Выбор схем общеобменной вентиляции сварочных цехов

При выборе схем общеобменной вентиляции необходимо учитывать, что конвективные потоки, свойственные сварочным и газорезательным процессам, выносят вредные вещества вверх. Эти потоки можно усилить за счет направленных струй приточного воздуха, например, снизу вверх. Можно также вредные вещества интенсивно направлять струями к воздухозаборным панелям. Если воздух помещения искусственно перемешивается за счет направленных струй, сосредоточенного притока, а также за счет значительного воздухообмена, то концентрации вредных веществ по всей высоте помещения практически выравниваются. Так как сварочные процессы сопровождаются большим пылевыделением, как правило, общеобменная вентиляция должна быть механической приточно-вытяжной с подогревом воздуха в зимнее время.

Представляет интерес применение в зарубежной практике подачи воздуха параллельными струями, которая выполняется в трех вариантах: 1) подача горизонтальными струями; 2) подача вертикальными струями, направленными вверх; 3) подача вертикальными струями, направленными вниз.

При схеме вентиляции с горизонтальными параллельными потоками скорость потока должна быть достаточной для захватывания загрязненного конвективного потока, устремленного вверх.

При вентиляции с направленными вверх параллельными потоками условия являются наиболее благоприятными, так как сварочные газы и аэрозоли движутся в одном направлении с создаваемыми потоками.

Третья схема с подачей воздуха вертикальными струями, направленными вниз, является наименее целесообразной. Здесь естественные восходящие тепловые струи, возникающие над местами сварки, опрокидываются вниз, что способствует загрязнению рабочей зоны и требует дополнительных энергозатрат.

45. Терморегуляция, теплопродукция, тепловое состояние человека в различных условиях деятельности

В тетради

46. Токсичность примесей воздуха: СО, 02, Ох, бензин, метиловый спирт, свинец, ртуть, бензол, бенз (а) пирен, гидразин, аммиак и др

Источники загрязнения - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония.

Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 % от общемирового выброса.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д.) Оксилы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксилов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

47. Трансформация примесей в атмосфере, кислотные дожди, смог, разрушение озонового слоя, парниковый эффект

Газовый состав атмосферы Земли обеспеч. условия для жизни и защищает все живое от жест­кого облучения космич. радиацией. Деятель­ность человека изменяет сложивш. в природе равновесие. Сильн. загрязнение атмосферы про­исходит в больших городах: 90% веществ, загряз­няющих атмосферу, составляют газы и 10% - твер­дые частицы.

Наиб. опасным результатом загрязнения являются, смоги. Смог появляется при неподвижном воздухе, когда, с одной стороны, отсутствуют гори­зонтальн. ветры, а с другой — распределение темпе­ратуры по высоте атмосферы таково, что отсутствует вертикальн. перемешивание атмосферн. слоев. Перемешивание, или конвекция, воздуха в тропос­фере происходит за счет того, что по мере движе­ния вверх от земли через каждые 100 метров тем­пература снижается на 0,6°С. Па высоте 8—18 км изменение температуры меняет знак, то есть наступает потепление. Такое явление называется ин­версией. При опред. условиях инверсия тем­пературы наблюдается уже в нижних слоях тро­посферы и ведет к прекращению перемешивания воздуха выше уровня инверсии. Иногда в зимние месяцы можно наблюдать местонахождение инвер­сии между загрязненным нижним слоем воздуха и верхним прозрачным слоем. Смоги бывают двух типов. Смог,называемый лон­донским, наблюдается в туманную безветренную по­году. Весь дым не уносится ветром, а задерживается туманом и остается над городом, производя тяж. действие на здоровье людей. В Лондоне в дни таких сильных смогов было отмечено повышение смертности. Замена тверд. топлива газообразн. значит. уменьш. задымление. Второй тип смогов — фотохимич., появля­ется в больших южных городах в безветренную яс­ную погоду, когда скапливаются окислы азота, со­держащ. в выхлопных газах автомобилей. Эти соединения под действием солнечн. излуч. проходят цепь химич. превращений. Основн. компонентами фотохимич. смога являют­ся: озон, двуокись азота и закись азота. Скапливаясь в больших кол-вах, эти вещества и продукты их распада под действием УФ излуч. вступают в химич. реак­цию с находящимися в атмосфере углеводородами. В результате образуются химич. актив­ные органич. вещ-ва пероксилацилнитраты (ПАН), кот-ые оказывают вредное влияние на орга­низм человека: раздражают слизистую оболочку, ткани дыхательных путей и легких, эти соединения обесцвечивают зелень растений. Вредное воз­действие на окружающую среду и организм челове­ка оказывает избыток в смоге озона, обладающего сильным окислительными свойствами.На долю автотранспорта приходится до 50% об­щего объема атмосферных выбросов техногенного происхождения, в состав автомобильных выбросов входит более 170 токсичных компонентов. Очень опасными загрязнителями биосферы яв­ляются окислы азота. Ежегодно в атмосферу Зем­ли поступает около 150 млн. тонн окислов азота, половина из которых выбрасывается тепловыми электростанциями и автомобилями а другая поло­вина образуется в результате процессов окисления, происходящих в биосфере. Сильно ухудшает види­мость на улицах города перекись азота — газ жел­того цвета, придающий коричневатый оттенок воз­духу.

Кислотные дожди подавляют биологическую про­дуктивность почв и водоемов, наносят значительный экономический ущерб. Кислотность осадков оцени­вается водородным показателем рН, равным отри­цательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода. Кислотность дождей обусловлена, главным образом, присутствием сер­ной и азотной кислот. При сильной кислотности осадков рН может быть ниже 4,0 и при слабой кис­лотности рН превышает 5,5. Кислотные дожди ведут к разрушению различных объектов и зданий, взаимодействуют с карбонатом кальция песчаников и известняка, превращая его в гипс, который вымывается дождями. Кислотные дожди вызывают активную коррозию металличес­ких предметов и конструкций.

Сжигание горючих ископаемых и других видов топлива сопровождается выбросом углекислого газа в атмосферу. Увеличение количества углекислого газа в результате антропогенного воздействия ве­дет к изменению теплового баланса Земли. Угле­кислый газ пропускает падающее на Землю солнеч­ное излучение, но поглощает отраженное от Земли длинноволновое инфракрасное излучение. Это при­водит к нагреванию атмосферы. Загрязняющие при­меси и пыль в атмосфере поглощают часть падаю­щего на Землю излучения, что дополнительно по­вышает температуру атмосферы. Нагретая атмосфера посылает дополнительный поток тепла на землю, поднимая ее температуру. Этот процесс называется парниковым по аналогии с парником, в который свободно проходит солнеч­ное излучение в оптической части спектра, а инф­ракрасное излучение задерживается. По мере уве­личения загрязнения атмосферы увеличивается тем­пература поверхности земли.  

48. Требования к содержанию токсических веществ в воздухе, отводимом вентсистеvой, и в промышленных выбросах. Предельно допустимый выброс

Основные показатели, используемые для контроля качества воздуха в нашей стра-не, являются предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ.  С позиции экологии ПДК вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды, при которых их содержание не выходит за пределы экологической ниши человека. Поскольку на нынешнем этапе развития технологий не представляется возможным полностью прекратить выброс вредных веществ в окружающую среду, в настоящее время существует раздельное нормирование содержания примесей в воздухе, т.е. используются два типа ПДК:   1. В воздухе рабочей зоны (ПДК р.з.) – концентрация, которая при еженедельной (кроме выходных дней) работе в течении 8 ч. (или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю) в течении всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследова-ния, в процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и следующего поколе-ний. 2. В атмосферном воздухе селитебной зоны (ПДК а.в.) – максимальная концен-трация примеси в атмосфере, отнесенная к среднему времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом. ПДК подразделяются также на: - максимальные разовые ПДК м.р. (определяются в течении 30 мин. и усредняют-ся). - среднесуточные ПДК с.с. (определяются и усредняются в течении 24 ч.) ПДК р.з.>ПДК м.р. и ПДК р.з.>ПДК с.с. (иногда в десятки раз). Содержание примесей в воздухе и ПДК измеряются в  . Значения ПДК установленны органами Минздрава и являются законом. Работники санитарных служб контролируют фактическое содержание примесей в воздухе и его от-клонение от значения ПДК.

Эффект суммации. Некоторые вещества способны оказывать сходное неблаго-приятное воздействие на организм. В этом случае говорят об эффекте суммации вредного действия. Необходим, например, учет эффекта суммации для фенола и ацетона, озона, ди-оксида азота, формальдегида и др. Согласно общему правилу, если   – фактическая концентрация, то должно выпол-няться правило:

Если в воздухе присутствует несколько веществ, обладающих эффектом суммации, то качество воздуха будет соответствовать нормативам при условии, что:

где   - количество веществ, обладающих эффектом суммации.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) — норматив предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии непревышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы, других экологических нормативов.

₄₉ Ультразвук, источники, воздействие, нормирование.

Ультразвуковыми колебаниями называются колебания с f  20 кГц. У ультразвука та же природа, что и у звука. Источники: оборудование, в котором генерируются ультразвуковые колебания для выполнения технологических операций (очистка и обезвреживание деталей, дефектоскопия, сварка, сушка, технический контроль) и оборудование, где ультразвук возникает как сопутствующий фактор. Ультразвуковые колебания делятся на: - низкочастотные  f  100 кГц (распространение воздушным и контактным путем) выражен-ные сдвиги в состоянии нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной системах, обмене ве-ществ и терморегуляции; - высокочастотные 100 кГц  f  1000000 кГц (распространяется контактным путем) локаль-ное воздействие при соприкосновении со средами, в которых распространяются ультразву-ковые колебания (ультразвуковые вибрации). Высокочастотный ультразвук большой интенсивности приводит в основном к тем же нарушениям, что и низкочастотный при контакте. Воздействие ультразвуковой энергии 6  7 Вт/см2 может приводить к поражению пе-риферического нервного и сосудистого аппарата в месте контакта (например, воздействие на руки в момент загрузки и выгрузки деталей из ультразвуковой ванны). Характеристикой ультразвуковых колебаний является уровень звукового давления Ly в третьеоктавных полосах с fсг = 12,5  100 кГц. Согласно ГОСТ 12.1.001-83 допустимые уровни звукового давления на рабочих мес-тах не должны превышать (при fсг = 3,15 -100кГц) 110 Дб; при fсг = 12,5 кГц - 80 дБ). Для ультразвука, передающегося контактным путем нормируется пиковое значение виброскорости. Защита от ультразвука: 1) дистанционное управление, 2) автоблокировка при выпол-нении вспомогательных операций (загрузка и выгрузка деталей и т.п.), экранирование источника. В качестве СИЗ (для рук): рукавицы, перчатки.

50 Устройство естественной вентиляции

Cистемы естественной вентиляции позволяют обеспечить неорганизованный или организованный воздухообмен, проветривание в помещении под действием гравитационного и (или) ветрового давления. . В жилых зданиях и в некоторых помещениях общественных и административно-бытовых зданиях предусматривается вентиляция с естественным побуждением . В таких системах неорганизованное поступление наружного воздуха осуществляется через неплотности в ограждениях, открываемые периодически форточки, окна, наружные и балконные двери здания или специальные устройства, располагаемые в стенах, окнах. Удаление воздуха из помещений, как правило, предусматривается через вытяжные шахты, каналы, воздуховоды и воздухоприемные устройства / Организованный воздухообмен, при котором воздух поступает в помещение и удаляется из него через специально предусмотренные расчетом отверстия в наружных ограждениях (окна, фонари), называется аэрацией. Количество поступающего и удаляемого воздуха регулируется за счет изменения в течение года площади открываемых отверстий. Аэрация может применяться, например, для вентиляции производственных помещений, в которых основной вредностью является значительная избыточная теплота. При значительной скорости ветра используется специальное вентиляционное устройство - дефлекторы .Естественная вентиляция отличается простотой устройства, незначительными капитальными затратами и эксплуатационными расходами, но давление, создаваемое естественными силами, невелико и зависит преимущественно от состояния наружного воздуха. Поэтому интенсивность воздухообмена в помещениях зависит от внешних факторов. Это, собственно, является существенным недостатком естественной вентиляции. В отдельные часы суток дня в теплый период года, в связи с теплоустойчивостью здания возможно отсутствие воздухообмена (особенно в помещениях цокольного и подвального этажей).

51. Физическое состояние примесей атмосферы. Виды примесей воздуха рабочей зоны машиностроительного предприятия, испытательной станции

Атмосферный воздух загрязняется путем привнесения в него или образования в

нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или

уровня естественного содержания.

Загрязняющее вещество – примесь в атмосферном воздухе, оказывающая при

определенных концентрациях неблагоприятное воздействие на здоровье человека,

объекты растительного и животного мира и другие компоненты окружающей

природной среды или наносящая ущерб материальным ценностям.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от станционных и

передвижных источников загрязнения за 1997 год составили 812,156 тыс. тонн, в

том числе:

Твердые вещества - 69,095 тыс. тонн

Диоксид серы - 104,834 тыс. тонн

Оксид углерода - 453,896 тыс. тонн

Диоксид азота - 94,069 тыс. тонн

Углеводороды - 85,443 тыс. тонн

ЛОС - 3,104 тыс. тонн

Прочие - 1,715 тыс. тонн

Более чем 69% от общего объема составляют выбросы от автотранспорта. В 1997

году автотранспортом области выброшено 561,039 тыс. тонн загрязняющих

веществ.

В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается

около 2 млрд. тонн нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия

в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды.

В России автотранспорт ежедневно выбрасывает в атмосферы 16,6 млн. тонн

загрязняющих веществ. 30% заболеваний граждан непосредственно связаны с

загрязненностью атмосферного воздуха выхлопными газами.

Автомобильными двигателями выделяются в воздух городов более 95% оксида

углерода, около 65% углеводородов и 30% оксидов азота.

Известно, что топливо сгорает в камере при взаимодействии с кислородом

воздуха. Этот процесс сопровождается интенсивным выделением тепла, которое и

преобразуется в работу. Воспламенение и сгорание бензиновоздушной смеси

(горючей смеси) длится тысячные доли секунды, и к такому быстрому процессу

она недостаточно хорошо приспособлена: в смеси остаются газы от предыдущего

цикла, препятствующие доступу кислорода к частицам топлива, не удается

добиться ее идеального перемешивания. В результате не все топливо окисляется

до конечных продуктов, и для нормального протекания процесса сгорания топливо

окисляется до конечных продуктов, и для нормального протекания процесса

сгорания топливо приходится добавлять.

52 Фильтры, принципы конструирования фильтрования, применение фильтров

Как уже упоминалось, частицы диаметром менее 10 микрон считаются вдыхаемыми и этим определяется диапазон эффективной защиты, которую должен обеспечить фильтрующий элемент. Фильтр с подобной структурой (примером могут служить тканые материалы) называется абсолютным, главный принцип его работы основывается на просеивании аэрозольных частичек. Такие фильтрующие элементы имеют высокое сопротивление воздушному потоку и быстро забиваются, поэтому их использование в респираторах не практично. В мировой практике, большей частью, для изготовления респираторов применяются неабсолютные фильтры. Поры таких фильтров в несколько раз больше фильтруемых частиц и большую часть объема материала фильтра занимает воздух. Материал состоит из множества крошечных волокон. Молекулярные силы достаточно сильны, чтобы удержать частичку, ударившуюся о волокно – принимая во внимание маленькие размеры аэрозольных частичек, практически любая преграда на ее пути, является «липкой.