БЖ практика

Задача 1

Расчёт потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции

Определить необходимый воздухообмен в помещении, исходя из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций.

длина пом., м	Ширина пом., м	Высота пом., м	Мощность обор-я, кВт	Категория Тяжести работы	Вредное вещество	Кол-во вредного вещества, мг/ч	Число раб. Чел.	ПДК, Мг/м3
50	30	7	50	лёгкая	мет. пыль	5000	50	6

Решение:

При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяют из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций.

. Расход приточного воздуха L1, м3/ч, необходимый для отвода избыточной теплоты,

где - Qизб - избыточное количество теплоты, кДж/ч; с - теплоемкость воздуха, Дж/(кг•К), с = 1,2 кДж/(кг•К); ρ - плотность воздуха, кг/м3; tуд - температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, оС; tпр - температура приточного воздуха.

Расчетное значение температуры приточного воздуха tпр для Волгограда принимаем 22,3оС.

Температура воздуха в рабочей зоне tуд принимаем на 3-5оС выше расчетной температуры наружного воздуха.

Плотность воздуха, кг/м3, поступающего в помещение,

ρ = 353 ÷ (273 + 22,3) = 1,195 кг/м3

Избыточное количество теплоты, подлежащей удалению из производственного помещения, определяют по тепловому балансу:

принимает где Qпр - теплота, поступающая в помещение от различных источников, кДжд/ч; Qрасх - теплота, расходуемая (теряемая) стенами здания и уходящая с нагретыми материалами, кДж/ч.

Поскольку перепад температур воздуха внутри и снаружи здания в теплый период года незначительный (3-5оС), то при расчете воздухообмена по избытку тепловыделений потери теплоты через конструкции зданий можно не учитывать. При этом некоторое увеличение воздухообмена благоприятно влияет на условия труда работающих в наиболее жаркие дни теплого периода года.

С учетом изложенного, формула следующий вид:

Избыточное количество теплоты определяется только с учетом тепловыделений электрооборудования и работающего персонала:

при где Qэ.о - теплота, выделяемая при работе электродвигателей оборудования, кДж/ч; Qр - теплота, выделяемая работающим персоналом, кДж/ч.

Теплота, выделяемая работе электродвигателей оборудования,

где β - коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность работы, режим работы, β = 0,25…0,35; N - общая установочная мощность электродвигателей, кВт.

э.о = 3528 • 0,25 • 50 = 44100 кДж/ч.

Теплота, выделяемая работающим персоналом,

где n - число работающих, чел.; Кр - теплота, выделяемая одним человеком, кДж/ч (принимаем при лёгкой работе 300 кДж/ч).

р = 50 • 300 = 15000 кДж/ч.

Следовательно, Qизб = 44100 + 15000 = 59100 кДж/ч.

Тогда,

. Расход приточного воздуха L2, м3/ч, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах:

где G - количество выделяемых вредных веществ, мг/ч; qуд - концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, , мг/м3; qпр - концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м3,

пр ≤ 0,3 • qпдк = 0,3 • 6 = 1,8 мг/м3.

Тогда,

˃ L2, то для определения потребного воздухообмена принимаем величину L1.

. Определение потребного воздухообмена, 1/ч.= L / Vп,

где К - Кратность воздухообмена помещений, 1/ч; L - потребный воздухообмен, м3/ч; Vп - объем помещения, м2. п = Длина помещения • Ширина помещения • Высота помещения

• 30 • 7 = 10500 м3.

К = 10303,35 ÷ 10500 = 0,98 1/ч. ≈ 1 1/ч

Кратность воздухообмена помещений обычно составляет от 1 до 10 1/ч.

Ответ: потребный воздухообмен L = 10303,35 м3/ч, кратность воздухообмена К = 0,98 1/ч ≈ 1 1/ч.

Задача 2

Расчёт контурного защитного заземления в цехах с электроустановками напряжением до 1000 В

Рассчитать результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства и сравнить с допустимым сопротивлением.

Длина помещения, м	Ширина помещения, м	Удельное сопротивление грунта, Ом∙см
66	22	13000

Решение:

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 1,5…4 м, диаметром 25…50 мм, которые забивают в землю, а также металлические стержни и полосы. Для достижения требуемого сопротивления заземлителя, как правило, используют несколько труб (стержней), забитых в землю и соединенных там металлической (стальной) полосой.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

при напряжении выше 380 В переменного и 440 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т. е. во всех случаях;

при номинальном напряжении выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

На электрических установках напряжением до 1000 В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм2. Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5…3 м один от другого.

. Сопротивление растеканию тока Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25...30 мм рассчитаем по формуле:

тр = 0,9 (ρ / lтр),

где ρ - удельное сопротивление грунта, которое выбирают в зависимости от типа, Ом•см, lтр - длина трубы, 1,5…4 м. Принимаем lтр = 150 см.

тр = 0,9 (13000 / 150) = 78 Ом.

. Определяем примерное число заземлителей без учёта коэффициента экранирования по формуле:

= Rтр / r,

где r - допустимое сопротивление заземляющего устройства, 4 Ом.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) на электрических установках напряжение до 1000 В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.

= 78 ÷ 4 = 19,5 ≈ 20 шт.

. Определяем коэффициент экранирования заземлителей.

Таблица 1. Коэффициенты экранирования заземлителей ηтр

Число труб (уголков)	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр
4	1	0,66…0,72	2	0,76…0,80	3	0,84…0,86
6	1	0,58…0,65	2	0,71…0,75	3	0,78…0,72
10	1	0,52…0,58	2	0,66…0,71	3	0,74…0,78
20	1	0,44…0,50	2	0,61…0,66	3	0,68…0,73
40	1	0,38…0,40	2	0,55…0,61	3	0,64…0,69
60	1	0,36…0,42	2	0,52…0,58	3	0,62…0,67

Длина трубы - 1,5 м.

Число труб - 20 шт., принимаем 20 шт.

Расстоянии между трубами не менее 2,5…3 м, отношение расстояния между трубами, принимаем 3 м.

ηтр = 0,68…0,73, принимаем ηтр = 0,68.

.1. Число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования определяем по формуле:

n1 = n / ηтр= 20 ÷ 0,68 = 29,4 ≈ 29 шт.

.2. Длину соединительной полосы (м) определяем по формуле:

п = n1a,

где а - расстояние между заземлителями, м., а = 3 м.п = 29 • 3 = 87 м.

Периметр цеха:

= (a + b) • 2= (66 + 22) • 2 = 176 м.

Расчетная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха, то длину соединительной полосы необходимо принять равной периметру цеха плюс 12…16 м.

п = Р + 12п = 176 + 12 = 188 м.

После этого следует уточнить значение ηтр.

а = lп ÷ n

а = 188 ÷ 20 = 9,4 м.

Если а ÷ lтр > 3, принимают ηтр=1.

,4 ÷ 1,5 = 6,3

В нашем случае 6,3 > 3, следовательно, ηтр=1.

Тогда, число вертикальных заземлителей с учётом экранирования будет равно:

= 20 ÷ 1 = 20 шт.

Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу, Ом, определяем по формуле:

. Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства, Ом, определяем по формуле:

где - коэффициент экранирования соединительной полосы, = 0,41 (таб. 2)

Таблица 2. Коэффициенты экранирования соединительной полосы ηп

Отношение расстояния между заземлителями к их длине	Число труб
	4	8	10	20	30	40
1	0,45	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
2	0,55	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28
3	0,70	0,60	0,56	0,45	0,41	0,37

Ответ: допустимое сопротивление заземляющего устройства на электрических установках напряжением до 1000 В равно 4,0 Ом, что соответствует 4 Ом. Следовательно, полученное результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства соответствует норме и заземлители установлены правильно.

Задача 3

Расчёт общего освещения

Произвести расчёт общего освещения.

Решение:

Светильники серии ОД - подвесные открытые светильники, предназначенные для общего освещения производственных помещений с небольшой запылённостью.

. Определяем разряд и подразряд зрительной работы, нормы освещенности на рабочем месте, согласно Норме проектирования искусственного освещения (СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение):

Зрительный разряд - 4.

Характеристика зрительного разряда - средней точность.

Подзаряд зрительной работы - Г (таб. 3).

Комбинированное освещение - 400 лк.

Общее освещение - 200 лк.

Таблица 3. Подразряды зрительной работы

Контраст объекта различия с фоном	Характеристика фона
	темный	средний	светлый
Малый	а	б	в
Средний	в	г	г
Большой	в	г	г

. Рассчитываем число светильников по формуле:

где S - площадь помещения, м2; L - расстояние между опорами светильников, м; М - расстояние между параллельными рядами, м.

.1. Площадь помещения рассчитаем по формуле:

= A • B,

где A - длина помещения, м; B - ширина помещения в м.

= 20 • 18 = 360 м2.

.2. Рассчитаем расстояние между опорами светильников по формуле:

= 1,75 • h,

где h - высота помещения, м.

= 1,75 • 7 = 12,25 м.

.3. Рассчитаем расстояние между параллельными рядами по формуле:

≥ 0,6 • h; М ≥ 0,6 • 7 = 4,2 м.

Тогда рассчитаем число светильников:

. Расчетный световой поток, лм. группы светильников с люминесцентными лампами (ЛЛ):

где Fл - световой поток каждой из ламп, лм; Eн - минимальная нормируемая освещённость, лк, Eн = 200 лк; Kz - коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников (К=1,4 - 1,8), принимаем К = 1,4; Z - отношение к средней освещённости к минимальной (коэффициент минимальной освещенности), для ЛЛ Z = 1,1; N - число светильников в помещении. шт; η - коэффициент использования светового потока ламп, % (η зависит от типа светильника, коэффициентов отражения потолка ρп; стен ρс (таб. 4) и индекса формы помещения i).

.1. Рассчитаем индекс формы помещения по формуле:

где Hp - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; А и В - характерные основные размеры помещения (ширина и длина), м;

Индекс формы помещения i = 1,4, применим 1,5.

Таблица №4. Коэффициенты отражения

Характеристика поверхности	Коэффициент отражения, %
Белая поверхность (побелка, белые обои, белая плитка)	70
Светлая поверхность (светлые обои, светлый потолок, светлая краска)	50
Поверхность средней светлости (светлый паркет, светлый линолеум, несветлая краска, несветлые обои)	30
Темная поверхность (темный паркет, темная краска, темный линолеум, темные обои)	10

Таблица 5. Коэффициенты использования светового потока светильников с люминесцентными лампами η, %

Светильники		Глубокоизлучатель									Универсаль										ОД									ПВЛ
ρП, %		30		50			70			30					50	70				30				50		70			30				50		70
ρС, %		10			30			50				10		30				50			10		30				50			10		30				50
i	Коэффициенты использования η, %
0,5	19		21			25			21				24				28		23			26			31			14			16			19
0,6	24		27			31			27				30				34		30			33			37			18			20			22
0,7	29		31			34			32				35				38		35			38			42			21			23			25
0,8		32			34			37				35		38				41			39		41				45			23		25				27
0,9		34			36			39				38		40				44			42		44				48			25		27				29
1,0		36			38			40				40		42				45			44		46				49			26		28				30
1,1		37			39			41				42		44				46			46		48				53			27		29				31
1,25		39			41			43				44		46				48			48		50				56			29		30				32
1,5		41			43			46				46		48				51			50		52				58			30		31				34
1,75		43			44			48				48		50				53			52		55				60			31		33				35
2,0		44			46			49				50		52				55			55		57				62			33		34				36
2,25		46			48			51				52		54				56			57		59				66			34		35				37
3,0		49			51			53				55		57				60			60		62				67			36		36				40
3,5		50			52			54				56		58				61			61		64				68			37		38				40
4,0		51			52			55				57		59				62			63		65				69			38		39				41
5,0		52			54			57				58		60				63			64		66				70			38		40				42