2.2 Основные формулы Круговые процессы. Второе начало термодинамики

Основное соотношение термодинамики

                             TdS dU + PdV,                                                             

где T – абсолютная температура, dS – изменение энтропии, dU – изменение внутренней энергии, P – давление, dV – изменение объема.

Неравенство Клаузиуса

,

где d Q₁ и d Q₂ – элементарное тепло, получаемое термодинамической системой соответственно при температуре Т₁ и Т₂

Изменение энтропии

                                                         ,                                                              

где d Q – элементарное тепло, получаемое термодинамической системой при температуре Т.

Коэффициент полезного действия тепловой машины

                                                    ,                                                     

где Q₁ – теплота, получаемая рабочим телом от нагревателя; Q₂ – теплота, отданная рабочим телом холодильнику; A – полезная работа, совершаемая тепловой машиной.

Коэффициент полезного действия цикла Карно

                                                 ,                                                                        

где Т₁ и Т₂ – температуры нагревателя и холодильника соответственно.

Глава 3 Проект стенда по изучению работы бытового холодильника

В качестве стенда по изучению работы бытового холодильника решено было взять холодильник марки Samsung SG06DCGWHN/XEK.

— мощностью 220V~/50Hz;

— компрессор CD130Q-L1Z;

— серии №10304AFZ401939P;

Технические характеристики холодильника samsung sg06dcgwhn/xek.

Расположение морозильной камеры Вверху Объем холодильника, 47 л, Объём морозильной камеры, 2л, Вид стеллажа Металлический решетчатый Класс электроэнергии B Высота, 50 см Ширина, 45 см Глубина, 46 см Цвет Белый Количество дверей 1 Общий объём, 49 л.

Технические характеристики приборов регулирования и мониторинга:

Реостат.

― Номинальное напряжение — 250 В;

― Номинальный ток — 3А;

― Климатическое исполнение: УХЛ-4;

― Степень защиты от воды: IPZO;

― Срок службы: не менее 40000 циклов включения-выключения.

Термометры сопротивления.

― Температура измерений: -50°C ~ -70°C;

― Измерения в диапазоне: ± °C;

― Погрешность при › -20°C 0,1°C, при ‹ -20°C 1°C;

― Мощность: 1,5 В.

Амперметр. Вольтметр.

― Экран LED;

― Измерения: от 0 до 0,99 А;

― Напряжение: от 0 до 300 В.

Выключатели с индикацией включения: 150 В, 16А.

Автомат TDM, ВА47-29, ток срабатывания С8, напряжение до 800 В.

Глава 6. Вопросы обеспечения бжд эксплуатирующего персонала

6.1 Характеристика экспериментального процесса дипломной работы

Лабораторный стенд по исследованию и изучению основных параметров работы холодильной парокомпрессионной машины на примере бытового холодильника является стационарным устройством.

Анализ опасных и вредных производственных факторов

Рассмотрим воздействующие на человека опасные и вредные производственные факторы при проведении испытаний.

1 Применение пожаро- и взрывоопасных веществ исключено.

2 Повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов. Имеется бытовой холодильник, образующий холод. Устройством, вырабатывающее тепло, является лампа накаливания.

3. Лабораторная установка работает от бытовой розетки напряжением 220 В частотой 50 Гц. Монтаж исключает соприкосновение исследователя с токоведущими частями. Для обеспечения электробезопасности применяется защитное заземление. 4. Наличие травмоопасных механизмов и машин, исключена. На монтажном шкафу запрещено располагать какие-либо вещи.

5. Источник шума на рабочем месте. Основным источником шума является холодильное оборудование. Воздействие шума отражается как на органах слуха, так и на общем психологическом состоянии человека. Возможны глухота, нервные расстройства. В помещении с лабораторной установкой отсутствуют пожаро-взрывоопасные и легковоспламеняющиеся жидкости, которые при определенных условиях могут гореть, взрываться и оказывать, вредное воздействие на организм человека, поэтому данное помещение относится к категории Д - помещения, в которых обращаются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

6.2 Санитарно-гигиеническая характеристика лаборатории и меры безопасности

Согласно ГОСТу 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" воздух производственных помещений должен отвечать определенным требованиям как по чистоте (содержанию вредных веществ), так и по параметрам микроклимата (температура, влажность и скорость движения воздуха). При работе лабораторной установки и снятии показателей, отсутствует различные вредные вещества, химические соединения, пыль и прочее.

Гигиенические требования к микроклимату помещений нормируются СанПиН 2.2.4.548–96.

Работу по проведению испытаний можно отнести к категории 1б, поскольку у обслуживающего персонала работа связана с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, затраты энергии составляют от 121 до 150 ккал/ч.

Оптимальные нормы микроклимата помещения приведены в таблице 5.1.

Таблица 8.1

Оптимальные нормы микроклимата помещений

Период Года	Температура воздуха, град С не более	Относит. влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	21–23	40–60	0,1
Теплый	22–24	40–60	0,2

Поддерживание параметров микроклимата в помещении обеспечивается отоплением. Климатические условия, поддерживаются в пределах:

Температура, 15–30 ⁰С

Относительная влажность воздуха, 20–80 %

Концентрация пыли в воздухе, не более 0,5 мг/м³.

Так как источников выделения вредных веществ в помещении нет, то местной вентиляции не требуется.

В помещении ежедневно должна проводиться влажная уборка.

В помещении где установлен лабораторная установка используется смешанное освещение: имеются оконные проемы, а также рабочее освещение.

Минимальная освещенность при комбинированном освещении согласно СНиП 23.05−2010 и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278−03 составляет для разряда зрительных работ – 300 лк. При этом освещенность от общего освещения в системе комбинированного – 200 лк.

Для создания равномерного распределения освещенности по всей площади принимаем равномерное размещение светильников. Светильники располагаются рядами параллельно продольной оси помещения.

Исходные данные: длина комнаты – 9 м; ширина комнаты – 7 м; высота комнаты – 3 м; напряжение питания системы освещения – 220 В; коэффициент отражения р_n = 0,5; р_с =0,3; р _пола = 0,1; минимальная освещенность – Е_раб. = 200 Лк.

Для освещения комнаты используем светильники ALS PRS 418 – это светильник с трубчатыми люминесцентными лампами, предназначен для общего освещения помещений, с суммарной мощностью 72 Вт.

Высота подвеса светильников:

Н_р = h_у – h_ст ,[м]

где h_у – высота цеха;

h_ст - высота подвеса от потолка.

Н_р = 3 – 0= 3 м.

Количество светильников в комнате:

,[ шт].

где S_р – расчетная площадь насосной,

S_р = 63 м²;

Е_ср – средняя освещенность;

K_з – коэффициент запаса, K_з=1,1,

K_и – коэффициент использования светового потока, K_и =f(р,).

Ф_л – световой поток лампы Ф_л = 3800 лм

Индекс помещения () рассчитывается по формуле:

= 1,3 ≈ 2

K_и= 0,96 (при  = 2, р_n = 0,5, р_с = 0,3, р_р = 0,1).

= 3,8 ≈ 4 шт.

Количество светильников на установке n = 4 шт., что больше расчетной величины, поэтому рассчитаем фактическую освещенность:

, [Лк]

= 210,5 лк.

Общая установленная мощность рабочего освещения, Вт:

Р_общ = n∙Р_л , Вт

где Р_л - мощность одной лампы.

Р_общ= 4∙ 72 = 288 Вт.

6.3 Технические мероприятия, обуславливающие ведение экспериментальных исследований

1 Лабораторный стенд включает в себя сам холодильник и панель управления. Холодильник имеет крепкий металлический корпус под которым находится соответствующий изоляционный материал.

2 Панель управления лабораторного стенда находится в металлическом коробе, которое крепится к стене. Лабораторный стенд находится в помещении с постоянной температурой, отсутствует контакт с водой и имеется заземление. Вероятность коррозии стенда мала.

3 Датчики термометров сопротивления, находящиеся в холодильнике выведенны на информационное табло, то же исполнение применено к выключателям, сигнальным лампам. Соединение произведено спайкой.

4 Устройство автоматического контроля, контрольная сигнализация, автоматическая блокировка - отсутствуют.

5 Изначально стенд служит для управления и анализа текущего цикла холодильной машины. Отсутствие внешних, каких-либо механических деталей и приспособлений не требует защитных устройств.

6  В  целях  повышения безопасности работы со стендом, его питание должно осуществляться от источника постоянного напряжения величиной 220 В. Если стенд не используется, то он должен быть отключен от сети. Запрещается пользоваться приборами мокрыми руками. Стенд имеет заземление.

Наше помещение по электробезопасности относится к 1 группе:

Помещение без повышенной опасности (сухое, хорошо отапливаемое, помещение с токонепроводящими полами, с температурой 18—20°, с влажностью 40—50%.

7  Категорически запрещается включать стенд без разрешения преподавателя или заведующего лабораторией.

При обнаружении каких-либо повреждений или неисправностей, а также при появлении дыма, искрения или запаха перегретой изоляции необходимо обесточить лабораторный стенд и сообщить об этом преподавателю или заведующему лабораторией.

6.4 Пожарная профилактика и выбор средств тушения пожара

6.5 Охрана окружающей среды

Для различных объектов – загрязнителей воздуха и воды, химических веществ и отходов в соответствии с нормативными отраслевыми документами устанавливаются классы опасности.

Согласно приказа №511 от 15.06.2001 года Министерства природных ресурсов Российской Федерации на территории всей России установлено 5 классов опасности отходов производства и жизнедеятельности человека, а также степень влияния на окружающую среду и критерии вредного воздействия.

  Учебное заведение относится к 4 и 5 классу, это – твердые, бытовые отходы. Кроме того к ним относят дорожный мусор и крупногабаритные отходы, это могут быть мебель и вещи, стекло, бумага, пластмасса, пищевые отходы.

В данном случае мы имеем дело с бытовым мусором, это – ветошь, которой протирается лабораторный стенд, бумага, бытовая пыль.

К твердым бытовым отходам (ТБО) принято относить отходы, образующиеся в жилых зданиях. ТБО классифицируют по источникам образования и по составу, по категориям опасности и соответствующим технологиям переработки отходов, согласно Приказу ГК РФ по охране окружающей среды "О Федеральном классификационном каталоге отходов", одобренным Советом Федерации 26 декабря 2001 года

6.5 Основные мероприятия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций

6.6 Заключительная часть

6.1 Согласно СНиП 23-05-95 помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. 

При верхнем естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн. 

Нормированные значения КЕО, e_н , для зданий, располагаемых в различных районах следует определять по формуле:

, (1)

где N - номер группы обеспеченности естественным светом по табл. 4;  e_н - значение КЕО по табл. 1 и 2;  m_N - коэффициент светового климата по табл. 1.  Полученные по формуле (1) значения следует округлять до десятых долей.

В помещениях, специально предназначенных для работы или производственного обучения подростков, нормированное значение КЕО повышается на один разряд по гр. 3 и должно быть не менее 1,0%, смотреть приложение 1.

― Нормируемое значение показателя дискомфорта в помещениях при направлении линии зрения преимущественно вверх под углом 45° и более и в помещениях с повышенными требованиями к качеству освещения (спальные комнаты в детских садах, санаториях, дисплейные классы в школах, средних специальных учебных заведениях и т.п.). 

Освещенность следует принимать с учетом пп. 7.22 и 7.23 настоящих норм. 

Вид материала или покрытия относится к средней твердости, покрытие пропускающее

свет—поликарбонат, относится к 3 эксплуатационной группе светильников, смотреть приложение 1, таблица 3.Рекомендуемые источники света для нашего помещения указано в приложении 1, таблица 2.

Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода

Стандартной зоной защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h является круговой конус высотой h₀ < h, вершина которого совпадает с вертикальной осью молниеотвода (рис. *.1). Габариты зоны определяются двумя параметрами: высотой конуса h₀ и радиусом конуса на уровне земли r₀.

Рис. 1 – Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

По степени надежности защиты различают два типа зон:

А – степень надежности защиты превышает 99,5%;

Б – степень надежности защиты составляет 95-99,5%.

Связи между параметрами молниеотвода в зависимости от типа зон защиты определены формулами:

для зоны А

; (1)

; (2)

, (3)

где r_X – радиус горизонтального сечения на высоте защищаемого объекта, м; h_X – наибольшая высота защищаемого сооружения, м.

для зоны Б

; (4)

; (5)

. (6)

Расчетные формулы (1)-(6) пригодны для молниеотводов высотой до 150 м. При более высоких молниеотводах следует пользоваться специальной методикой расчета. Ожидаемое количество поражений N молнией в год производится по формулам: для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы, вышки, башни)

, (7)

где n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности в месте нахождения здания или сооружения, 1/(км²·год);

для зданий и сооружений прямоугольной формы

,(8)

где A – длина объекта, м; B – ширина объекта, м.

для протяженных объектов

,(9)

Выбор типа зоны защиты осуществляется в соответствии с [1] в зависимости от назначения, географического местоположения, классов взрыво- и пожароопасности защищаемого объекта, а также с учетом средней продолжительности гроз в год.Исходные данные для расчета зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода сведены в табл.7, приложения 2

6.3 Правила пожарной безопасности