Гравитационный (весовой) метод Определения запыленности воздуха

Сущность метода заключается в следующем: через предварительно взвешенный фильтр протягивается определённый объём воздуха, пыль из которого оседает на фильтре. Привес фильтра определяет количество пыли, содержащейся в воздухе, прошедшем через фильтр.

Подготовка и взвешивание фильтров производится в лаборатории.

Концентрация пыли подсчитывается по формуле:

, (1)

где С - концентрация пыли в воздуха, мг/м³;

М = (Р₂ – Р₁) – масса пыли, задержанной фильтром, мг;

Р₁, Р₂ – масса фильтра, соответственно, до и после отбора пробы, мг;

V₀ – объём прошедшего через фильтр воздуха, приведенный к нормальным условиям, л.

, (2)

где V – объем воздуха, прошедшего через фильтр,л.

, (3)

где V– производительность воздуходувки, л/мин;

τ – время отбора пробы, с;

Р – атмосферное давление в момент отбора пробы, ГПа;

Р_Н – давление насыщенного пара при температуре опыта (принимаемая из таблицы 3), ГПа

φ – относительная влажность воздуха в пункте отбора пробы, доли единицы;

t – температура воздуха в момент отбора пробы ⁰С;

Р₀ – давление водяных паров при температуре 20°С и влажности 50% (величина постоянная равная 8,7 мм рт.ст. или 1160Па), ГПа.

Таблица 3 – Зависимость давления насыщенного пара от температуры

Температура, 0С	Давление, мм рт.ст.* РН	Температура, 0С	Давление, мм рт.ст.* РН
18	15,379	23	20,888
19	16,346	24	22,184
20	17,391	25	23,550
21	18,495	26	24,988
22	19,659	27	26,503
* – 1мм рт.ст. = 133,332 Па

Для протягивания воздуха через фильтр используют эжекторы, аспираторы, воздуходувки, пылесосы, а также приборы типа АЭР (аспиратор эжекторный, рудничный).

Отбор пыли производится на фильтры ватные, бумажные, тканевые, кристаллические.

Лучшими являются фильтры типа АФА-В-18 и АФА-В-10 (аналитические аэрозольные фильтры о рабочими поверхностями 18 и 10 см²). Они изготавливаются из гидрофобной ткани ФПП – 15.

Для определения запылённости, воздуха гравитационным (весовым) методом наибольшее применение получили приборы типа АЭР-4М, АЭРА, электроаспиратор модели 822, пробоотборник ВБ2-02.

Достоинством гравитационного метода определения запылённости является высокая точность измерений, недостатком – большие затраты времени на исследование пробы.

Приборы для определений запыленности воздуха гравитационным методом

Эжекторный аспиратор АЗР-4М (рисунок 4). Все детали аппарата смонтированы в металлическом футляре. Воздух через аллонж (пылеприёмник) 1 протягивается при помощи эжектора 2, работающего на сжатом воздухе. Сжатый воздух находится в стальном баллоне 3 ёмкостью 2 л под давлением 200 атмосфер. Если баллон заполнен кислородом, то с ним нужно работать осторожно, имея в виду, что кислород под давлением при соприкосновении с маслом или жировыми веществами может взорваться. Для снижения давления воздуха, выходящего из баллона, и регулирования скорости просасывания воздуха через фильтр имеется редуктор 4.

Скорость просасывания воздуха через фильтр поддерживается постоянной (10-20 л/мин). Продолжительность отбора проб учитывается по секундомеру, который включается и выключается автоматически одновременно с эжектором при помощи распределительного крана 7 и определяется в зависимости от степени запылённости исследуемого воздуха и типа фильтра (практически это время может составлять от 1-2 мин до 2 - 3 ч). Привес фильтра за счёт осаждения пыли при взятии пробы должен быть не менее 1-2 мг для фильтров типа АФА и не менее 6мг для ватных фильтров. Во время отбора проб всасывание воздуха через фильтр должно производиться снизу вверх.

Рисунок 4 – Эжекторный аспиратор АЭР – 4М

Аспираторы АЭР-5 и АЭРА. Кроме описанного имеется ещё несколько модификаций прибора АЭР. В приборе АЭР-5 исключён баллон со сжатым воздухом, но имеется шланг для присоединения к воздухопроводной магистрали. Прибор АЭРА снабжён автоматическим регулятором объемной скорости просасывания воздуха, которая во время отбора пробы постоянна и равна V = 20 л/мин.

Лабораторная пробоотборная установка (рисунок 5). Отбор проб воздуха для исследования содержания пыли может производиться установкой, собранной из отдельных приборов. На рисунке 5 показана одна из таких установок, которая состоит из воздуходувки 1, ротаметра 2, аллонжа 3. В лабораторных условиях отбор проб производится из пылевой камеры 4.

Аспиратор модели 822 (рисунок 6). Аспиратор состоит из воздуходувки с электрическим приводом, ротаметров для измерения расхода воздуха. Достоинством этого прибора является то, что к нему

1 – воздуходувка (аспиратор); 2 – ротаметр (реометр); 3 – фильтродержатель; 4 – пылевая камера

Рисунок 5 – Схема установки для отбора проб воздуха

можно подсоединить несколько аллонжей и одновременно отобрать пробы воздуха в различных точках помещения.

Индивидуальный пробоотборник ВБ2-02, (рисунок 7). Этот прибор предназначен для отбора проб пыли в зоне дыхания человека. Пробоотборник состоит из корпуса 1, в котором находится прокачивающее устройство и автономный источник питания, выносного фильтродержателя 2 с фильтром АФА-РСИ-3, соединительной трубки. Производительность воздуходувки прибора постоянна и составляет V=0,8л/мин.

Рисунок 6 – Аспиратор модели 822

Рисунок 7 – Индивидуальный пробоотборник ВБ-02

С помощью ремней пробоотборник укрепляется на одежде оператора, а фильтродержатель – в зоне дыхания.