Реферат: Методичні вказівки

Міністерство освіти і науки України


Харківська національна академія міського господарства


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання розрахунково-графічної роботи

з курсу “Методи оцінки небезпечних

та шкідливих виробничих факторів”

(для студентів денної форми навчання спеціалізації

6.092202 “Охорона праці на електричному транспорті)


Харків – ХНАМГ – 2006

Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи з курсу “Методи оцінки небезпечних та шкідливих виробничих факторів” (для студентів денної форми навчання спеціалізації 6.092202 “Охорона праці на електричному транспорті). Укл.: Данова К.В. – Харків: ХНАМГ, 2006. – 14 с.


Укладач: К.В. Данова


Рецензент: А.М. Гарьковець


Рекомендовано кафедрою безпеки життєдіяльності,

протокол № 15 від 29.06.2006 р.


^ МЕТА ТА ЗАВДАННЯ РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ

Виконання розрахунково-графічної роботи (РГР) є важливою частиною курсу “Методи оцінки небезпечних та шкідливих виробничих факторів”. Під час виконання РГР студент не тільки ознайомлюється з особливостями методів оцінки небезпечних та шкідливих виробничих факторів (НШВФ), але й самостійно вирішує питання розробки заходів, що сприяють усуненню або зменшенню впливу НШВФ на працюючих. Це сприяє розвитку в студентів навичок прийняття інженерно-технічних рішень, що є дуже важливим при подальшому виконанні дипломного проекту, оскільки тематика РГР тісно пов’язана з питаннями, що розробляються в розділі “Охорона праці” дипломних проектів.

Мета виконання РГР – активізація творчих здібностей студентів, розвиток навичок роботи з нормативно-технічною літературою, підготовка до дипломного проектування.

Завдання виконання РГР – придбання практичних навичок застосування методів оцінки НШВФ для заданих умов праці, виконання розрахунків з охорони праці та вирішення питань поліпшення параметрів НШВФ для різних видів робіт.


^ ОФОРМЛЕННЯ РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ


РГР складається з пояснювальної записки та аркуша креслень, що виконується згідно з вимогами стандартів.

Пояснювальна записка містить титульний аркуш, мету та завдання виконання РГР, вихідні дані за варіантами, розрахункові та довідкові матеріали з відповідними посиланнями на літературні джерела, формули, таблиці, ескізи, графіки та схеми, що пояснюють виконані розрахунки.

Графічну частину РГР виконують за вимогами ЄСКД на аркуші формату А-1. Креслення містить технічні рішення щодо зменшення впливу НШВФ на працюючих.


^ 3. ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ

РОБОТИ


Рекомендується наступна послідовність виконання РГР:

вивчення нормативно-технічної літератури;

опис методу визначення концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони за допомогою лінійно-колористичного методу;

написання алгоритму зазначеного методу;

визначення похибок методу;

розрахунок вентиляції виробничого приміщення.

Аркуш з кресленнями містить алгоритм лінійно-колористичного методу, схему витяжного зонта місцевої вентиляції з алгоритмом його розрахунку. Всі розміри на аркуші повинні відповідати розрахунковим у пояснювальній записці.

Номер варіанта завдання відповідає порядковому номеру студента в журналі списку групи.


^ 4. ЗМІСТ РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ


4.1 Сутність лінійно-колористичного методу визначення концентрації

шкідливих речовин у повітрі робочої зони


Лінійно-колористичний метод визначення концентрації шкідливих речовин у виробничому приміщенні відноситься до класу так званих експрес-методів і ґрунтується на явищі колориметрії (зміни кольору індикаторного порошку в результаті дії відповідної шкідливої речовини), що дозволяє швидко й з достатньою точністю визначити концентрацію шкідливої речовини безпосередньо в робочій зоні.

Основними перевагами вказаного методу є: швидкість проведення аналізу й одержання результатів безпосередньо на місці добору проби повітря; простота методу й апаратури, що дозволяє проводити аналіз особам, які не мають спеціальної підготовки; мала маса, комплектність і відносно низька вартість апаратури; достатня чутливість і точність аналізу; для проведення аналізу повітря не потрібні джерела електричної і теплової енергії.

Сутність методу полягає у зміні фарбування індикаторного порошку в результаті реакції зі шкідливою речовиною (газом чи парою) в аналізованому повітрі, що просмоктується через трубку. Вимір концентрації шкідливої речовини робиться за довжиною шару індикаторного порошку в трубці, що змінив первісне фарбування (лінійно-колористична індикаторна трубка) чи за його інтенсивністю (колориметрична індикаторна трубка) шляхом порівняння з еталоном.

Індикаторна трубка являє собою герметичну скляну трубку, заповнену твердим носієм (силікагелем, порцеляною, склом), обробленим активним реагентом. Положення наповнювача (індикаторного порошку) в індикаторній трубці фіксується заглушками з вати чи скловолокна.

При використанні індикаторних трубок на результати вимірів може вплинути цілий ряд факторів середовища (наприклад, коливання температури повітря) і процесу виміру (діаметр і якість градуювання індикаторної трубки, справність і правильність експлуатації пристрою для забору повітря, правильність застосування трубок при наявності в аналізованому повітрі домішок, що супроводжують речовину і т.п.).

Вимір концентрацій шкідливих речовин у повітрі робочої зони проводять при наступних параметрах:

барометричний тиск – від 90 до 104 кПа (680 – 780 мм. рт. ст.);

відносна вологість – від 30 до 80 %;

температура – від 288 до 303 К.

Контроль метеорологічних параметрів повітря робочої зони повинен здійснюватися паралельно з вимірами концентрацій шкідливих речовин індикаторними трубками.

Концентрацію шкідливої речовини (в мг/м3) у повітрі робочої зони вимірюють за довжиною шару індикаторного порошку в трубці, що змінив первісне фарбування за допомогою шкали. За результат виміру приймають середнє арифметичне з послідовних спостережень.

Результат виміру концентрації шкідливої речовини приводять до нормальних умов (Сн): температура 293 К, атмосферний тиск 101,3 кПа (760 мм рт.ст.), відносна вологість 60 %.

Концентрацію (Сн) при нормальних умовах (у мг/м3) обчислюють за формулою:

, (1)

де - результат виміру концентрації шкідливої речовини при температурі навколишнього повітря t ºС, відносній вологості φ % і атмосферному тиску р кПа, мг/м3;

Кв – коефіцієнт, що враховує вплив температури і вологості навколишнього повітря на показання індикаторних трубок, значення якого встановлюють за відповідною документацією індикаторних трубок; у розрахунках коефіцієнт дорівняти 1.

Основна відносна похибка результату виміру концентрації шкідливих речовин у повітрі газоаналізатором УГ-2 до 1 ПДК не повинна перевищувати ± 60 %, в інтервалі від 1 до 2 ПДК - ± 35 % і понад 2 ПДК - ± 25 %.

Результат виміру представляють у вигляді (Сн ± θ, ) мг/м3 при довірчій імовірності 0,95.


^ 4.2 Розрахунок похибки виміру концентрації шкідливих речовин у

повітрі робочої зони


Усунення джерел похибок кількісного аналізу повітря є найважливішим завданням користувачів будь-якої аналітичної методики.

Похибка виміру концентрацій шкідливої речовини в повітрі робочої зони складається із суми невиключених систематичної і випадкової похибок.

Невиключена систематична похибка обумовлюється: похибкою приладу, похибкою добору проб повітря, похибкою виміру.

Випадкова похибка обумовлюється похибкою, що випадково вимірюється при повторних вимірах однієї і тієї ж величини.


4.2.1. Визначення невиключеної систематичної похибки виміру концентрації шкідливих речовин θі.


1. Похибка індикаторної трубки θтр.

Індикаторні трубки за своїми метрологічними характеристиками поділяються на два класи: А і В. Індикаторні трубки обох класів повинні дозволяти контролювати шкідливі речовини в повітрі робочої зони при їхньому вмісті від 0,5 до 5 і більше значень гранично припустимої концентрації (ГДК). При цьому для трубок класу А похибка виміру при вмісті шкідливих речовин у повітрі від 1 ГДК і вище повинна складати не більше ± 25 %, а на рівні 0,5 ГДК допускається ± 35 %. Для індикаторних трубок класу В похибка виміру при вмісті шкідливих речовин у повітрі на рівні 1 – 5 ГДК має бути не більше ± 25 %, а на рівні 0,5 ГДК допускається похибка ± 50 %.


2. Похибка відбору проб повітря θвідб.

Похибка відбору проб повітря θвідб. спричиняє наступні погрішності.

2.1. Похибка пристрою для забору повітря θп.п. відповідно до технічної документації не повинна перевищувати ± 5 %.

2.2. Похибку виміру температури θТ визначають, виходячи з похибки (класу) термометра θt , %, або обумовлена половиною ціни поділки термометра:

, (2)

де t – температура повітря в робочій зоні, °С.

2.3. Похибка виміру атмосферного тиску θР, %, обумовлена похибкою (класом) барометра θр1 чи половиною ціни поділки барометра:

, (3)

де ^ Р – тиск, кПа.

Тоді похибку добору проб повітря θвідб. розраховують за формулою:

. (4)

Таким чином, довірчі границі невиключеної похибки вимірів θі визначають за формулою:

. (5)


4.2.2. Оцінка границі суми невиключених систематичних похибок

виміру.


Границі суми невиключених систематичних похибок виміру розраховують з використанням даних оцінки всіх її складових за формулою:

, (6)

де К – коефіцієнт, обумовлений прийнятою довірчою імовірністю; дорівнює 1,1 при довірчій імовірності 0,95.


4.2.3. Оцінка випадкової складової похибки виміру концентрацій шкідливих речовин у повітрі робочої зони.


Для оцінки випадкової складової похибки проводять 5-10 спостережень. Результати заносять у табл. 1.


Таблиця 1

Число спостережень

n

Концентрація шкідливої речовини, мг/м3, Сі

Середнє арифметичне,







s

1

Сі













2

Сі – 0,02













3

Сі – 0,1













4

Сі – 0,01













5

Сі + 0,01































де n – число спостережень, дорівнює 5;

Сі – числові значення величин концентрацій, знайдені в тих самих умовах, мг/м3;

- середнє арифметичне значення, мг/м3;

- різниця між і-м результатом спостереження (Сі ) і середнім значенням ( ), мг/м3;

s – середнє квадратичне відхилення групи результатів спостережень:

. (7)

Відносне середнє квадратичне відхилення результату виміру:

. (8)


4.2.4. Оцінка сумарної похибки результату вимірів концентрацій шкідливих речовин.

Для розрахунку сумарної похибки визначають відношення систематичної θ і випадкової складових.

Якщо , то невиключеними систематичними похибками зневажають.

Якщо , то зневажають випадковими похибками.

З урахуванням вищесказаного записують результат виміру концентрації шкідливої речовини в повітрі робочої зони.

Проводять розрахунок концентрації шкідливої речовини (Сн) при нормальних умовах формула (1).

Варіанти для розрахунків наведені в табл. 2.


Таблиця 2


№

вар.

Клас

трубки

Перевищення ГДК

θп.п., %

θt, %

t, ˚С

θP, %
P, кПа
Ci, мг/м3

1

А

1 ГДК

1

0,5

20

0,065

101,3

1,5

2

В

0,5 ГДК

2

0,2

19

0,025

100,7

2

3

А

2 ГДК

3

0,1

21

0,050

101,1

2,5

4

В

3 ГДК

4

0,5

18

0,025

100,3

3

5

А

0,5 ГДК

5

0,2

22

0,065

100,1

3,5

6

В

2 ГДК

4

0,1

23

0,050

100,7

4

7

А

4 ГДК

3

0,5

20

0,065

101,3

4,5

8

В

0,5 ГДК

2

0,2

19

0,025

100,7

5

9

А

3 ГДК

1

0,1

21

0,050

101,1

5,5

10

В

5 ГДК

2

0,5

18

0,065

100,3

6

11

А

1 ГДК

3

0,2

22

0,050

100,1

6,5

12

В

0,5 ГДК

4

0,5

23

0,065

101,1

7

13

А

2 ГДК

5

0,5

20

0,025

100,3

7,5

14

В

3 ГДК

3

0,2

19

0,050

101,3

8

15

А

0,5 ГДК

2

0,1

21

0,065

100,7

8,5

16

В

2 ГДК

4

0,5

18

0,025

101,1

1,5

17

А

4 ГДК

5

0,2

22

0,050

100,3

2

18

В

0,5 ГДК

1

0,1

18

0,065

100,1

2,5

19

А

3 ГДК

2

0,5

20

0,025

100,7

3

20

В

5 ГДК

3

0,2

19

0,050

101,1

3,5

21

А

1 ГДК

4

0,1

21

0,025

101,3

4

22

В

0,5 ГДК

5

0,5

18

0,065

100,7

4,5

23

А

2 ГДК

3

0,2

22

0,025

101,1

5

24

В

3 ГДК

4

0,1

23

0,050

100,3

5,5

25

А

0,5 ГДК

2

0,5

20

0,025

100,1

6

26

В

2 ГДК

3

0,2

19

0,050

101,3

6,5

27

А

4 ГДК

1

0,1

21

0,065

100,7

7

28

В

0,5 ГДК

4

0,2

23

0,025

101,1

7,5

29

А

3 ГДК

5

0,2

22

0,050

100,3

8

30

В

5 ГДК

3

0,1

23

0,025

100,1

8,5



^ 4.3 Розрахунок повітрообміну при загальній і місцевій вентиляції


Під вентиляцією розуміють сукупність заходів і засобів, призначених для забезпечення на постійних робочих місцях та зонах обслуговування виробничих приміщень метеорологічних умов і чистоти повітряного середовища, що відповідають гігієнічним та технічним вимогам.

Ефективним засобом нормалізації повітряного середовища виробничих приміщень трамвайних та тролейбусних депо є вентиляція. За характером організації повітрообміну розрізняють загальнообмінну, місцеву й комбіновану вентиляцію; за способом переміщення повітря – припливну, витяжну, припливно-витяжну; за призначенням – робочу й аварійну.

Завдання. Визначити необхідний повітрообмін та його кратність для токарно-механічного цеху тролейбусного депо, який має довжину А (м), ширину В (м), висоту Н (м). Меблі й обладнання займають Vm (%) від загального об’єму приміщення. У повітря цеху виділяється пил, що утворюється від механічної обробки деталей, в кількості G (г/год). Концентрація пилу в робочій зоні становить qр.з. (мг/м3), концентрація пилу в повітрі, що подається у приміщення, q0 (мг/м3). Вважаємо, що пил рівномірно розподілений у приміщенні.

Необхідний повітрообмін у виробничому приміщенні (м3/год):

, (9)

де k - коефіцієнт нерівномірності, що залежить від висоти приміщення та особливостей технологічних процесів; приймають k = 1, тоді концентрація пилу в повітрі, що видаляється, дорівнюватиме концентрації його в робочій зоні (q = qр.з).;

Вільний об’єм токарно-механічного цеху (м3):

. (10)

Кратність повітрообміну в цеху становитиме (1/год):

. (11)

У випадку влаштування місцевої вентиляції, якщо місцевими відсмоктувачами відбирається з робочої зони Lм (м3/год) повітря, яке містить qм (мг/м3) пилу, кількість пилу, що видаляється місцевою вентиляцією протягом години становитиме (мг/м3):

. (12)

Кількість пилу, що надходить у повітря цеху протягом години (г), з урахуванням місцевої вентиляції визначають за формулою

. (13)

Необхідний повітрообмін (м3/год) з урахуванням місцевої вентиляції дорівнюватиме:

. (14)

Кратність повітрообміну (1/год) складає:

. (15)

За співвідношенням повітрообміну в токарно-механічному цеху тільки при загальній вентиляції до потрібного повітрообміну при загальній і місцевій вентиляції зробити висновок про доцільність влаштування місцевої вентиляції.

Дані для проведення розрахунків наведені в табл. 3.


Таблиця 3

№ вар.

А

В

Н

Vm

G

qр.з.

q0

Lm

qm

1

35

15

6

10

60

3,5

0,1

2000

15

2

36

16

6,1

15

65

4

0,2

2500

17

3

37

17

6,2

20

70

4,5

0,3

3000

19

4

38

18

6,3

25

75

5

0,4

3500

21

5

39

19

6,4

10

80

5,5

0,15

1500

20

6

40

20

6,5

15

85

6

0,25

2000

18

7

41

15

5

20

90

3,5

0,35

2500

16

8

42

16

5,1

25

95

4

0,45

3000

16

9

43

17

5,2

10

100

4,5

0,1

3500

18

10

44

18

5,3

15

75

5

0,2

1500

15

11

45

19

5,4

20

70

5,5

0,3

2500

17

12

35

20

5,5

25

65

6

0,4

2000

19

13

36

15

5

10

60

3,5

0,15

2000

15

14

37

16

5,1

15

95

4

0,25

2500

17

15

38

17

5,2

20

90

4,5

0,35

3000

19

16

39

18

5,3

25

60

5

0,45

3500

21

17

40

19

5,4

10

65

5,5

0,1

1500

20

18

41

20

5,5

15

70

6

0,2

2500

18

19

42

15

6

20

75

3,5

0,3

2000

16

20

43

16

5

25

80

4

0,4

2500

17

21

44

17

6,1

10

85

4,5

0,15

3000

19

22

45

18

5,2

15

90

5

0,25

3500

21

23

35

19

6,5

20

95

5,5

0,35

1500

18

24

36

20

6,4

25

100

6

0,45

3000

15

25

37

15

6

10

60

3,5

0,1

3500

17

26

38

16

6,1

15

65

4

0,2

2000

19

27

39

17

6,2

20

70

4,5

0,3

2500

21

28

40

18

6,3

25

75

5

0,4

3000

20

29

41

19

6,4

10

80

5,5

0,15

3500

18

30

42

20

6,5

15

85

6

0,25

1500

16



^ 4.4 Розрахунок повітрообміну при місцевій вентиляції


Місцева витяжна вентиляція призначена для вловлювання та видалення шкідливих речовин безпосередньо з місць їх утворення, щоб запобігти їх поширенню у зону дихання працюючих і в повітря виробничого приміщення. Місцеву вентиляцію виконують за допомогою відсмоктуючих пристроїв: витяжних зонтів, витяжних шаф, бортових відсмоктувачів та ін.

Завдання. Розрахувати розміри витяжного зонта і кількість повітря, що буде видалятися, для постійного робочого місця електрозварника тролейбусного депо. Витяжний зонт має прямокутну форму. Довжина зони шкідливих виділень складає а (м), висота розташування зонта над місцем зварювання h (м); діаметр витяжної труби D (м); висота борта зонта hб (м); середня швидкість руху повітря в розрахунковому перерізі зонта ν0, (м/с).

Довжина більшої сторони (м) зонта складає:

. (16)


Довжина меншої сторони витяжного зонта (м):

. (17)

Висоту підвісу зонта від рівня підлоги приймають в інтервалі 1,6 – 1,8 м.

Кут розкриття зонта φ приймають не більше 60°, оскільки в такому разі осьова швидкість у нижньому перерізі зонта близька до середньої швидкості по всьому перерізу.

Повна висота зонта (м) становить:

. (18)

Площу розрахункового перерізу витяжного зонта (м2) визначають наступним чином:

. (19)

Кількість повітря (м3/год), що буде видалятися витяжним зонтом, дорівнює:

. (20)

Дані для проведення розрахунків наведені в табл. 4.


Таблиця 4

№ варіанта

а

h

D

hб

ν0

1

2

3

4

5

6

1

0,35

0,70

0,30

0,1

0,90

2

0,40

0,72

0,35

0,2

0,95

3

0,45

0,74

0,40

0,3

1,00

4

0,50

0,76

0,45

0,2

1,05

5

0,55

0,78

0,50

0,3

0,90

6

0,60

0,80

0,35

0,1

0,95

7

0,35

0,82

0,30

0,2

1,00

8

0,40

0,84

0,35

0,3

1,05

9

0,45

0,86

0,40

0,1

0,90

10

0,50

0,88

0,45

0,1

0,95

11

0,55

0,70

0,50

0,2

1,00

12

0,60

0,72

0,30

0,3

1,05

13

0,35

0,74

0,50

0,3

1,05

1

2

3

4

5

6

14

0,40

0,76

0,30

0,1

1,00

15

0,45

0,78

0,35

0,2

1,05

16

0,50

0,80

0,40

0,3

0,90

17

0,55

0,82

0,45

0,3

0,90

18

0,60

0,84

0,50

0,1

0,95

19

0,35

0,86

0,40

0,2

1,00

20

0,40

0,88

0,30

0,3

1,05

21

0,45

0,70

0,35

0,1

0,90

22

0,50

0,72

0,40

0,1

0,95

23

0,55

0,74

0,45

0,2

1,00

24

0,60

0,76

0,50

0,3

1,05

25

0,35

0,78

0,45

0,3

0,90

26

0,40

0,80

0,30

0,1

0,95

27

0,45