Задача №2

Определить величину тока, протекающего через тело человека, прикоснувшегося к корпусу повреждённой электрической установки в случае пробоя изоляции.

Сопротивление изоляции (R_э): 4 кОм;

Напряжение (U): 127 В;

Сопротивление человека (R_ч): 1,1 кОм;

Сопротивление заземлителя (R_з): 6 Ом;

Решение:

1. Определим величину тока, проходящего через тело человека без защитного заземления (I_ч):

I_ч = U / (R_э + R_ч) = 127 / (4000 + 1100) = 0,025 (А) = 25 мА;

При переменном токе 50 Гц, возможная тяжесть исхода поражения человека: едва

переносимая боль в руке. Руки невозможно оторвать от корпуса. С увеличением

продолжительности протекания тока боли усиливаются.

При постоянном токе - ещё большее усиление ощущения нагрева в прилегающих

областях кожи.

2. Определим величину тока, проходящего через тело человека при защитном заземлении (I_чз):

R_ч / R_з = I_ч / I_чз

1100 / 6 = 0,025 / I_чз

I_чз = 0,000136 (А) = 0,14 мА

При переменном токе 50 Гц - не ощущается;

При постоянном токе - не ощущается.

Задача №3

Редуктор прямого действия (проходящий через редуктор газ стремится открыть редукционный клапан) установлен на кислородном баллоне и отрегулирован на давление 0,5 МПа. За время работы давле­ние в баллоне снижается с 13 до 2 МПа. Площадь сечения клапана редуктора 0,4 см², рабочая площадь мембраны 30 см², усилие нажимной пружины 950 H, усилие возвратной пружины 90 H. Усилия пружин считать постоянными.

Определить, потребуется ли дополнительная регулировка редуктора, если давление кислорода, подаваемого в горелку, недопустимо менее 0,4 МПа из-за возможности обратного удара.

Если в результате расчёта будет сделан вывод о необходимости дополнительной регулировки редуктора, то требуется определить остаточное давление в баллоне.

Решение:

Уравнение равновесия давлений для редукторов прямого действия имеет вид:

Р_б * S_к + Q_н = Р_м * S_м + Q_в,

где:

Р_б - давление газа в баллоне, Па;

S_к - площадь сечения клапана, м²;

Q_н – усилие, создаваемое нажимной пружиной, Н;

Р_м – рабочее давление газа в магистрали, Па;

S_м – рабочая площадь мембраны, м²;

Q_в – усилие, создаваемое возвратной пружиной, Н.

Соответственно, для максимального значения давления в баллоне, получаем следующее давление в магистрали:

13000000 * 0,00004 + 950 = Р_{м max} * 0,003 + 90

1470 = Р_м * 0,003 + 90

Р_м * 0,003 = 1380

Р_{м max} = 460000 (Па) = 0,46 МПа

Для минимального значения давления в баллоне:

2000000 * 0,00004 + 950 = Р_{м min} * 0,003 + 90

1030 = Р_м * 0,003 + 90

Р_м * 0,003 = 940

Р_{м min} = 313333 (Па) = 0,31 МПа

Так как давление кислорода, подаваемого в горелку недопустимо менее чем 0,4 МПа из-за возможности обратного удара, то в данном случае потребуется дополнительная регулировка редуктора.

Так как давление в магистрали нельзя делать ниже 0,4 МПа, то на определённой стадии работы, вентиль будет нужно перекрыть. Чтобы определить остаточное давление в этом случае в баллоне при Р_м = 0,4 МПа, решим уравнение:

Р_{б ост} * 0,00004 + 950 = 400000 * 0,003 + 90

Р_{б ост} * 0,00004 + 950 = 1290

Р_{б ост} * 0,00004 = 340

Р_{б ост} = 8500000 (Па) = 8,5 МПа

Вывод: для исключения возможности обратного удара на горелке, вентиль подачи кислорода необходимо перекрыть, когда давление в баллоне будет равно 8,5 МПа.