тушения пожаров взакрытых помещениях). В снегообразном состоянии — для тушения в небольшой зонегорения. Концентрация газа (СО2) в закрытом помещении £ 30 %.
Азотприменяется для тушения пожаров в закрытых помещениях в тех же концентрацияхчто и СО2. Огнегасительное действие СО2 и N сводится к понижению концентрации О2в зоне горения. В настоящее время находят применение огнегасительные веществана основе голоидированных углеводородов. При введении их в зону горенияпроисходит торможение химических реакций и горение прекращается. Для тушенияпожаров широко используется огнегасительная пена. При тушении пена покрываетгорящее вещество, изолирует его от окружающей среды, препятствует проникновениюгорючих веществ в зону горения. В процессе разрушения пены образуется жидкаяпленка, смазывающая горящее вещество. При взаимодействии серной кислоты ирастворов ее солей с угольной кислотой в результате реакции выделяется С2О2.С помощью пенообразователя получают устойчивую химическую пену способнуюприлипать и удерживаться на горящем веществе. Порошковые огнегасительныесоставы применяются для тушения небольших количеств горючих веществ, а такжепри тушение веществ, при тушении которых нельзя применить другие вещества. Приэтом выделение тепла прекращается. Сухой и чистый рассеянный песок тушитрассеянные газы.
Аппаратыдля тушения пожаров.Для тушения пожаров применяют огнетушители, переносные установки. К ручнымогнетушителям относятся пенные, углекислотные, углекислотно-бромэтиловые ипорошковые.
Пенныеогнетушители используются для тушения пожара и обладают следующимидостоинствами: простотой, легкостью, быстротой приведения огнетушителя вдействие и выбрасыванием жидкости в виде струи. Заряд пенного огнетушителясостоит из двух частей: кислотной и щелочной. На предприятиях используютсяпенные огнетушители ОХП10. Продолжительность действия — 65 секунд, дальность — 8 метров, масса — 15 кг. Огнетушитель приводится в действие поворотом рукояткивверх до отказа. При этом открывается пробка колбы, затем огнетушительповорачивается головкой вниз, в результате чего кислота выливается в баллон ипроисходит химическая реакция. Образующийся при этом СО2 вызываетвспенивание жидкости, создает в баллоне давление 1000 кПа и выбрасываетжидкость в виде струи пены из баллона.
Используютсястандартные передвижные пеногенераторы, которые позволяют непрерывно получатьхимическую пену. Пеногенератор типа ПГМ-50 применяют для тушениялегковоспламеняющейся и горючей жидкости. Ручные огнетушители высокократнойпены типа ОВП-5 заряжают 5-и % раствором пенообразователя. При работеогнетушителя сжатая двуокись углерода выбрасывает раствор пенообразователячерез насадку, образуя струю высокократной пены. Химические пенные ивоздушнопенные огнетушители нельзя применять для тушения пожаров наэлектроустановках, находящихся под напряжением. В этом случае используютуглекислотные огнетушители. К ним относятся огнетушители ОУ-2 и ОУ-5. Такойогнетушитель состоит из баллона, запорно-пускового вентиля, сифонной трубки,гибкого металлического шланга, диффузора (распылителя), рукоятки ипредохранителя. Запорный вентиль имеет предохранительное устройство в видемембраны, которая сбрасывается при повышении давления в баллоне. При повышениидавления от 17000 до 20000 кПа срабатывает предохранительное устройство, времядействия которого 60 секунд, дальность — 2 м. Для приведения огнетушителя вдействие его надо расположить вблизи очага пожара, повернуть диффузор внаправлении огня, открыть поворотом маховика вентиль и направить углекислоту вочаг горения. Углекислотнобромоэтиловый огнетушитель ОУБ-7 используется длятушения горящих твердых и жидких веществ, для тушения электроустановок поднапряжением. Он состоит из баллона емкостью 7 л, заполненной бромистым этилом идвуокисью углерода, а также сжатым воздухом для выбрасывания вещества.Порошковый огнетушитель предназначен для тушения небольших очагов загораниящелочных металлов и кремнеорганических соединений. Он состоит из сварногокорпуса емкостью 10 л, крышки с предохранительным клапаном и сифонной трубкой,баллончиком для газа емкостью 0,7 л, соединенным с корпусом при помощи трубки,гибкого шланга с удлинителем. Рабочее давление в корпусе 700 кПа. Порошок изкорпуса огнетушителя выталкивается сжатым инертным газом через сифонную трубкунаружу.
Пожарнаясигнализация.Возможность быстрой ликвидации пожара зависит от своевременного оповещения опожаре. Распространенным средством оповещения является телефонная связь. Такжебыстрым и надежным видом пожарной связи является электрическая система, котораясостоит из 4 частей: прибора-извещателя (датчиков), которые устанавливаются наобъекте и приводятся в действие автоматически; приемной станции, принимающейсигналы от получателя; системы проводов, соединяющей датчики с приемнойстанцией; аккумуляторных батарей. Электрическая пожарная сигнализация взависимости от схемы соединения с приемной станцией бывает лучевая и кольцевая.При лучевой схеме от датчика до приемной станции делается отдельная проводка,называемая лучом. Луч состоит из двух самостоятельных проводов: прямого иобратного. При кольцевой схеме все извещатели установлены последовательно наодин общий провод, оба конца которого выведены на приемный аппарат.
Автоматическиепожарные извещатели в зависимости от воздействующего фактора бывают дымовыми,тепловыми и световыми. Дымовой фактор реагирует на появление дыма. Тепловой наповышение температуры воздуха в помещении. Световой — на излучение открытогопламени. Тепловые автоматические извещатели по типу применяемогочувствительного элемента делятся на биметаллические, термопарные иполупроводниковые.
§8. Защита от электромагнитного СВЧизлучения.
Источникиэлектромагнитных полей и их характеристики. Источником электромагнитных полей является атмосферноеэлектричество, радиоизлучение Солнца и галактик, электрическое и магнитное полеЗемли. Искуственные источники (клистронные и магнетронные генераторы), фидерныелинии, соединяющие отдельные части генератора фланцевые соединения волноводныхтрактов и открытые концы волноводов.
ЛЭП до1000 В, устройства защиты, автоматические приборы, соединительные шины — являются источниками промышленной частоты. Источники постоянных магнитныхполей: магниты, соленоиды, импульсные установки полупериодического типа, литыеметаллокерамические магниты. Электромагнитное поле — совокупность переменногоэлектрического и магнитного полей и характеризуется векторами напряженности Е иН. При распространении электромагнитного поля в вакууме фазы этих векторовнаходятся во взаимно перпендикулярных плоскостях. В зависимости от длины волнывесь диапазон разбит на поддиапазоны: длинноволновый (3 км-10 км); УКВ (10м — 1м), СВЧ (дециметровый 100см — 10см, сантиметровый 10см-1см, миллиметровый10мм-1мм).
Воздействиепеременного электромагнитного излучения на человека.
Воздействиеэлектромагнитного поля на человека зависит от величины напряженности поля,потока энергии, частоты колебания, периметра поверхности тела. Электромагнитноеполе воздействует на человека следующим образом: в электрическом поле атомы имолекулы из которых состоит тело человека, поляризуются, при этом полярныемолекулы ориентируются по направлению распространения электромагнитного поля вэлектролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей и кровь. Переменноеэлектрическое поле вызывает нагрев тканей человека за счет поляризациидиэлектрика. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнеепроявляются эти эффекты. Избыточная теплота отводится до нормального пределапутем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Однако начиная сплотности энергии 10 мВт/см2, называемой тепловым порогом,температура тела повышается, что наносит ему вред. Электромагнитное полеоказывает биологическое действие на ткани человека при интенсивности поляменьше теплового порогового. При этом изменяется ориентация клеток и молекул, врезультате чего ослабляется биохимическая активность и нарушаются функциисердечно-сосудистой системы и обмена веществ, но эти изменения носят обратимыйхарактер. Воздействие постоянных магнитных полей зависит от напряженности ивремени воздействия. При напряженности выше предельно-допустимой происходитнарушение нервной сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, пищеварения ибиохимического показателя крови. Основной параметр, характеризующийбиологическое действие электромагнитного поля промышленной частоты, являетсянапряженность электрического поля. Магнитная составляющая поля заметноговоздействия на организм человека не оказывает, т.к. в действующих установкахнапряженность магнитного поля не превышает 25 А/м, а вредное биологическоевоздействие проявляется при 200 А/м.
Гигиеническоенормирование электромагнитного поля (ЭМП) радиочастотного диапазона.
Действующиенормы уровней допустимого излучения определены ГОСТом «ЭМПрадиочастоты». Общим требованием безопасности в диапазоне частот 60кГц-300МГц являются напряженность электрического и магнитного полей, а вдиапазоне 300 МГц — 300ГГц нормируется плотность потока энергии. Требуемаядопустимая напряженность ЭМП не должна превышать в течении рабочего дня поэлектрической составляющей следующей величины:
f, МГц 0,06 — 3 3 — 30 30 — 50 50 — 300 Е, В/м 50 20 10 5Предельнодопустимая плотность потока энергии в диапазоне 300 МГц — 300 ГГц и времяпребывания на рабочих местах должно соответствовать :
без рентгеновского излучения ППЭ=2/t ППЭ=10
при наличии рентгеновского излучения ППЭ=2/t ППЭ=1
в зоне действия сканирующих антенн ППЭ=20/t ППЭ=10
Напряженностьна рабочем месте постоянных магнитных полей не должна превышать 8кА/м.
§9. Защита от шума.
Физическиехарактеристики шума.Борьба с шумом имеет большее значение в машиностроении, транспорте иэнергетике. Шум — всякий нежелательный для человека звук, представляющийупругие колебания, распространяющиеся в твердой, жидкой и газообразной среде.
/>
В каждойточке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяется вовремени. Разность между мгновенным значением полного давления и среднимдавлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется звуковымдавлением. Единица измерения звукового давления — Па. При распространениизвуковой волны происходит перенос энергии. Средний поток энергии в любой точкеза единицу времени, отнесенный к единице поверхности, называется интенсивностьюзвука:
где /> -средний квадрат звукового давления,
rС — удельное акустическое сопротивление среды.
Т.к. звуковое давление и интенсивность звука могут изменятся вшироких пределах, то удобнее использовать логарифмические величины.Интенсивность звука измеряется в децибелах:
L=10*lg(I/I0),
где I0 — интенсивность звука, соответствующаяпорогу слышимости на частоте 1кГц, I0=10-12Вт/м2.
Величиназвукового давления в децибелах:
L2=20*lg(P/P0);
где P0 — порог звукового давления, которыйпри нормальных условиях на частоте 1кГц =20-15Па.
Интенсивность звука используется при акустических расчетах, азвуковое давление для измерения шума и оценки воздействия его на организмчеловека. Ухо человека может воспринимать слышимые колебания 20 Гц — 20 кГц.Зависимость среднеквадратичных значений синусоидальных составляющих шума отчастот называется частотным спектром шума.
В практике борьбы с шумом широко распространены октавныефильтры с постоянной полосой пропускания. Шумы классифицируют по ГОСТу по ихспектральным и временным характеристикам. В зависимости от характера спектрашумы бывают тональные, в спектре которых есть дискретные частот, иширокополосные с непрерывным спектром.
Характеристики источников шума.
Любой источник шума характеризуется звуковой мощностью.Звуковая мощность — общее количество звуковой энергии, излучаемое от точечногоисточника шума в окружающее пространство за единицу времени. На практикеисточник шума излучает энергию неравномерно по всем направлениям. Этанеравномерность характеризуется фактором направленности, который показываетотношение интенсивности звука создаваемой направленным источником кинтенсивности звука, кот. Создавалась бы ненаправленным источником, имеющим ту жезвуковую мощность.
Ф=I/Iср.
По ГОСТ шумовыми характеристиками машин являются:
1) уровень звуковой мощности шума Lp — уровень звуковой мощности вактавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500,1000, 2000, 4000, 8000.
2) характеристика неравномерностиизлучения шума.
Кромеэтого дополнительной шумовой характеристикой является актавный уровеньзвукового давления.
Методыопределения шумовых характеристик машин:
1) Метод свободного поля. Используется взаглушенных камерах с жестким полом и в помещениях с большим звукопоглощением.
2) Метод отраженного звукового поля.Используется в реверперяционных камерах и гулких помещениях.
3) Метод образцового источника шума.Используется в обычных помещениях и цехах.
Действиешума на человека. Нормирование шума. Область слышимых звуков ограничивается не только 20Гц — 20кГц, но и определяется значениями звуковых давлений. Звуки, превышающие уровеньболевого ощущения могут вызвать боли или повреждения слухового аппарата.Область частот между уровнем болевого ощущения и порогом слышимости называетсяобластью слухового восприятия. В зависимости от уровня и характера шума, егопродолжительности, от индивидуальных особенностей человека шум может оказыватьразличное воздействие. Даже небольшой шум 60 дб создает нагрузку на человека.Причина — возраст, состояние здоровья, вид труда. Уровень шума до 70 дб можетоказывать серьезные физиологические изменения, 90 дб — снижает слуховуючувствительность в области высоких частот.
Шумвоздействуя на кору головного мозга оказывает раздражающее действие, ускоряетпроцесс утомления, замедляет реакцию. Звуковые колебания могут восприниматьсяне только ухом но и непосредственно через кости черепа (костная проводимость).При действии шума более 140 дб возможен разрыв барабанной перепонки. Принормировании шума используют два шума используют два метода:
1. Нормирование по предельному спектру.
2. Нормирование по звуковому давлению.
Первыйиспользуется для постоянного шума. В этом случае уровень звуковых давленийнормируется в 8 частотах. Второй используется для ориентировочной оценки(измеряют шумомометром).
Способыи средства защиты от шума.
Методыснижения шума:
1. уменьшение шума в источникевозникновения;
2. изменение направленности излучения;
3. рациональная планировка предприятий;
4. акустическая обработка помещений;
5. уменьшение шума на пути егораспространения.
Шумвозникает из-за колебаний машины в целом, так и детали. Причины — механические,аэродинамичечские, гидродинамические и электрические явления. Из-за этогоразличают следующие виды шума: механический, аэродинамичечский,гидродинамический и электрический.
Механическиевозникают из-за движения деталей механизмов с переменным ускорением, при ударедеталей в сочленения из-за наличия зазоров, наличия ударных процессов (ковка,штамповка).
Основныеисточники шума — подшипники качения и зубчатые передачи, неуравновешенныевращающиеся части машин. Частота колебаний (и шума) кратна n/60, где n — частота вращения. Звуковая мощность зависит от скоростивращения деталей машин и пропорциональна n7/3. Увеличение частоты вращения подшипников качения с n1 до n2 приводит к возрастанию шума навеличину DL=23.3*lg(n2/n1).
Основнойпричиной возникновения шума в зубчатых передачах является деформациясопрягаемых зубьев под действием передаваемой нагрузки и динамические процессы.Уменьшение механического шума может быть достигнуто путем совершенствованиятехнологических процессов. Для уменьшения механического шума необходимо вводитьбезударные процессы, вместо штамповки — прессование, клепки — сварка, обрубки — резка, возвратно-поступательного движения — равномерным вращением, вместопрямозубых шестерен применять косозубые, заменять подшипники каченияподшипниками скольжения, стальные подшипники — на капроновые, использоватьпринудительную смазку трущихся поверхностей и сочленений.
Аэродинамическиешумы вызваны движением жидкостей и газов. Они являются главной составляющейшума вентиляторов, компрессоров, газовых туобин и двигателей внутреннегосгорания. При движении тела в воздушной или газовой среде образуются вихри собласть повышенного или пониженного давления. В результате появляется звуковаяволна. Этот звук называется вихревым. Для уменьшения вихревого шума необходимоуменьшать скорость обтекания и улучшать аэродинамические свойства установки.Для машин с вращающимися рабочими деталями (вентилятор) есть шум отнеоднородности воздушного потока. С этим борются уменьшением аэродинамическиххарактеристик машин. В двигателях внутреннего сгорания шум зависит от числа ипродолжительности выхлопов. Широко распространены газотурбинные энергетическиеустановки. Основной источник шума — компрессор. Шум достигает 130-140 дб. Шумаэродинамический может быть снижен увеличением зазора между лопаточными венцамии выбором оптимального соотношения числа направляющих и рабочих лопаток. Восновном меры по снижению аэродинамических шумов недостаточны, поэтому частоиспользуют звукоизоляцию.
Электромагнитныешумы возникают в электрических машинах и оборудовании за счет взаимодействияферромагнитных масс под влиянием переменных в пространстве и времени магнитныхполей. Снижение электромагнитного шума осуществляется путем конструктивныхизменений в электрических машинах.
Способызащиты от шума.Акустическая обработка помещений. Интенсивность можно уменьшить не только за засчет прямого звука, но и за счет отраженного, путем размещения на егоповерхностях звукопоглощающих облицовок. У кирпича и бетона коэффициентпоглощения на средних частотах »0,05. Звукопоглащающий материал должен быть открыт со стороны падения звука иобладать пористой структурой. В качестве звукопоглащающих материалов используютультратонкое волокно, капроновое волокно, минеральная вата, пористыйполихлорвинил. Величина звукопоглащения определяется по ГОСТу и рассчитываетсяпо формуле: В1=А1/(1-a1),где А1 -эквивалентная площадь звукопоглащения до проведенияакустической обработки; a1 — среднийкоэффициент звукопоглащения.
В гулкихпомещениях за счет большой площади потолка и пола используют их облицовку. Ввысоких и вытянутых помещениях используют облицовку стен. Облицовка снижает шумна 6-8 дб.
Уменьшениешума на пути его распространения.
Используется,если рассмотренный выше метод не позволяет достигнуть необходимого снижения.Можно использовать звукоизолирующее ограждение.