Безопасность труда

Литература: СНиП 23-05–95. Естественное и искусственное освещение. М.: Минстрой РФ, 1995. 35 с.

Задача 7

Провести следующие расчеты, связанные с безопасностью при эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Задача состоит из трех заданий.

Задание 1. Компрессор подает воздух с давлением P2, кПа, при начальном давлении сжимаемого воздуха P1 = 98 кПа и температуре T1 = 288 ° С. В компрессоре применяется компрессорное масло марки 12(М) с температурой вспышки не ниже 216 ° С.

Согласно Правилам устройства и безопасной эксплуатации воздушных компрессоров и воздуховодов разница между температурой вспышки масла и температурой сжатого воздуха должна быть не менее 75 ° С. Определить температуру сжатого воздуха и сделать заключение о возможности эксплуатации компрессора без охлаждения.

Задание 2. Воздухосборник компрессора имеет объем V, м3, и рассчитан на давление Р2, кПа. Определить мощность взрыва этого воздухосборника, принимая время действия взрыва t = 0,1 с. Численные значения V и Р2 принять по табл. 8.

Задание 3. Произошел взрыв баллона с ацетиленом. Определить, при каком давлении произошел взрыв баллона, если: толщина

41

где P1 − конечное (атмосферное) давление воздуха, Па; m − показатель адиабаты (для воздуха m = 1,41).

Задание 3. Давление, при котором произошел взрыв баллона, определяется по формуле

S = P DB + C, 2cp f

где Р − давление, кПа; ср − допустимое сопротивление стали на растяжение, Па; f − коэффициент прочности для бесшовных труб, f = 1; С − прибавка на минусовые допуски стали, см.

Задача и методика ее решения заимствованы из источника: Филиппов Б.Н. Охрана труда: метод. указания и контрольные задания для студентов-заочников машиностроительных специально-

стей. М.: Высш. шк., 1983. 39 с.

Задача 8

На кислородном баллоне редуктор прямого действия отрегулирован на давление 0,5 МПа. За время работы давление в баллоне снижается с 15 до 2,5 МПа.

Определить необходимость дополнительной регулировки редуктора, если давление кислорода, подаваемого в горелку, будет менее 0,4 МПа. Необходимо учесть, что давление менее 0,4 МПа недопустимо из-за возможности обратного удара.

Исходные данные:

а) площадь сечения клапана редуктора f1 = 0,4 см2; б) рабочая площадь мембраны f2 = 30 см2;

в) усилие, создаваемое нажимной пружиной Q1 = 1000 Н;

г) усилие, создаваемое возвратной (запорной) пружиной Q2 =

= 100 Н;

д) усилие пружина считать постоянным.

Указания к решению задачи

1. Рабочее давление газа в магистрали определяется из уравнения равновесия давлений для редуктора прямого действия

P1 f1 + Q1 = P2 f2 + Q2.

Принять Р1 = 2,5 МПа, т.е. наименьшее давление в баллоне.

43

2.Если в результате расчета будет Р2 < 0,4 МПа, то возможен обратный удар. Для предупреждения обратного удара необходима дополнительная регулировка редуктора.

3.Определить остаточное давление, на которое следует про-

вести дополнительную регулировку редуктора. Это давление P1 определяется из того же уравнения равновесия при P2 = 0,4 МПа.

Задача взята из книги: Салов А.И. Охрана труда на предприятиях автомобильного транспорта (практические расчеты) / под ред. А.И. Салова. М.: Транспорт, 1977. 183с.

Задача 9

Рассчитать необходимое число баллонов с диоксидом углерода (СО2) и внутренний диаметр магистрального трубопровода установки пожаротушения по методике, изложенной в СНиП 2.04.09−84. Пожарная автоматика зданий и сооружений.

Указания к решению задачи

1. Определение объема помещения VL, м3:

V = а · в · h.

44

2. Определение основного запаса диоксида углерода m, кг:

m = 1,1 k2 [k3 (A1 + 30A2) + 0,7V],

где k2 − коэффициент, учитывающий вид горючего вещества, материала, определяемый по табл. 1 СНиП, для керосина k2 = 1; k3 − коэффициент, учитывающий утечку диоксида углерода через неплотности в ограждающих конструкциях, принимается равным 0,2 кг/м2; A2 определяется по рис. 1 СНиП в зависимости от объема защищаемого помещения. Для заданных объемов помещения A2 определены и приведены в табл. 9 задания; A1 − суммарная площадь ограждающих конструкций защищаемого помещения (м2), определяемая по формуле

A1 = 2 h(а + в) + (а · в).

3.Определение расчетного числа баллонов для установки из расчета вместимости в 40-литровый баллон 25 кг диоксида углерода.

4.Определение среднего расхода диоксида углерода Qm, кг/c, по формуле

Qm = m , t

где t − время подачи диоксида углерода в защищаeмoe помещение, с, зависящее от соотношения суммарной площади открытых проемов, принимается: при A2/A1 < 0,03 не более 120 с и при A2/A1 > 0,03 не более 60 с.

5. Определение внутреннего диаметра магистрального трубопровода di, м, по формуле

di = 9,6 · 10–3 (k4– 2 ·Qm ·A1 )0,19,

где k4 − множитель, определяемый по табл. 2 Приложения СНиП в зависимости от среднего (за время подачи) давления в изотермической емкости. При хранении диоксида углерода в баллонах k4 = 1,4.

Задача 10

В помещении в качестве растворителя применяется ацетон (СНзСОСНз). Допускается, что в этом помещении произошла ава-

45

рия, в результате чего ацетон разлился по полу и вентиляция перестала работать.

Определить, к какой категории по взрывопожарной и пожарной опасности необходимо отнести это помещение.

Исходные данные:

а) масса разлитого ацетона m, кг; б) радиус лужи ацетона r, см;

в) свободный объем помещения Vсв, м3;

г) молекулярная масса ацетона М = 58,08 кг · кмоль. Численные значения m, r и Vсв принять по табл. 11.

Таблица 11

Указания к решению задачи

1. Определение интенсивности испарения ацетона, г/с:

K = 4rDt MPнас ,

Vt Pатм

где Dt − коэффициент диффузии паров ацетона, см2/с; Pнас − давление насыщенного пара ацетона, Pнас = 0,0305 МПа; Ратм − атмосфер-

ное давление, Ратм = 0,1 МПа; Vt − объем грамм-молекулы паров ацетона при температуре t = 25 ° С, см3.

2. Определение коэффициента диффузии паров ацетона:

D t = D0 T + t , T

где D0 – коэффициент диффузии паров ацетона при t = 0 оС и давле-

нии 0,1 МПа, D0 = 0,8М –0,5 см2/с; Т = 273 оС.

46

3. Определение объема грамм-молекулы паров ацетона при t = 25 оС:

Vt = V0 (T + t ) , T

где V0 = 22,413 л – объем грамм-молекулы паров ацетона при нормальных условиях (t = 0 оС, Р = 0,1 МПа).

4. Определение массы испарившегося ацетона mисп, кг:

mисп = Ktp , 1000

где tр – расчетное время испарения ацетона, с. В соответствии с НПБ-03 при расчете массы поступивших в помещение веществ, которые могут образовывать взрывоопасные паровоздушные смеси, tр принимается равным длительности полного испарения жидкости, но не более 3600 с.

5. Определение избыточного давления взрыва, кПа:

где Рmах − максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным; при отсутствии данных допускается принимать Рmах = 900 кПа; Р0 − начальное давление, допускается принимать Р0 = 101 кПа; z − коэффициент участия горючего во взрыве, который рассчитывается или принимается по таблице НПБ-03, для ацетона z = 0,5; ρ п – плотность пара ацетона при расчетной тем-

пературе, кг/м3, определяется по формуле

где tр − расчетная температура, Со. По НПБ-03 допускается принимать равной 61 Со; Cст − стехиометрическая концентрация паров ацетона, % (oб), вычисляемая по формуле

47

где β − стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сго-

галоидов (если они есть) в молекуле горючего; Kн − коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Kн = 3.

6.Руководствуясь НПБ-03 (Определение категорий помещений

изданий по взрывопожарной и пожарной опасности), определить категорию помещения по взрывопожароопасности.

Задача 11

Определить эффективность демпфирования за счет покрытия стальной конструкции толщиной h1 = 1 мм, имеющей коэффициент потерь γ 1 = 10−4 , если покрытие толщиной h2 выполнено из вязкоупругого вибропоглощающего материала, имеющего коэффициент

48

Указания к решению задачи

1. Определить коэффициент потерь γ 2 стальной конструкции, покрытой вязкоупругим материалом,

где Е1 – модуль упругости стали, принять равным 2·1011, Па. 2. Определить эффективность демпфирования ∆ L, дБ:

∆L= 10lq γ 2 .

γ1

Задача 12

В производственное помещение выделяются газы однонаправленного действия виде сероводорода и сероуглерода массой Z1 и Z2 соответственно.

Определить необходимый воздухообмен в помещении, если

Указания к решению задачи

1. Определяем условные предельно допустимые концентрации сероводорода С1 и сероуглерода С2 из системы уравнений:

49

2. Определяем необходимые воздухообмены для удаления по отдельности выделяющихся сероводорода L1 и сероуглерода L2:

3. Определяем суммарный воздухообмен:

L = L1 + L2.

50