Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. В 2-х частях. Ч.2. Общие сведения. Учебное пособие
.pdf
Q = N · η · 103,
где N – мощность оборудования, кВт; η – коэффициент, учитывающий
тепловые потери оборудования, принимается в пределах 0,15...0,25.
Количество теплоты, Вт, от источников освещения определяют че-
рез тепловую мощность:
где N
Q = N
— установочная мощность ламп, кВт; η — коэффициент те-
ocb
· η · 103,
ocb
пловыделения; при использовании ламп накаливания η = 0,92...0,97,
люминисцентных ламп η = 0,5...0,6.
Влаговыделения
Выделение влаги людьми зависит от выполняемой ими работы,
а также от метеорологических условий в помещении. Количество выделяемой людьми влаги, г/ч, определяется по формуле
G = n · g,
где п – количество людей, чел.; g – количество выде ляемой влаги одним человеком (в зависимости от характера выполняемой работы) изменяется от 35 до 430 г/ч.
Большое количество влаги может выделяться в отдельных производственных помещениях от оборудования (кожевенная и пищевая
промышленности, бани, прачечные).
Пыль
Под пылью понимается смесь воздуха с взвешенными в нем частицами твердого вещества. Размер этих частиц обычно составляет
–4
...10–1 мм. Пыль бывает различного происхождения — производ-
10
ственная, бытовая, природная и др. Некоторые виды пыли взрывопожароопасны.
Пыль загрязняет окружающую среду, вызывает заболевания органов дыхания (пневмокониоз). Взвешенная в воздухе пыль является
аэрозолем. Осевшую пыль называют аэрогелем. Предельно допустимая концентрация (ПДК) пыли зависит от ее дисперсности, химического состава и других параметров и обычно изменяется в пределах
3
от 1 до 10 мг/м
.
121
С пылью может быть связано наличие микроорганизмов в воздухе. Число их увеличивается при загрязнении воздуха пылью. Воздух
считается загрязненным, если в одном кубическом метре находится
более 4500 микроорганизмов.
Механические примеси к воздуху влияют на увеличение потерь
в воздухопроводах (за счет трения частиц о стенки). Влияние это тем
значительнее, чем больше весовая концентрация пыли.
На отдельных производствах пыль является основной производственной вредностью и снижение ее концентрации представляет
сложную техническую задачу.
Газы и пары
В результате различных процессов газовый состав воздуха претерпевает изменения. В воздухе меняется соотношение компонентов,
появляются примеси природного и техногенного происхождения.
В процессе дыхания человека состав выдыхаемого воздуха меняется
по сравнению с вдыхаемым (табл. 6.2).
Таблица 6.2
Изменение состава воздуха при дыхании
Газ
Кислород
Азот
Диоксид углерода (СО
Инертные газы
)
2
Концентрация в воздухе, % об.
вдыхаемого выдыхаемого
20,90
78,13
0,03
0,94
16,4
79,02
3,57
1,01
Количество выделяемой углекислоты взрослыми в состоянии покоя составляет 35 г/ч (23 л/ч), при тяжелой работе 68 г/ч (45 л/ч),
детьми – 18 г/ч (12 л/ч).
Количество газов и паров жидкостей, выделяющихся в процессе
производственных операций, колеблется в широких пределах и зависит от характера и условий производства.
Рассмотрим некоторые вредные и опасные примеси, встречающиеся в воздухе.
Оксид углерода (СО) – угарный газ (иногда его называют оксидом
или моноксидом углерода) приводит к наибольшему числу отравлений. Это газ без запаха и цвета; продукт неполного сгорания углерода. Считается наиболее опасным в быту и на производстве, поскольку
122
именно его действие вызывает наибольшее число случаев летального
отравления.
Выделение СО имеет место в цехах металлургической промышленности: доменных, газосиловых, мартеновских, коксовых,
газогенера торных и др.; машиностроительной: в литейных, кузнечных, термических; в горнорудной: шахтах, рудниках, карьерах и т.д.
Оксид углерода выделяется также в гаражах, котельных. Источниками СО в производственной обстановке являются промышленные
печи, сушила, например, залитые опоки, газопроводы (в неплотностях соединений), двигатели внутреннего сгорания и т.д.
В горючих газах, применяющихся в качестве топлива для промышленных печей, содержание СО составляет: в каменноугольном газе –
10%, доменном – 30, генераторном – 30, коксовом – 6%.
Газы, образующиеся при взрывах промышлен ных вредных веществ (аммонит, игданит, зерногранулит), содержат 50...60% СО.
В выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания содержание
СО составляет от 2 до 7%. Последние цифры могут относиться и
к продуктам сгорания промышленных печей.
Действие СО на организм прекращает снабжение тканей кислородом, т.е. вызывает кислородное голодание (удушение, асфиксия).
Плотность СО по отношению к воздуху равна 0,97, что вызывает равномерное распределение газа во всем объеме помещения.
Диоксид серы SO2 – бесцветный газ с едким запахом и вкусом.
В промышленности SO2 применяют главным образом для беления
шерсти, шелка, бумажной массы и т.д. В качестве побочного продукта
SO2 выделяется при производстве серной кислоты, целлюлозы, при
обжиге руд, содержащих сернистые соединения. Сернистый газ выделяется также в котельных и зольных при сжигании углей, содержащих серу, при взрывных работах и пожарах. Сернистый газ вызывает
раздражение дыхательных путей; он тяжелее воздуха в 2,3 раза.
Азотная кислота и оксиды азота (NO, NO2, N2O4, N2O5) –
находят применение в химической промышленности: в производстве серной кислоты, анилиновых красок; в текстильной промышленности при приготовлении и применении диазокрасок;
в металлообработке при травлении металлов, электролизе; в производстве взрывчатых веществ; при взрывных работах; при производстве искусственных удобрений. В непроветриваемых помещениях,
где хранится азотная кислота, образуется значительное количество
оксидов азота.
123
Азотная кислота и оксиды азота являются прежде всего раздражителями слизистых оболочек дыхательных путей, могут вызывать отек
легких; они тяжелее воздуха.
Свинец, его неорганические соединения, пары свинца и свинцовая пыль – вредные вещества, контакт с которыми возможен в рудни-
ках, при выплавке свинца и серебра из руды; выплавке цинка; получении глета и сурика, производстве аккумуляторов; фарфоро-фаянсовом
и гончарном производстве; в полиграфической промышленности;
резиновом производстве; при оцинковке, паянии, лужении; в стекольном производстве и т.д.
Частицы свинца, попавшие в организм при вдыхании, вызывают
хронические отравления.
Ртуть тяжелый жидкий металл, кипит при 357 °С, но легко испаряется даже при комнатной температуре. Наибольшую опасность
ртуть представляет при выплавке из руды, в производствах, изготовляющих приборы с ртутью, и на ртутных выпрямительных подстанциях.
Отравление ртутью может происходить исключительно при ее поступлении в организм в виде паров через дыхательные пути.
Марганец – соединения марганца встречаются в производстве
марганцевых сплавов, при добыче руды, изготовлении гальванических элементов, при электросварке с применением электродов с марганцевой обмазкой, в производстве красок, сиккативов и т.п.
Пыль и пары марганца могут поступать в организм через дыхательные пути.
Цинк (пары и пыль) встречается при обжиге цинковых руд, изго-
товлении цинковых белил, получении сплавов с цинком, выплавке и
розливе меди и т.п.
Пары цинка в воздухе помещения быстро окисляются в белый порошок оксида цинка. В первый момент в воздухе образуется взвесь
оксида цинка в виде густого дыма, состоящего из частиц 0,5...0,1 мкм,
затем эти частицы сгущаются в более крупные конгломераты, которые опасности не представляют.
Высокая дисперсность частиц оксида цинка позволяет им проникать в самые глубокие отделы дыхательных путей.
Растворители – объединяют группу веществ – углеводородов
ароматического и жирного рядов, применяющихся в промышленности для обезжиривания, приготовления красок, лаков и растворения
различных органических веществ.
124
Легкая испаряемость растворителей и, следовательно, возможность поступления их в значительном количестве в воздух, способность проникать в организм, всасываясь через неповрежденную кожу
человека, создают опасность отравления работающих.
Бензин – сложная смесь продуктов перегонки нефти. Нефть под-
вергается фракционной перегонке, при которой получается ряд горючих маслообразных продуктов: между 40 и 150 °С – бензин, между
150 и 200 °С – уайт-спирит, лигроин, керосин и от 250 °С – смазочные
масла, вазелин и парафин.
Бензин обладает резким запахом, испаряется при обычных температурах и легко воспламеняется. Он применяется в резиновом
производстве в качестве составной части резинового клея и растворителя лаков, каучука и красок. Как топливо бензин используется
в двигателях внутреннего сгорания. Выделение паров бензина имеет
место, кроме того, на не фтеперегонных заводах и в складах нефтепродуктов.
По своему составу бензин представляет непостоянную смесь различных углеводородов с температурой кипения от 40 до 150 °С. Наиболее токсичная составная часть бензина – ароматические углеводороды, которые содержатся в различных марках от 2 до 16%.
Бензин легко испаряется при обычных температурах. Его пары
в организм попадают через дыхательные пути. В сравнительно малых
дозах он вызывает своеобразное возбуждение (опьянение), а при возрастающей интоксикации может произойти внезапная потеря сознания с судорогами. Пары бензина тяжелее воздуха и при определенных
кон центрациях взрывоопасны.
Бензол (С6Н6) – жидкость с ароматным запахом испаряется при
комнатной температуре, кипит при 79,6 °С, легко воспламеняется.
Пары бензола почти в 3 раза тяжелее воздуха. Используется в различных отраслях промышленности как растворитель жиров, лаков, красок, каучука, гуттаперчи.
Бензол влияет на центральную нервную систему, вызывая головные боли, слабость, головокружение, а в более тяжелых случаях –
бред, судороги, потерю сознания.
Чистый бензол образует с воздухом сильно взрывчатые смеси.
Ацетон (СН3СОСН3) – бесцветная, легковоспламеняющаяся жид-
кость, кипящая при температуре 56 °С. Ацетон отличается сильной
летучестью при комнатной температуре; применяется в качестве растворителя при пульверизационных окрасках в целлюлозной и лако-
125
вой промышленности, при производстве искусственного (ацетатного)
шелка и т.п.
Длительное вдыхание малого количества ацетона вызывает раз-
дражение верхних дыхательных путей и бронхов, головную боль.
Амилацетат, этилацетат, бутилацетат с соответствующими
температурами кипения 135...140 °С, 74...75 °С, 121...127 °С (их пары
тяжелее воздуха в 3,5 и 4 раза) – применяются в промышленности
главным образом в качестве растворителей нитроцеллюлозных лаков.
Они вызывают кашель, головокружение, сердцебиение и усталость.
Аммиак (NH3) применяется в аммиачных холодильных установ-
ках, выделяется через неплотности соединения трубопроводов, вентилей; в больших количествах образуется при разложении содержащих азот веществ, в канализационных колодцах и т.д..
Аммиак вызывает сильное раздражение слизистых оболочек, верхних дыхательных путей и глаз. Его плотность по отношению к воздуху равна 0,59.
Формальдегид (СН2О) – газ с резким неприятным запахом, выде-
ляется при работе двигателей внутреннего сгорания. Формальдегид
оказывает раздражающее действие, поражая ЦНС, способен вызывать аллергические заболевания. Его плотность по отношению к воздуху равна 1,4.
Радон (Rn) – газообразный радиоактивный изотоп, продукт распада радия (период полураспада Rn 3,825 суток). Радон в 7,6 раза тяжелее воздуха, поэтому может скапливаться в подвальных помещениях.
В естественных условиях радон выделяется из содержащих радиоактивные элементы пород (гранит, сланцы). Опасность представляют α
и β частицы и γ лучи; ионизирующее облучение радоном и продуктами его распада.
Более полное описание вредных веществ приводится в справочниках.
Смеси воздуха с оксидом углерода, ацетиленом, этиленом, бензолом, бензином – взрыво- и пожароопасны. Каждая смесь имеет определенную температуру воспламенения. Если эта температура достигнута только в части смеси, то наступает вос пламенение или взрыв
всей смеси. Наступившая реакция распространяется с огромной, возрастающей скоростью.
Зачастую причиной взрывов является искра, пришедшая в соприкосновение с газом. Взрыв может произойти только при определенном соотношении горючих газов с воздухом или кислородом. Напри-
126
мер, смесь метана с воздухом при концентрации кислорода в смеси
2 % взрывчата при содержании метана от 4,4 до 17%.
Пары разного рода летучих растворителей при определенном содержании в смеси с воздухом также взрыво- и пожароопасны. Они
в больших количествах выделяются, например, при пневматической
окраске мелких и крупных предметов, обезжиривании металлических
изделий.
В табл. 6.3 указываются нижние и верхние пределы взрываемости
паров и газов для некоторых веществ.
Количество вредных примесей, поступающее в воздух помещения
в единицу времени, служит исходным параметром для определения
необходимого количества воздуха при общеобменной вентиляции.
В отношении пыли общее количество продукта, превращенного
в пыль и поступившего в воздух помещения в единицу времени, не
может служить основанием для определения воздухообмена в силу
того, что пыль состоит из самых разнообразных по размеру, форме и
плотности частиц, которые по-разному ведут себя в воздухе.
Таблица 6.3
Пределы взрываемости некоторых веществ
Вещество
Сероуглерод
Бензин
Бензол
Ацетон
Этиловый спирт
Этилацетат
Метиловый спирт
Этилен
Этан
Метан
Водород
Аммиак
Взрывоопасные пределы, % об.
Нижниий Верхний
2,0
2,5
2,5
2,8
2,9
3,0
3,5
4,0
4,4
4,0
15
32,0
4,8
4,8
5,8
7,5
9,0
52,3
14,2
17
75
28
Крупные и тяжелые частицы быстро оседают на различные поверхности, выпадая из воздуха, и только мельчайшие перемешиваются с воздухом и подобно газам разносятся воздушными потоками по
помещению, участвуя в циркуляции.
Для определения количества вредных выделений пользуются теоретическими подсчетами или проверенными экспериментальными
127
данными, а в некоторых случаях для этого приходится ставить специ-
п
L
nV±=
альные опыты.
Наиболее надежным является последний путь, однако применение
его возможно только в существующих цехах, между тем как вентиляционные мероприятия должны быть предусмотрены еще при проектировании цехов. Но и в этих случаях представляется возможность
использовать данные опыта, полученные при испытании аналогичных существующих цехов.
Чтобы определить содержание вредных веществ экспериментальным путем, нужно измерить количество воздуха, проходящее в единицу времени через исследуемое помещение, и концентрацию вредных веществ в воздухе при поступлении и выходе его из помещения.
6.3. Определение необходимого расхода воздуха
Под необходимым понимается такое значение расхода подаваемого свежего или удаляемого загрязненного воздуха, при котором в помещении с выделением вредностей достигаются необходимые условия по их концентрации.
Необходимый воздухообмен общеобменной вентиляции определяют следующими способами: по кратности воздухообмена, числу занятых людей, газовыделению, влаговыделению, выделению теплоты.
1. По кратности воздухообмена п, ч–1:
,
где L – количество воздуха, м /ч; V
– объем помещения, м3.
п,
Знак «+» показывает приток, знак ««-» вытяжку.
Решая это уравнение относительно L, находим требуемый воздухообмен, м3/ч:
L = n · V
.
п
По кратности воздухообмена расход L определяют обычно для жилых и общественных зданий. Кратность воздухообмена регламентируется нормативными документами.
2. По числу занятых людей воздухообмен, м
3
/ч, определяется по
формуле
L
= m · q · z,
л
128
где m – максимальное число людей, одновременно находящихся в по-
г
о
Г
ПДКLC=−
()
G
−ρ
()
Q
мещении; q – норма воздуха на одного человека, м/ч; z – коэффициент
запаса, равный 1,15...1,2.
При естественном проветривании помещений согласно нормам
q > 30 м3/ч, если объем помещения, приходящегося на одного работ-
ника, меньше 20 м3, и q > 20 м3/ч, если объем помещения, приходящегося на одного работника, изменяется от 2 до 40 м3. Если объем
помещения, приходящийся на одного работника больше 40 м3, то
предусматривается периодическое проветривание.
Без естественного проветривания помещений значение q принимают по СНиП.
3. По газовыделению – объем воздуха, м3/ч, не обходимый для статического разжижения выделяющихся вредных газов (паров) определяется по формуле
,
где Г – весовое количество газов, выделяющегося в помещении в единицу времени, мг/ч; ПДК – предельно допустимая концентрация, мг/м
3
Со – концентрация газа в приточном воздухе, мг/м3.
4. По влаговыделению — количество воздуха, м3/ч, определяется
по формуле
;
где G – масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч; d
влагосодержание воздуха, удаленного из помещения, г/кг сухого воздуха; dnp – влагосодержание приточного воздуха, г/кг сухого воздуха;
ρпр – плотность приточного воздуха, кг/м3.
5. По выделению теплоты – необходимый воздухообмен, м3/ч, по
избыточной теплоте определяется по формуле
где Q
ккал/(кг · К); tуд – температура удаляемого воздуха, К; tпр – температура приточного воздуха, К.
L
=
в
dd
уд пр пр
L
=
Q
– избыточная теплота, ккал/ч; с — теплоемкость воздуха,
изб
изб
ct t
ρ⋅ −
уд пр
,
,
уд
129
–
Если избыточная теплота Q
3, 6
()
Q
()
mQ
ll
⋅
ρ−
выражена в Вт, а теплоемкость с —
изб
в кДж/ (кг·К), то формула воздухообмена, м
3
/ч, примет вид
L
Q
=
ρ⋅ −
изб
ct t
уд пр
,
где 3,6 – коэффициент перевода Вт в кДж/ч.
При одновременном выделении в помещение влаги и теплоты не-
3
обходимое количество воздуха, м
L
BQ
+
/ч, определяется по формуле
=
пр р.з пр
,
где т – коэффициент, учитывающий долю теплоты, поступающей
в рабочую зону; при отсутствии опытных данных принимают т = 1;
Q – количество избыточной полной теплоты, подлежащей удалению,
кДж/ч; l
, lпр – теплосодержание воздуха соответственно в рабочей
р.з
зоне и приточном воздухе, кДж/кг.
Количество воздуха определяется по всем факторам, характеризующим данное помещение, причем в качестве расчетного принимается наибольшее из полученных значений. При этом следует учитывать
комбинированное действие вредных веществ однонаправленного действия с эффектами суммации и потенцирования.
При местной вытяжной вентиляции необходимое количество
3
воздуха, м
где S – площадь проема, через который удаляется воздух, м
/с, определяется по формуле
= S υ
L
м
эфф
,
2
; υ
–
эфф
эффективная скорость воздуха в проеме, м/с.
Эффективной является скорость воздуха, при которой вредные примеси (пыль, газ, пар) от места образования полностью отсасываются
через проемы в воздухопровод. Поступление вредных веществ в атмосферу помещения ограничено. Значение υ
принимается по справоч-
эфф
ным данным или определяется по данным практики (замеров).
6.4. Аэромеханика
Аэромеханика –раздел механики, изучающий равновесие и движение газообразных сред, а также механическое воздействие этих сред
на погруженные в них твердые тела. Аэромеханика подразделяется на
аэростатику и аэродинамику.
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]