Реферат: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «безопасность жизнедеятельности»

Министерство образования Российской Федерации

Владимирский государственный университет

Кафедра безопасности жизнедеятельности


Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»


Составители

В.Т. Кондратьев

И.С. Козлов

Н. А. Морохова


Владимир 2003

УДК 504.75 Рецензент


Печатается по решению редакционно–издательского совета

Владимирского государственного университета


Печатается по решению редакционно–издательского совета Владимирского государственного университета


Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»/ Владим. гос. ун–т.; Сост. В.Т. Кондратьев., И.С.Козлов, Н.А. Морохова, Владимир, 2003 – __ с.


Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ» подготовлены в соответствии с рабочей программой дисциплины «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ» для инженерно–технических, экономических и гуманитарных специальностей Владимирского государственного университета и содержат методические рекомендации по выполнению лабораторных работ «Исследование эффективности очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов», «Исследование пылевых вентиляционных выбросов и способы их очистки», «Исследование шума в жилой зоне и оценка эффективности шумозащиты», «Исследование радиоактивных загрязнений», «Исследование содержания вредных газообразных веществ в атмосфере»


Табл. 15. ил. 15 Библиогр. 13 назв.

Лабораторная работа №1

^ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ


Цель работы:

1. Познакомиться с нормативными требованиями, предъявляемыми к сточным водам промышленных предприятий.

2. Изучить методы очистки сточных вод.

3. Исследовать эффективность и степень очистки сточных вод от неф­тепродуктов методом фильтрования.


^ Общие положения


Интенсивное развитие промышленности, сельского хозяйства, а так­же рост населения вызывают увеличение водопотребления из естественных и искусственных водоемов. При этом увеличение количества по­требляемой воды приведет к возрастанию степени загрязненности водоемов различными примесями, так как 90% изъятой из водоемов воды возвращается в них в виде сточных вод.

Сточными называются воды, использованные промышленными или коммунальными предприятиями и населением и подлежащие очистке от различных примесей. В зависимости от условий образования сточные воды делятся на:

1) промышленные сточные воды (ПСВ),

2) бытовые сточные воды (БСВ),

3) атмосферные сточные воды (АСВ)

Попадая в реки, озера, водохранилища и т.д., сточные воды становят­ся основным источником их загрязнения, что проводит к ограничению или полной непригодности этих водоемов для использования в качестве объектов хозяйственно-питьевою и культурно-бытового водоснабжения.

В целях обеспечения безопасности здоровья населения и благоприят­ных условий санитарно-бытового водопользования состав и свойства воды в водоемах должны соответствовать гигиеническим нормативам вредных веществ, что является важнейшей составной частью российского водно-санитарного законодательства.

Основным показателем санитарных норм является предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в воде водоемов.

ПДК – максимальная концентрация, при которой вещества не оказы­вают прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья на­селения (при воздействии на организм в течении всей жизни) и не ухудшают гигиенические условия водопользования. Измеряется ПДК в мил­лиграммах на литр (). В «Правилах охраны поверхностных вод от загрязне­ния сточными водами» указано, что запрещается сбрасывать в водоемы сточные воды, «содержащие вещества, для которых не установлены пре­дельно допустимые концентрации (ПДК)».

Для обеспечения чистоты водных объектов кроме ПДК используется также другой норматив – лимитирующий показатель вредности.

Лимитирующий показатель вредности – один из признаков вредности (общесанитарный, органолептический или санитарно-токсикологический), определяющий преимущественно неблагоприятное воздействие вещества и характеризующийся наименьшей величиной пороговой или подпо-роговой концентрации.

Допустимая пороговая концентрация вещества по общесанитарному показателю вредности – максимальная концентрация, не приводящая к нарушению процессов естественного самоочищения водоемов.

Допустимая пороговая концентрация по органолептическому показа­телю вредности – максимальная концентрация в воде, при которой не обнаруживается неприемлемых для населения изменений органолептических свойств воды.

Допустимая подпороговая концентрация по санатарно-токсикологичес-кому показателю вредности – максимальная концентрация, не оказываю­щая неблагоприятного влияния на состояние здоровья населения.

Значения ПДК вредных веществ с учетом лимитирующего показателя вредности устанавливаются в соответствии с требованиями СНиП 42–121–4130–86 «Санитарные нормы предельно допустимого содержания вред­ных веществ в воде водных объектов хозяйственно–питьевого и культур­но-бытового водопользования» (табл. 1).

Промышленные сточные воды очищают от вредных примесей механическими, химическими, физико–химическими и биологическими методами.

Механическую очистку сточных вод применяют при отделении твер­дых нерастворимых примесей. Для этой цели используют методы процеживания, отстаивания и фильтрования. Методами процеживания воды через решетки и сетки избавляются от грубодисперсных примесей. Более мелкие твердые частицы удаляют путем отстаивания и фильтрования. Химические методы применяются для удаления из сточных вод раствори­мых примесей. Методы с вязаны с использованием различных реагентов, которые при введении в воду вступают в химические реакции с вредными примесями, в результате чего примеси окисляются или восстанавливаются с получением малотоксичных веществ или переводятся в мало­растворимые соединения и удаляются в виде осадка. Наиболее распро­странены методы нейтрализации и окисления активным хлором, кисло­родом воздуха, озоном и др.

Таблица 1

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (выписка из СНиП 42–121–4130–86)

Наименование вещества

Лимитирующие показатели вредности

ПДК, мг/л

Аммиак

Ацетон

Бензин

Бутиловый спирт

Газойль

Кобальт (Со2+)

Керосин:

осветительный

технический

тракторный

Медь

Мышьяк

Нефть

Скипидар

Ртуть (Hg)

Свинец (Pb)

Нитраты (по азоту)

Общесанитарный

То же

Органолептический

То же

То же

Санитарно-токсикологический


Органолептический

То же

То же

Органолептический

Санитарно-токсикологический

Органолептический

То же

Общесанитарный

То же

То же

2

0,05

0,1

1

0,005

1


0,06

0,05

0,01

1

0,05

0,3

0,2

0,005

0,1

10


Физико-химические методы очистки применяют для удаления из сточ­ных вод суспензированных и эмульгированных примесей, а также рас­творенных неорганических и органических веществ. К этим методам от­носят: коагуляцию; флотацию; ионный обмен; адсорбцию и др.

Биологические методы считаются основными для обезвреживания сточ­ных вод от органических примесей, которые окисляются микроорганиз­мами. На практике широко распространены аэробные процессы, проте­кающие в естественных условиях ( на полях орошения; полях фильтра­ции и биологических прудах) и искусственных сооружениях ( аэротенки биофильтры). Эффективность различных методов очистки сточных вод составляет (в процентах): механических – 50-70%; химических - 80-90%; фи­зико-химических - 90-95%; биологических - 85-95%.

Особое место среди загрязняющих водоемы веществ занимают нефть и продукты ее перегонки (бензин, керосин, мазут, дизельное топливо и др.). Попадая в воду в значительных концентрациях они образую на поверх­ности водоемов пленку, которая ухудшает, а иногда и полностью нарушает процессы аэрации в них. В результате гибнет растительный и животный мир, начинается гниение и умирание водоемов.

Состав и концентрация нефтепродуктов, содержащихся в промыш­ленных сточных водах, определяются видом производства. Так, в сточ­ных водах машиностроительных предприятий, поступающих на общеза­водские очистные сооружения, содержится от 0,003 до 0,8 кг/м3 различ­ных маслоподобных примесей (маслоэмульсионные стоки механических цехов, отходы прессов, изготовление стержневых и формовочных земель литейных цехов, продукты охлаждения оборудования, гидросбив и гид­росмыв металлической окалины прокатных, штамповочных и кузнечно-прессовых цехов и т. д). Нефтепродуктами загрязнены сточные волы ТЭС (стоки мазутохозяйств, главных корпусов, электротехнического обо­рудования. компрессорных и т. п.), автохозяйств, нефтехранилищ, круп­ных бензозаправок (АЗС), складов ГСМ и др.

Нефтепродукты попадают в водоемы в эмульгированном, коллоидном и растворенном состоянии. В зависимости от размера их частиц и кон­центрации очистка сточных вод осуществляется отстаиванием, флота­цией, очисткой в поле действия центробежных сил и фильтрованием.

Фильтрование сточных вод является заключительным процессом очист­ки их от маслопримесей и осуществляется в различных конструкциях фильтров, где в качестве фильтрующих материалов используются квар­цевый песок; керамзит; активированный уголь; отходы асбестового про­изводства, пенополиуретана и т. п. Периодически срабатывающиеся фильт­ры отключают на регенерацию и после восстановления используют вновь.

Фильтрование обеспечивает высокую степень очистки сточных вод. При исходной концентрации 0,02–0,05 кг/м3 содержание нефтепродуктов на выходе из фильтра составляет всего 0,00008–0,00006 кг/м3, при этом эффективность очистки может достигать 97–99%.

Для количественного определения содержания нефтепродуктов в про­мышленных сточных водах существуют различные методы весовой, га­зожидкостной хроматографии; ИК-спектрометрии, прямой и непрямой колориметрии. Общие требования к методам устанавливаются ГОСТ 17.14. 01–80 «Общие требования к методам определения нефтепро­дуктов в природных и сточных водах».


^ Описание лабораторной установки и контрольно–измерительных приборов

Лабораторный комплекс состоит из трех фильтровальных установок (рис.1), набора химических реактивов, десяти исследуемых образцов с нефтепродуктами, посуды и прибора ФЭК–56М (рис. 2).

В качестве фильтрующих материалов используются: в 1-й установке кварцевый песок; во 2-й – фильтр на биологической основе «энерж», в 3-й - активированный уголь;

Колориметр фотоэлектрический ФЭК-56М предназначен для опреде­ления концентрации различных веществ в жидкостных растворах коло­риметрическим методом. Он применяется для анализа сточных вод в ме­таллургической, химической, пищевой промышленности, в сельском хо­зяйстве и других областях народного хозяйства.

В основе работы прибора лежит принцип измерения коэффициентов пропускания (от 5 до 100%) и оптической плотности (от 0 до 1,3) жид­костных растворов и твердых тел в отдельных участках диапазонов волн 315…980 нм, выделяемых светофильтрами. Погрешность прибора при из­мерении коэффициента пропускания не превышает 1%.




1 - воронка с краном для загрязненной воды;

2 - фильтровальная колонна,

3 - стакан для отбора фильтрата.


Рис 1. Схема фильтроваль­ной установки

Общий вид прибора ФЭК–56М представ­лен на рис.2. Основными узлами прибора являются: светофильтры; кюветодержатель, измерительные шкалы с отсчетными бара­банами; микроамперметр; блок питания.

Светофильтры. В диск, укрепленный на задней стенке корпуса прибора, вмонтиро­ваны девять стеклянных светофильтров. В световой пучок каждый светофильтр вклю­чается рукояткой 11 (рис. 2,б). Цифры на шкале рукоятки показывают, какой свето­фильтр включен. Рабочее положение каждого светофильтра фиксируется. Свето­вой пучок, проходящий через светофильт­ры, включается рычажком 4 (рис 2,а)

Кюветодержатель. На верхней панели прибора имеется крышка 3 (см рис. 2,а), под которой располагается узел кюветодержателя. В левой его части имеется гнездо для одной кюветы, в правой – для двух кю­вет. Кюветы переключаются в световой пучок повороюм рукоятки 5 (см рис. 2,а) до упора. Кюветы имеют расстояния между рабочими гранями 50, 30, 20, 10, 5, 3, 1 мм и выбираются в соответствии с методикой определения концентрации вещества.

Измерительные шкалы с отсчетными барабанами. Слева и справа на передней наклонной панели расположены измерительные шкалы 2 и 7 (см рис 2,а), соединенные соответственно с отсчетными барабанами 8 (см рис 2,б) и 6 (см рис 2,а). Каждая шкала имеет черную и красную части. Черная соответствует шкале коэффициента пропускания (в про­центах), красная - оптической плотности (в долях). Отсчетные барабаны, перекрывая световой пучок, вызывают изменение величины тока в фотоэлементах, вследствие чего происходит отклонение стрелки на шкале мик­роамперметра 1 (рис 2,а).

Микроамперметр. Между измерительными шкалами расположен мик­роамперметр. Вращением барабанов 8 и 6 (рис 2,а,б) стрелка микроам-перметра в момент равенства фототоков устанавливается на «О»

^ Блок питания. Блок питания соединен с прибором через штепсельный разъем и содержит следующие узлы: стабилизатор, выпрямительную часть, дроссель. На вилке, посредством которой блок питания включает­ся в сеть 220 В, имеется заземляющий контакт.


Измерения прибором ФЭК–56М проводятся в следующем порядке:

1. Включить прибор и прогреть его в течение 30 мин. Световые пучки во время прогрева должны бьть скрыты шторками (рычажок 4 (рис 2,а) должен находиться в правом положении)

2. Установить вращением барабана 11 светофильтр № 2.

3. Наполнить 2 кюветы растворителем и одну - рабочим раствором (исследуемым раствором) до меток на боковой поверхности.

Наличие загрязнений или капель растворов на рабочих поверхностях кювет недопустимо.

4. Установить кюветы в кюветодержатель: в левое гнездо - кювету с растворителем, в правое - кюветы с исследуемым растворам и раствори-телем.

5. Вывести электрический ноль прибора. Для этого рукояткой 10 (рис 2,б) добиться, чтобы стрелка микроамперметра установилась на «0». Рукоятку 9 (рис 2,б), регулирующую чувствительность прибора, поставить в среднее положение.

6. В правый пучок света поместить кювету с исследуемым раствором, вращая рукоятку 5 (рис 2,а). Правым барабаном 6 установить риску на шкале 7 на отметке 100 (черная) или 0 (красная). Открыть шторки ры­чажком 4. Вращая левый барабан 8, добиться установления стрелки мик­роамперметра на отметке «0».


ВНИМАНИЕ! Для предотвращения повреждения прибора шторки открывать (рычажком 4) только на время проведения измерения опти­ческой плотности или коэффициента пропускания и во время настройки прибора (подготовки прибора к работе) Время работы прибора с откры­тыми шторками должно быть минимальным.

7. В правый пучок света поместить кювету с растворителем (вращая рукоятку 5). Стрелка микроамперметра должна отклониться. Вращая пра­вый измерительный барабан 6, установить стрелку 1 вновь на отметку «0» После этого отсчитать по правой измерительной шкале величину коэффи­циента пропускания (черная) или оптической плотности (красная).

8. По калибровочному графику определить концентрацию в милли­граммах на литр.

Рис. 2 Общий вид прибора ФЭК–56М

а) вид спереди;

б) вид сзади.

Техника безопасности при выполнении работы

1. Не допускать к работе лиц, не знакомых с устройством лаборатор­ной установки и проведением измерений с помощью прибора ФЭК–56М.

2. Во избежание попадания реактивов на кожу и одежду выполнять все операции над лабораторным столом, в резиновых перчатках.

3. При работе с ФЭК–56М все регулировочные работы, связанные с проникновением за постоянные ограждения к токоведущим частям при­бора, смена ламп, отсоединение кабеля с разъемами должны произво­диться после отсоединения прибора от электросети.

4. Для обеспечения электробезопасности прибор ФЭК–56М необходимо заземлить (занулить). Неисправности в приборе устраняются только персоналом лаборатории.


Порядок выполнения работы

1. Изучить правила техники безопасности при выполнении лабораторной работы.

2. Познакомиться с описанием лабораторной установки и порядком проведения измерения прибором ФЭК–56М.

3. Подготовить прибор ФЭК–56М к работе.

4. Определить на ФЭК–56М оптическую плотность (или коэф­фициент пропускания) каждой из десяти калибровочных пробирок, используя кюветы на 20 мл и синий светофильтр (№ 3 на рукоятке 8). В контрольную кювету влить поочередно, начиная с самой прозрачной все десять исследуемых образцов нефтепродуктов. На основании полученных данных построить калибровочный график, откладывая по горизонтальной оси (ось X) извест­ные концентрации, а по вертикальной оси (ось Y) – полученные значения оптической плотности (или коэффициента пропускания). Ис­ходные данные для построения графика в представлены в табл. 2.

5. Налить в каждую из фильтровальных установок (рис. 1), исследуемый раствор, предварительно определив его оптическую плотность (коэффициент пропускания) и занести полученные данные в табл.3. После фильтрации нефтепродуктов, необходимо определить их оптическую плотность (коэффициент пропускания) и полученные результаты занести в табл.3 в соответствии с исследуемой фильтровальной установкой.

6. Определив для каждой пробы оптическую плотность (или коэффициент пропускания) раствора, по калибровочной кривой находят соответствую­щие значения концентрации нефтепродуктов (α, мг/мл).


таблица 2

Исходные данные для построения калибровочного графика

Номера пробирок с калибровочными растворами в штативе

Концентрация нефтепродукта в

калибровочном растворе, мг/мл

Значение оптической плотности (или коэффициента пропускания, %)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,0001 0,0005 0,001 0,005

0,01

0,05

0,1

0,5

1,0

5,0





Порядок проведения расчетов:

Содержание нефтепродуктов (мг/л) рассчитывают по формуле:



где α – количество нефтепродуктов, найденное по калибровочной кривой, мг/мл.

Определив содержание нефтепродукта рассчитать эффективность очистки Э.

%,

где Сф – концентрация нефтепродуктов в фильтрате мг/л (после очистки); Со – концентрация нефтепродуктов в воде (до очистки) мг/л;

таблица. 3.

Результаты проведенных экспериментальных исследований и расчетов.




Оптическая плотность

(коэффициент пропускания, %)

α, мг/мл

С, мг/мл

Э, %

До очистки













"Энерж"













Активированный уголь













Песок













Отчет о работе должен содержать:

1. Схему фильтровальной установки.

2.Табл.3 с результатами проведенных экспериментальных исследований и расчетов.

3. Анализ полученных результатов и вывод об их соответствии требова­ниям санитарных норм.

4. Оценку эффективности очистки, величины объемной и весовой сорбции каждого использовавшегося в работе фильтрующего материала.


Контрольные вопросы

1. Причины и источники загрязнения водоемов.

2. Характеристика сточных вод.

3. Понятие о ПДК и лимитирующих показателях вредности.

4. Санитарные требования, предъявляемые к воде водных объектов.

5. Методы очистки промышленных сточных вод.

6. Контроль за содержанием в воде нефти и нефтепродуктов.

7. Принцип работы и порядок проведения измерений прибором ФЭК–56М.

8. Назначение калибровочного графика и порядок его построения.

9. Последовательность выполнения лабораторной работы.

Лабораторная работа №2.

^ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЫЛЕВЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ И СПОСОБЫ ИХ ОЧИСТКИ.


Лабораторная работа № 2 состоит из двух частей, каждая из которых рассчитана на 2 академических часа. Часть I включает «Исследование давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах вентиляционных систем», часть II включает «Исследование содержания пыли в вентиля­ционных системах».

^ Общие положения

Источниками загрязнения атмосферного воздуха являются предпри­ятия стройиндустрии, металлургии, машиностроения, химические, авто­транспортные и другие предприятия и автомобильный транспорт.

Промышленные предприятия и автомобильный транспорт выбрасы­вают в атмосферу различные по составу взвешенные частицы (пыль, сажу, золу, дым), а также газообразные вещества (оксид углерода, окислы азо­та, сероводород, сернистый и серный ангидриды, фенол, формальдегид и др.).

Загрязнение атмосферного воздуха выбросами промышленных пред­приятий является причиной возникновения у человека различных заболеваний: бронхит, пневмония, астматический ринит, бронхиальная астма, экзема, аллергия, конъюнктивит и др. Вредное воздействие взве­шенных частиц на организм человека зависит от многих факторов: хими­ческого состава, дисперсности, растворимости, концентрации пыли. Наи­большую опасность для здоровья человека представляет мелкодисперсная пыль. Она практически не оседает и находится во взвешенном со­стоянии в воздухе, глубоко проникая в легкие. При длительном воздей­ствии такой пыли возникают профессиональные заболевания легких - пневмокониозы. Разновидности пневмокониоза - цементоз (возникает при вдыхании цементной пыли), силикоз (возникает при вдыхании кремнеземсодержащей пыли), алюминоз (при вдыхании пыли алюминия) и др. Опасно для организма человека также присутствие в атмосферном воздухе аэрозолей тяжелых и редких металлов (свинца, марганца, кадмия и пр.). Окислы хрома, никель и его соединения, бензапирен обладают токсическими, мутагенными и канцерогенными свойствами, вызывают раковые заболевания и влияют на детородную функцию человека.

Таким образом, состояние здоровья человека, животного и раститель­ного мира находится в прямой зависимости от чистоты атмосферного воз­духа, т.е. от концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы.

Для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливается пре­дельно допустимый выброс (ПДВ). Правила установления ПДВ регламентированы ГОСТ 17.2.302–78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями». Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязня­ющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест регламентирова­ны в России нормативным документом Минздрава «Предельно допусти­мые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе насе­ленных мест» список №3086–84.

ПДК - это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отне­сенная к определенному времени осреднения, которая при периодичес­ком воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включая отдаленные последствия и на ок­ружающую среду в целом.

Устанавливаются максимально разовая и среднесуточная ПДК. Максимально разовая ПДК (ПДКм.р.) устанавливается с целью пред­упреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, изменение биоэлектрической активности головного мозга, световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном (в течение 20 мин) воз­действии вредных примесей. Среднесуточная ПДК (ПДКс.с.) устанавли­вается для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека,

Максимальная концентрация См вредного вещества в приземном слое не должна превышать ПДКм.р, т е. См ПДК м.р. . Предельно допустимые концентрации некоторых загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест (из списка №3086–84) приводятся на планшете лаб. работы №2.

Концентрации ПДКм.р. и ПДК с.с., твердых частиц и газов в атмосфер­ном воздухе, их дисперсный и химический составы определяются техно­логией производства, а также эффективностью работы вентиляционных и пылегазоулавливающих установок (устройств).

Эффективность (степень) очистки воздуха от твердых частиц различ­ными пылеуловителями зависит от их конструктивного исполнения, принципа действия, условий эксплуатации и обслуживания. По принци­пу действия пылеуловители делятся на гравитационные (пылеосадительные камеры), инерционные (циклоны, батарейные циклоны, мультициклоны, скрубберы, ротоклоны) и фильтры (матерчатые, масляные, элект­рические, утьтразвуковые и т.д.).

В практике очистки промышленные выбросов производятся грубая (I ступень) и тонкая (II ступень) очистки. При грубой очистке улавлива­ются крупно - и среднедисперсная пыли, при гонкой очистке - мелкодисперсная пыль. Грубую очистку воздуха от пыли осуществляют гравитаци­онные и сухие инерционные пылеуловители, фильтры контактного дей­ствия) тонкую очистку - инерционные циклоны - промыватели, скруббе­ры, ротоклоны и фильтры.

Эффективность работы вентиляции зависит от режима эксплуатации вентиляционных систем и правильного подбора вентиляторных устано­вок, обеспечивающих требуемые давления и скорости движения воздуха в вентиляционных системах. Вентилятор подбирается по расходу (объ­ему) подаваемого Lвх или удаляемого Lвых им воздуха, т.е. по его производительности(Lв, м3/ч) и по создаваемому им напору (полному давле­нию Рп, Па). Lвх и Lвых определяются по формуле:

Lвх,вых = 3600 F·v,

где F - площадь сечения воздуховода, м2; v – скорость движения воздуха я воздуховоде, м/с.


Часть I. ИССЛЕДОВАНИЕ ДАВЛЕНИЙ И СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА В ВОЗДУХОВОДАХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

Цель работы:

1. Изучить устройство и принцип действия приборов контроля

2. Изучить методику измерения полного Рн статического Рст , ско­ростного Рск давлении и скоростей движения воздуха в воздуховодах.

3. Провести инструментальные камеры полного Рп , статического Рст и скоростного Рск давлений.

4. Определить средние скорости движения воздуха в сечениях воздуховодов до и после пылеуловителя (циклона) vср, м/с.

5. Рассчитать расход (объем) подаваемого Lвх и удаляемого Lвых м3/ч, воздуха из вентиляционной сети (рис. 1).


^ Описание лабораторной установки

Лабораторная установка (рис. 1) состоит из вентилятора 1, камеры-дозатора 2, воздуховодов 3 и 5, циклона (пылеуловителя) 4, пневмомет-рической трубки 6, микроманометра (типа ММН-4). В воздуховоде в двух местах до и после пылеуловителя пробиты два отверстия, в которые вставляется пневмометрическая трубка при измерении давлений воздуха (полного Рп , статического Рст и скоростного – Рск).


Приборы контроля и методика измерения давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах.

В вентиляционной системе воздух движется по воздуховодам и пре­одолевает сопротивление движению вследствие полного давления, раз­виваемою вентилятором. Полное Рп давление вентилятора складывается из статическою Рст и скоростного Рск давлении. Скоростное Рск давление расходуется на создание необходимой скорости движения воздуха в воз­духоводе, статическое Рст - на преодоление имеющихся сопротивлений движения (трения в различных местных сопротивлений).





Рис. 1. Схема лабораторной установки


При технических испытаниях вентиляторов и пылеулавливающих установок определяются полное Рп , статическое Рст и скоростное Рск дав­ления. При исследовании скоростных режимов воздушных потоков в разных сечениях воздуховодов достаточно определить средние значения ско­ростных давлении Рскср . Приборы контроля - микроманометр типа ММН-4 (рис 2, а) и пневмометрическая трубка (рис 2,б) предназначены для измерения полного Рп, статического Рст и скоростного Рск давлений.



а) б)

рис. 2. Микроманометр типа ММН-4 и пневмометрическая трубка МИОТ.


а) – микроамперметр: 1 – станина; 2 – резервуар; 3 - штуцер; 4 - трехходовой кран; 5 – трубка; 6 стойка наклона трубки; 7- установочный винт;

б) – пневмометрическая трубка МИОТ: 1 - отверстие для измерения полного Рп давления; 2 – отверстия, воспринимающие статическое Рст давление.


Микроманометр ММН–4 имеет неподвижный резервуар 2, соединен­ный с поворотной измерительной трубкой 5 резиновым шлангом. На резервуаре установлен трехходовой кран 4, при помощи которого микроманометр может быть отключен от присоединенных к нему резиновых трубок установкой крана 4 в положение «0».

Пневмометрическая трубка МИОТ изготовлена из двух полых метал­лических трубок 1 и 2, спаянных по всей длине, головка трубки 1 имеет центральный канал, трубка 2 имеет щелевые прорези (или сквозные два отверстия), расположенные в плоскости, перпендикулярной движению воздуха в воздуховоде.


^ Методика измерения.

Измерение давлении полного Рп , статического Рст и скоростного Рск производится микроманометром типа ММН-4 и пневмометрической труб­кой. При измерении давления пневмометрическая трубка вводится через небольшое отверстие в воздуховоде и замер производится с соблюдением следующих правил:

- длинная часть трубки располагается перпендикулярно оси воздухо­вода;

- трубка напорным концом (головкой) должна быть направлена навстречу скоростному потоку воздуха;

- ось напорной головки трубки должна быть направлена параллельно потоку воздуха.

Схема присоединения пневмометрической трубки к микроманометру ММН-4 при измерении полного Рп , статическою Рст скоростною Рск давлений приведена на рис. 3.





Рис. 3 Схема присоединения пневмометрической трубки к микроманометру типа ММН–4;

а - со стороны нагнетания;

б - со стороны разрежения.


Полное давление ^ Рп со стороны разрежения измеряется присоедине­нием конца 1 пневмометрической трубки к одному штуцеру со знаком «+», статическое давление (+Рст) измеряется присоединением конца 2 пневмометрической трубки к штуцеру со знаком «+». Со стороны нагнетания полное давление (-Рп) измеряется присоединением конца 1 пневмомет­рической трубки к одному штуцеру со знаком « - », статическое давление (-Рст) измеряется присоединением конца 2 пневмометрической трубки к одному штуцеру со знаком « - ». Скоростное Рск давление измеряется присо­единением микроманометра к двум концам пневмометрической трубки и определяется как разность полного и статического давлений. Со стороны

нагнетания Рск=-Рп -(-Рст)=Рст-Рп. Со стороны разрежения Рск=Рп-Рст.

По величине скоростного Рскдавление по формуле



определяются скорости движения воздуха в сечениях воздуховода

,

где ^ Рск– скоростное давление движущегося воздушного потока в воздуховоде, Па; ρв – плотность воздуха, кг/м3; g–ускорение свободного падения

(g=9,81 м/с2).

При измерении скоростей движения воздуха количество замерных точек в сечениях воздуховодов определяется в зависимости от диаметра (пло­щади сечения) воздуховода. При диаметре воздуховода до 300 мм их до­лжно быть не менее трех - пяти. Замеры Рп, Рст и Рск давлений должны проводиться по оси воздуховода в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Точки измерений должны быть намечены на рас­стоянии 5 - 10 мм друг от друга. В каждой точке должно быть выполнено по три измерения скоростных Рск давлений. Затем расчетным путем определяется среднее значение скоростного давления



в каждом сечении воздуховода и среднее значение скорости движения воздуха (Uср, м/с).

Скорости движения воздуха в воздуховодах должны быть определены с достаточной достоверностью по величине их средних значений vср, что позволит при выполнении следующих исследований (часть II) по опре­делению концентрации пыли в воздухе вентиляционных систем, правиль­но подобрать диаметр наконечника пылеотборной трубки и обеспечить принцип изокинетичности, т. е. равенство скорости движения воздушного потока в воздуховоде (U, м/с) и скорости движения воздуха в воздуходув­ке (Uв, л/мин). Соблюдение принципа изокинетичности позволит до­стоверно определить концентрации пыли в воздухе вентиляционных систем в том числе и на выходе в атмосферу.


^ Техника безопасности при выполнении лабораторной работы

1. Приступить к выполнению экспериментальной части работы только после ознакомления с настоящими правилами техники безопасности и мет одическими указаниями по лабораторному практикуму.

2. Включить вентилятор в сеть напряжением 220 В. Перед включени­ем необходимо провести внешний осмотр установки, проверить исправ­ность соединительных проводов и розетки.

3. Ознакомиться с устройством и принципом действия контрольно-измерительных приборов микроманометра типа ММН-4 и пневмомет-рической трубки МИОТ.

4. Подготовить приборы к началу измерении статического Рст , полного Рп и скоростного Рск давлений.

5. После окончания работы выключить из сети 220 В вентилятор, отключить микроманометр ММН–4, убрать рабочее место и доложить пре­подавателю о выполнении лабораторной работы.


Порядок выполнения работы

При выполнении лабораторной работы студент должен:

1. Изучить правила техники безопасности.

2. Ознакомиться с устройством лабораторной установки.

3. Изучить устройство и принцип действия приборов контроля.

4. Изучить методику измерения и измерить давления воздуха (полное, статическое, скоростное) в воздуховодах вентиляционной сети лабора­торной установки. Условия измерении: 1) вентилятор удаляет чистый воз­дух; 2) вентилятор удаляет запыленный воздух.

5. Рассчитать средние значения скоростей движения воздуха (vср , м/с) в двух сечениях воздуховода (на схеме рис. 1 это отверстия до и после циклона).

6. Данные измерений Рп, Рст, Рск и расчетные средние значения ско­ростей движения воздуха (Uср , м/с) занести в табл. 1. Сделать выводы.


Отчет о работе должен содержать:

Схему лабораторной установки (см. рис. 1).

2. Табл. 1, в которой приводятся измеренные давления Рп, Рст, Рск и расчетные скорости движения воздуха (v, м/с) в трех-пяти замерных точках сечений воздуховодов 3 и 5 (в отверстиях до и после циклона).

3. Расчетные данные средних скоростей движения воздушных потоков до и после пылеуловителя (циклона) и расходы воздуха на входе Lвх и на выходе Lвых из циклона.


Таблица 1

Измерение давлений и скоростей движения воздуха (v, м/с) в воздуховодах микроманометром ММН-4

Отверстия воздуховода

Номер точки замера в сечении воздуховода

Измеренные давления Р, кгс/м (Па)

Скорость воздуха в воздуховоде в точке замера U, м/с

Площадь сечения воздуховода в месте замера F, м2

Расход (объем) воздуха, подаваемого и удаляемого вентилятором Lвх,вых, м3/ч

Статическое, Рст

Полное, Рп

Скоростное, Рск

До циклона

1













0,01

Lвх=

2













3













4













5













После циклона

1













Lвых=

2













3













4













5














До циклона: ^ Рск ср= После циклона Рск ср=

Uср= Uср=


Контрольные вопросы

1. Ка