Реферат: Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов фтф «­­ ­­» 2009 г

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


УТВЕРЖДАЮ

Декан ФТФ

­­­­___________ В.И. БОЙКО

«_____» __________2009 г.


А.А. Андреев, Р.И. Крайденко, В.Ф. Усов


Практическое определение параметров микроклимата на рабочих местах инструментальными средствами

Раздел: Производственная санитария и гигиена труда

Методические указания к выполнению лабораторных работ

по курсу «Основы радиационной безопасности и промышленной экологии» для студентов IV курса, обучающихся по направлению

240600 «Химическая технология материалов современной энергетики», специальности 240601 «Химическая технология материалов современной энергетики»


Издательство

Томского политехнического университета

2009


УДК 66.086.4

^ А.А. Андреев, Р.И. Крайденко, В.Ф. Усов

Практическое определение параметров микроклимата на рабочих местах инструментальными средствами: методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Основы радиационной безопасности и промышленной экологии» для студентов я курса, обучающихся по направлению 240600 «Химическая технология материалов современной энергетики», по специальности 240601 «Химическая технология материалов современной энергетики»


УДК 66.086.4


Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов ФТФ

«­­__­­_»_________2009 г.


Зав. кафедрой ХТРЭ ______ В.П. Дмитриенко


Председатель учебно-методической

комиссии ______ В.Д. Каратаев


Рецензент:

и.о. заведующего отделом

радиационной безопасности ТПУ Кузнецова Е.Г.


© А.А. Андреев, Р.И. Крайденко, В.Ф. Усов, 2009

© Томский политехнический университет, 2009

© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2009

Введение

Метеорологические условия на рабочих местах (микроклимат) определяется состоянием температуры, влажностью, скоростью воздушных потоков и давлением.

В зависимости от различных комбинаций перечисленных выше факторов, каждый из которых может меняться в широких пределах, самочувствие человека и его работоспособность могут быть различными. При изменении влажности и температуры воздуха по-разному происходит теплоотдача с поверхности тела человека. При этом потребность в различной теплоотдаче бывает неодинаковой и зависит от интенсивности нагрева тела человека в связи с разной интенсивностью работы с теплоизлучателями от посторонних источников тепла и нагретых предметов. Движение воздуха на рабочих местах может охлаждать человека, если окружающая температура, ниже температуры тела человека. При температуре окружающей среды близкой к температуре тела человека или более высокой, движение воздуха нагревает человека, создавая дополнительную нагрузку на сердечнососудистую систему.

При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения.

Таким образом, метеоусловия влияют на теплообмен организм человека и окружающей среды.

Цель работы – исследование и критическая оценка состояния микроклимата рабочих мест.


^ 1. Теоретическая часть

Различают абсолютную и относительную влажность.

Абсолютной влажностью воздуха называется вес водяного пара (в граммах) содержащегося в 1 м3 воздуха.

В связи с тем, что при определенной температуре воздуха в воздухе может максимально содержаться только определенное количество влаги (с увеличением температуры это максимально возможное количество влаги увеличивается, с уменьшением температуры воздуха максимальное возможное количество влаги уменьшается) ввели понятие относительной влажности.

Относительной влажностью воздуха называется отношение веса водяного пара во влажном воздухе к весу водяных паров при полном его насыщении и той же температуре, выраженное в процентах.

Для повышения влажности применяются увлажнители. Функции осушения (понижения влажности) воздуха реализованы в большинстве кондиционеров и в виде отдельных приборов – осушителей.

Относительная влажность водно-воздушной смеси может быть оценена, если известны её температура (T) и температура точки росы (Td). Когда T и Td выражены в градусах Цельсия, тогда истинно выражение:



где парциальное давление водного пара в смеси оценено ep :



и влажное давление пара воды в смеси при температуре оценено es :



Насыщенным называется такой воздух, когда дальнейшее введение в этот объём пара вызывает образование тумана и выпадение влаги в капельножидком состоянии.

Для измерения относительной влажности воздуха применяют психрометры и гигрометры, реже используют гигрограф.

Гигрограф (греч. hygrós grapho – «влажный + пишу») – прибор для непрерывной регистрации относительной влажности воздуха. Чувствительным элементом гигрографа служит органическая плёнка. Запись показаний происходит на ленте, надетой на барабан, вращаемый часовым механизмом. В зависимости от продолжительности оборота барабана гигрографы бывают суточные и недельные.

Простейший психрометр состоит из двух независимых термодатчиков, один из которых используется как сухой термометр, а другой – как влажный. Влажный термодатчик обернут хлопчатобумажной тканью, которая обмакнута в сосуде с водой. Благодаря протекающему воздушному потоку и, вследствие этого, испарению, поверхность увлажненного термодатчика охлаждается. Одновременно измеряется температура окружающего воздуха с помощью второго термодатчика (температура сухого термометра). Полученная таким образом разность температур является мерой находящейся в воздухе относительной влажности, которую можно показать с помощью микропроцессорного показывающего, регулирующего или регистрирующего прибора с соответствующими датчику входами. Для дополнительного измерения, например, комнатной температуры, в психрометр часто встраивают третий термометр.

Современные психрометры можно разделить на три категории: станционные, аспирационные и дистанционные. В станционных психрометрах термометры укрепляются на специальном штативе в метеорологической будке. Основной недостаток станционных психрометров – зависимость показаний смоченного термометра от скорости воздушного потока в будке. В аспирационном психрометре термометры укреплены в специальной оправе, защищающей их от повреждений и теплового воздействия прямых солнечных лучей, и обдуваются с помощью аспиратора (вентилятора) потоком исследуемого воздуха с постоянной скоростью около 2 м/сек. При положительной температуре воздуха аспирационный психрометр – наиболее надёжный прибор для измерения влажности и температуры воздуха.

Весовой (абсолютный) гигрометр состоит из системы U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из воздуха. Через эту систему насосом протягивают некоторое количество воздуха, влажность которого определяют. Зная массу системы до и после измерения, а также объём пропущенного воздуха, находят абсолютную влажность. Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны передаётся стрелке.

Измерение в отдельности температуры, влажности и скорости движения воздуха дает представление о каждом из этих элементов, но не о совместном действии их, что необходимо для установления тепловой эффективности воздуха, условий комфорта и дискомфорта.

Особенно тягостным является пребывание в атмосфере с высокой температурой и влажностью и отсутствии движения воздуха. Высокая влажность воздуха уменьшает потерю тепла за счет испарения пота с кожи человека, отсутствие движения воздуха также уменьшает теплоотдачу. Длительное пребывание человека при таких условиях приводит к тепловому застою и повышению температуры тела человека до опасного предела (42°С) – «тепловой удар». Поэтому тепловым условиям на рабочем месте придается большое значение.

Тепловая эффективность или охлаждающая способность воздуха определяется прибором – кататермометром, измеряющим величину собственного охлаждения от совместного действия температуры, влажности и скорости движения воздуха при температуре самого прибора равной 36,5°С, т.е. при нормальной температуре человеческого тела. Кататермометр представляет собой спиртовый или ртутный термометр, центральная часть которого состоит из стеклянного капилляра со шкалой от 35 до 38°С. Также на приборе указан его фактор – величина, которая показывает число милликалорий тепла, теряемого с 1 см2 поверхности резервуара кататермометра при его охлаждении от 38 до 35°С.

Величина тепловой эффективности атмосферы определяется по формуле:

ΔН=F/τ;

Н – потеря тепла резервуаром кататермометра, тепловая эффективность воздуха в катаградусах, мкал/см2·с;

F – фактор кататермометра; F (спиртового термометра) = 556 мкал/см2, F(ртутного термометра)=25,6 мкал/см2;

τ – время понижения температуры кататермометра от 38 до 35°С, с.


^ 2. Перечень приборов для выполнения лабораторной работы

1. Психрометр Астмана, состоящий из сухого и влажного термометров, обдуваемых вентилятором.

2. Анемометр чашечный.

3. Водяная баня.

4. Кататермометр (спиртовый термометр с двумя расширениями на концах).

5. Термометр ртутный.

6. Секундомер.


^ 3. Указание мер безопасности

Нагревая кататермометр в водяной бане, следует особенно внимательно следить за плавным продвижением спирта в капиллярной трубке кататермометра и не допускать заполнения спиртом верхнего расширительного шарообразного конца более, чем на половину, во избежание разрыва резервуара и поражения глаз осколками стекла.


4. Ход работы

Выполнение лабораторной работы проходит в несколько этапов:

Определение температуры.

Определение относительной влажности воздуха.

Определение тепловой эффективности воздуха.

Определение скорости движения воздуха.

Сравнение полученных данных с санитарно-гигиеническими нормами для воздуха рабочих мест.




Определение температуры воздуха

Замер температуры проводить ртутным термометром с деление шкалы 0,1°С. Термометр должен быть установлен на высоте 1-1,2 м от пола. Запись показаний осуществлять после того, как по истечению 5 мин значение температуры не меняется.


^ Определение относительной влажности воздуха

Относительную влажность определить с помощью психрометра с вентилятором. К психрометру прилагается резиновая груша с зажимом и стеклянная трубочка (для смачивания шарика термометра). Вентилятор снабжен вентиляторным колесом, приводимым в быстрое вращение пружиной с механическим, ручным заводом.

Благодаря работе вентилятора показания термометров быстрее устанавливаются на постоянном уровне. Смачивание мокрого термометра производится резиновой грушей, наполненной водой. С поверхности резервуара мокрого термометра происходит испарение воды, интенсивность данного процесса зависит от влажности воздуха. По разности показаний сухого и влажного термометров определяют влажность.

Порядок проведения наблюдений:

смачивают батист на термометре;

заводят пружину вентилятора;

через 3-5 мин (после установления постоянных показаний термометров) производится запись показаний термометров;

вычисляют влажность по номограмме, приведенной в приложении 2.

При использовании графика, вертикальные линии – показания сухого термометра, наклонные – мокрого, пересечение линий – относительная влажность в %.

Для получения достоверных данных проводят три эксперимента, значение относительной влажности принимается среднее арифметическое значение полученных данных.



^ Определение тепловой эффективности воздуха

Определение величины охлаждения производят в следующем порядке. Предварительно необходимо нагреть кататермометр, для этого резервуар кататермометра опускают на несколько секунд в водяную баню, разогретую до 60-80°С. Затем снова опускают кататермометр в водяную баню и следят, чтобы уровень спирта заполнил 1/3–1/2 часть верхней расширенной части капилляра. Кататермометр вынимают из воды, вытирают досуха. Затем следят за изменением столбика термометра. С помощью секундомера определяют время охлаждения кататермометра от 38 до 35°С. Аналогично можно определять тепловую эффективность.


^ Определение скорости движения воздуха.

Определение скорости движения воздуха при малых величинах определяется с помощью кататермометра, а при больших – анемометром.

Скорость движения воздуха по сухому кататермометру определяется по формулам:

для V>1 м/c V=(ΔH/(tΔt) – 0,13)2/0,47;

для V<1 м/c V=(ΔH/(tΔt) – 0,2)2/0,4;

где Н – тепловая эффективность воздуха в катаградусах, мкал/см2·с;

t – температура воздуха по сухому термометру, Δt=36,5-t.


Сравнение полученных данных с санитарно-гигиеническими нормами для воздуха рабочих мест.

Анализ фактических данных метеорологических условий производится сравнением их с нормативами (приложение 1) и заносится в таблицу.

№

Температура, °С

Отн. влажность, %

Скорость воздуха, м/с

Барометрическое давление, мм Hg

Фактическая

Оптимальная

Допустимая

Фактическая

Оптимальная

Допустимая

Фактическая

Оптимальная

Допустимая





































































5. Вопросы

1.Совокупность каких факторов определяет микроклимат на рабочих местах, его влияние на самочувствие и работоспособность человека?

2. Понятие абсолютной и относительной влажности воздуха.

3. Понятие «тепловой удар» и факторы вызывающие его.

4. Какие приборы используются при измерении скорости движения воздуха?


Литература

Навороцкий В.К. Гигиена труда в химической промышленности. М.: Медицина. – 1967. – 304с.

Каменев П.Н. Отопление и вентиляция. М.: Стойиздат. – 1966. – 186с.

Медведева В.С., Попов Б.Г. Лабораторные работы по курсу «Охрана труда» – М.: Химия. – 1972. – 112с.

Perry R.H., Green, D.W. Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th Edition), McGraw-Hill, ISBN 0-07-049841-5 , Page 7-12.

Безопасность жизнедеятельности (лабораторный практикум по безопасности труда). Учеб. Пособие /Горшков Ю.Г., Перегожин М.А., Аверьянов. Ю.И., Зайнишев А.В., Михайлов Ю.Е., Чернышов С.В., Николаев Н.Я., Егоров А.В., Богданов А.В., Граф В.Г. – Челябинск: ЧГАУ, 2001. – 185с.

Безопасность жизнедеятельности. Лабораторно-практические работы по промышленной санитарии и пожарной профилактике в химической промышленности /Сост.: Маринина Л.К., Чернецкая М.Д., Васин А.Я., Торопов Н.И.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, – М. 2003. – 60с.

Охрана труда и производственная безопасность: учебно-методическое пособие / А.А. Раздорожный. – 4-е изд., стереотип. – М.: Изд. «Экзамен», 2007. – 510с.

Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. Руководство P 2.2.2006 – 05/ Федер. центр Госсанэпиднадзора Минздрава России – М., 2005. – 123с.

Приложение 1


Таблица 1. Нормы (индекс) комфорта.

Вид выполняемой работы

По сухому кататермометру

По смоченному кататермометру

Для работы легкой тяжести

6

18

Для работы средней тяжести

8

25

Для тяжелой работы

10

30


Таблица 2. Нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в производственных помещениях по СанПиН 2.2.4.548–96

Характеристика производствен-ных помещений

Категория работы

Холодный и переходный период года (температура воздуха ниже 10°С)

оптимальные

допустимые

Допускаемая температура воздуха вне рабочих мест, °С

на постоянных рабочих местах

Темпера-тура воздуха, °С

Отн. влажность, %

Скорость движения воздуха, м/с

Темпера-тура воздуха, °С

Отн. влажность, %

Скорость движения воздуха, м/с

Помещения, характеризуе-мые незначит. тепловыми избытками явного тепла [не более 200 ккал/(м3час)]

Легкая

20-22

60-30

Не более 0,2

17-22

Не более 75

Не более 0,3

15-22

Средней тяжести

17-19

60-30

Не более 0,3

15-20

Не более 75

Не более 0,5

13-20

Тяжелая

16-18

60-30

Не более 0,3

13-18

Не более 75

Не более 0,5

12-18

Помещения, характеризуе-мые значит. тепловыми избытками явного тепла [более 20 ккал/(м3час)]

Легкая

20-22

60-30

Не более 0,2

17-24

Не более 80

Не более 0,5

15-26

Средней тяжести

17-19

60-30

Не более 0,3

16-22

Не более 75

Не более 0,5

15-24

Тяжелая

16-18

60-30

Не более 0,3

13-17

Не более 75

Не более 0,5

12-19







Теплый период года (температура 10°С и выше)

Помещения, характеризуе-мые незначит. тепловыми избытками явного тепла [не более 200 ккал/(м3час)]

Легкая

20-22

60-30

Не более 0,2

17-22

Не более 75

Не более 0,3

15-22

Средней тяжести

17-19

60-30

Не более 0,3

15-20

Не более 75

Не более 0,5

13-20

Тяжелая

16-18

60-30

Не более 0,3

13-18

Не более 75

Не более 0,5

12-18

Помещения, характеризуе-мые значит. тепловыми избытками явного тепла [более 20 ккал/(м3час)]

Легкая

20-22

60-30

Не более 0,2

17-24

Не более 80

Не более 0,5

15-26

Средней тяжести

17-19

60-30

Не более 0,3

16-22

Не более 75

Не более 0,5

15-24

Тяжелая

16-18

60-30

Не более 0,3

13-17

Не более 75

Не более 0,5

12-19


Приложение 2



Рис. 1. Номограмма для определения относительной влажности воздуха


Учебное издание


АНДРЕЕВ Артём Андреевич

КРАЙДЕНКО Роман Иванович

УСОВ Владимир Фёдорович


Практическое определение параметров микроклимата на рабочих местах инструментальными средствами


Методические указания к выполнению лабораторных работ

по курсу «Основы радиационной безопасности и промышленной экологии» для студентов IV курса, обучающихся по направлению 240600 «Химическая технология материалов современной энергетики», специальности

240601 «Химическая технология материалов современной энергетики»


Научный редактор


Редактор


Верстка


Дизайн обложки



Подписано к печати 00.00.2009. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка».

Печать Xerox. Усл. печ. л. 000. Уч.-изд. л. 000.

Заказ . Тираж 50 экз.



Томский политехнический университет

Система менеджмента качества

Томского политехнического университета сертифицирована

NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2000



. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.



1>