Расчеты_БЖД 1
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
А. В. Ильин, Н. О. Сиволобова, Л. А. Ильина
ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Учебное пособие
Волгоград
2012
УДК 658.345(075)
Р е ц е н з е н т ы:
кафедра «Сервис» Волгоградского филиала Российского государственного университета сервиса, зав. кафедрой, канд. хим. наук, доцент В. Н. Карев;
доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» ВолГАСУ, канд. техн. наук В. Н. Мартьянов
Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета
Ильин, А. В.
Практические работы по безопасности жизнедеятельности: учеб. пособие / А. В. Ильин, Н. О. Сиволобова, Л. А. Ильина. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2012. – 47 с.
ISBN 978-5-9948-0979-2
Учебное пособие предназначено для студентов направления 5514.62 «Наземные транспортные системы», а также для студентов других направлений и специальностей университета при изучении курса «Безопасность жизнедеятельности», выполнении семестровых работ и дипломных проектов.
Ил. 3. Табл. 31. Библиогр.: 10 назв.
ISBN 978-5-9948-0979-2 |
© Волгоградский государственный |
|
технический университет, 2012 |
2
Практическая работа № 1
РАСЧЕТЫ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
1. Расчет общеобменной вентиляции по концентрации выделяющихся вредных веществ
Задание: В соответствии с заданным вариантом (табл.1) произвести расчет кратности воздухообмена К общеобменной вентиляции по концентрации указанного в таблице вредного вещества, выделяющегося в рабочую зону.
|
|
Исходные данные |
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Номер |
Наименование |
Предельно- |
Плотность |
Объем |
Объем |
вари- |
вредного |
допустимая |
паров |
аппаратуры |
помещения |
анта |
вещества |
концентрация |
ρ, кг/м3 |
Vа, м3 |
Vп, м3 |
|
|
ПДК, мг/м3 |
|
|
|
1 |
Ацетилен |
300 |
1,17 |
1,6 |
140 |
2 |
Аммиак |
20 |
0,77 |
4,5 |
420 |
3 |
Ацетон |
200 |
1,41 |
3,6 |
180 |
4 |
Бензин |
100 |
1,15 |
4,0 |
200 |
5 |
Керосин |
300 |
1,26 |
3,2 |
120 |
6 |
Ксилол |
50 |
1,39 |
3,0 |
250 |
7 |
Пропан |
300 |
2,02 |
2,0 |
160 |
8 |
Толуол |
50 |
1,32 |
2,5 |
300 |
9 |
Хлор |
1 |
3,22 |
0,8 |
1200 |
10 |
Хлористый водород |
5 |
0,81 |
5,0 |
600 |
11 |
Ацетилен |
300 |
1,17 |
1,6 |
140 |
12 |
Аммиак |
20 |
0,77 |
4,5 |
420 |
13 |
Ацетон |
200 |
1,41 |
3,6 |
180 |
14 |
Бензин |
100 |
1,15 |
4,0 |
200 |
15 |
Керосин |
300 |
1,26 |
3,2 |
120 |
16 |
Ксилол |
50 |
1,39 |
3,0 |
250 |
17 |
Пропан |
300 |
2,02 |
2,0 |
160 |
18 |
Толуол |
50 |
1,32 |
2,5 |
300 |
19 |
Хлор |
1 |
3,22 |
0,8 |
1200 |
20 |
Хлористый водород |
5 |
0,81 |
5,0 |
600 |
Основным показателем работы вентиляционных установок является кратность воздухообмена К, 1/ч, которая определяется следующим образом:
К = |
|
L |
, |
(1) |
|
|
|||
|
V п |
|
3
где L – количество воздуха, подаваемого в помещение или удаляемого из него в единицу времени (воздухообмен), м3/ч;
Vп – объем помещения (табл. 1), м3.
Минимальное количество воздуха, которое необходимо заменить в рабочем помещении общеобменной вентиляцией L, м3/ч, для разбавления вредного вещества (в газо-, пароили пылеобразном состоянии) до безопасной концентрации, определяется по формуле:
L = |
G 106 |
, |
(2) |
||
ПДК− |
С |
||||
|
|
|
|||
|
|
0 |
|
|
где G – количество вредного вещества, выделяющегося в рабочем помещении в единицу времени, кг/ч; ПДК – предельно-допустимая концентрация вредного вещества в рабочей зоне (табл. 1), мг/м3;
С0 – содержание вредного вещества в поступающем в рабочее помещение «чистом» воздухе, мг/м3.
Согласно санитарным нормам величина С0 не должна превышать
30% ПДК
С0 ≤ 0,3 ПДК . |
(3) |
Таким образом, можно принять С0= 0,3 ПДК.
Количество выделяющихся в рабочем помещении вредных веществ (газов, паров) G, кг/ч, можно рассчитать по формуле:
G = Vа ρ |
P |
|
|
|
, |
(4) |
|
100 |
|||
где Vа – суммарный рабочий объем аппаратуры (табл. 1), м3; |
|||
ρ – плотность вредных веществ, выделяющихся |
из аппаратуры |
(табл.1), кг/м3;
Р – допустимая степень герметичности аппарата (для вновь устанавливаемых аппаратов: с пожаро-взрывоопасной средой Р = 0,1; с токсичной средой Р = 0,2), % /ч.
4
Затем по формуле (2) определяется воздухообмен L и по формуле (1)
–кратность воздухообмена К.
2.Расчет общеобменной вентиляции по избыточным тепловыделениям
Задание: В соответствии с заданным вариантом (табл.2) рассчитать крат-
ность воздухообмена К общеобменной вентиляции по избыточным тепловыделениям.
Таблица 2
Исходные данные
Но- |
Темпе- |
Темпе- |
Пло- |
Темпе- |
Тепло- |
Нач. |
Масса |
Мощ- |
Кол-во |
Объем |
мер |
ратура |
ратура |
щадь |
ратура |
емкость |
темпе- |
нагр. |
ность |
работа- |
поме- |
ва- |
воздуха |
приточ. |
нагр. |
горяч. |
с, |
ратура |
м-ла |
Nуст, |
ющих |
щения |
ри- |
в пом. |
воздуха |
пов. |
пов. |
ккал / |
tнач, оС |
М, |
кВт |
n |
Vп, м3 |
анта |
tв, оС |
tпр, оС |
F, м2 |
tг, оС |
(кг·оС) |
|
кг |
|
|
|
1 |
22 |
19 |
8 |
40 |
0,08 |
450 |
40 |
50 |
10 |
7600 |
2 |
20 |
17 |
5 |
40 |
0,15 |
530 |
50 |
90 |
3 |
8000 |
3 |
20 |
16 |
3 |
36 |
0,14 |
550 |
50 |
100 |
4 |
7800 |
4 |
20 |
19 |
6 |
38 |
0,13 |
450 |
50 |
65 |
10 |
9000 |
5 |
20 |
19 |
12 |
40 |
0,12 |
420 |
100 |
80 |
12 |
9000 |
6 |
22 |
17 |
4 |
46 |
0,15 |
410 |
80 |
90 |
8 |
8000 |
7 |
23 |
17 |
7 |
45 |
0,09 |
510 |
40 |
90 |
9 |
8000 |
8 |
20 |
18 |
7 |
48 |
0,10 |
530 |
50 |
70 |
10 |
8000 |
9 |
28 |
19 |
8 |
50 |
0,20 |
500 |
50 |
60 |
12 |
8500 |
10 |
25 |
20 |
6 |
38 |
0,21 |
530 |
45 |
55 |
14 |
9500 |
11 |
22 |
20 |
7 |
39 |
0,16 |
400 |
30 |
50 |
16 |
9500 |
12 |
20 |
18 |
2 |
40 |
0,18 |
510 |
50 |
80 |
10 |
8600 |
13 |
22 |
19 |
4 |
48 |
0,17 |
520 |
68 |
70 |
6 |
7600 |
14 |
22 |
18 |
4 |
45 |
0,17 |
410 |
50 |
100 |
3 |
9900 |
15 |
28 |
17 |
7 |
50 |
0,16 |
510 |
60 |
120 |
8 |
7800 |
16 |
26 |
16 |
3 |
38 |
0,15 |
420 |
30 |
90 |
10 |
9800 |
17 |
20 |
18 |
6 |
42 |
0,14 |
580 |
70 |
75 |
8 |
8000 |
18 |
22 |
18 |
5 |
46 |
0,13 |
500 |
100 |
80 |
9 |
9000 |
19 |
20 |
19 |
4 |
40 |
0,12 |
480 |
70 |
60 |
6 |
8000 |
20 |
26 |
18 |
4 |
50 |
0,10 |
420 |
80 |
85 |
8 |
9000 |
Количество воздуха L, м3/ч, необходимое для удаления избыточного тепла в рабочем помещении, находится следующим образом:
5
L = Qизб ,
свρв(tуд −tпр )
где Qизб – количество избыточного тепла, ккал/ч; св – теплоемкость воздуха, св = 0,24 ккал/(кг·оС);
tуд – температура удаляемого воздуха, принимаем tуд = tв, оС; tв – температура воздуха в помещении (табл. 2), оС;
tпр – температура приточного воздуха (табл. 2), оС; ρв – плотность воздуха, кг/м3
1,293 273 ρв = 273 +tпр .
(5)
(6)
Количество избыточного тепла Qизб, ккал/ч, в помещении, подлежащее удалению, определяется из уравнения теплового баланса:
Qизб = ΣQпр – ΣQр , |
(7) |
где ΣQпр – суммарное количество приточного тепла, поступающего |
|
в помещение от различных источников, ккал/ч; |
|
ΣQр – суммарное количество расходуемого тепла, теряемого |
|
стенами здания и уходящего с нагретыми материалами, ккал/ч. |
|
Суммарное количество тепла ΣQпр, ккал/ч, поступающего в |
|
помещение, определяется из выражения: |
|
n |
|
ΣQпр= Q1 + Q2 + ··· + Qn = ∑Qi , |
(8) |
i =1 |
|
где Q1 – количество тепла, выделяемого нагретыми поверхностями оборудования, ккал/ч;
Q2 – количество тепла, выделяемого нагретыми материалами (остывающим металлом, стеклом и т.д.), ккал/ч;
Q3 – количество тепла, выделяющееся в результате перехода электрической энергии в тепловую, ккал/ч;
Q4 – количество тепла, выделяемое работающими, ккал/ч.
6
В помещениях с большим избытком тепла теплопотери через наружные стены приблизительно равны количеству тепла, вносимого в помещение солнечной радиацией через окна. Поэтому для упрощения расчетов принято, что все расходуемое тепло равно теплу, поступающему от солнечной радиации, а уравнение (7) принимает следующий вид:
4 |
|
Qизб = ∑Qпр . |
(9) |
i =1 |
|
Количество тепла Q1, ккал/ч, выделяемого нагретыми поверхностями |
|
оборудования, определяется по уравнению: |
|
Q1 = F · α (tг – tв), |
(10) |
где F – площадь нагретой поверхности (табл. 2), м2; |
|
α – коэффициент теплоотдачи, принимается α = 6,0 ккал/ (м2 ·ч·оС); tг – температура горячей поверхности (табл. 2), оС;
tв – температура воздуха в помещении, (табл. 2), оС.
Количество тепла Q2, ккал/ч, выделяемого нагретыми материалами,
рассчитывается по формуле: |
|
Q2 = М · с (tнач – tкон) β, |
(11) |
где М – масса нагретого материала (табл. 2), кг; |
|
с – теплоемкость нагретой массы (табл. 2), ккал/(кг·оС); |
|
tнач – начальная температура нагретого материала (табл. 2), оС; tкон – конечная температура нагретого материала, принимаем
tкон = tв,оС;
β – коэффициент, учитывающий неравномерность остывания материала, принимается β = 1,4.
Количество тепла Q3, ккал/ч, выделяющееся в результате перехода
электрической энергии в тепловую, определяется по уравнению: |
|
Q3 = 860 Nуст· η · φ · z , |
(12) |
где Nуст – общая установочная мощность электродвигателей (табл. 2), кВт;
7
η – коэффициент перехода электрической энергии в тепловую, принимается η = 0,58; φ – коэффициент использования (загрузка установочной мощности), принимается φ = 0,75;
z – коэффициент одновременности работы оборудования, принима-
ется
Количество тепла Q4, ккал/ч, выделяемое работающими, определя-
ется по формуле: |
|
Q4 = 99,76 · n , |
(13) |
где 99,76 ккал/ч – количество тепла, выделяемое одним человеком без учета скрытого тепла влаги, испаряющейся с поверхности тела; n – число людей, одновременно находящихся в помещении (табл. 2). Кратность воздухообмена К находится по формуле (1).
Содержание отчета
Отчет по практической работе должен содержать:
1)титульный лист (Приложение);
2)задание с исходными данными;
4)расчеты вентиляции;
5)выводы.
8
Практическая работа № 2
РАСЧЕТЫ МЕСТНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
1. Расчет воздушных душей
Задание: В соответствии с заданным вариантом (табл.1) произвести расчет воздушного душа местной приточной вентиляции.
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
Исходные данные |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
|
|
Температура |
Температура |
Диаметр |
|
вари- |
Период года |
Категория |
воздуха в |
приточного |
душирующего |
|
анта |
|
работы |
помещении |
воздуха |
патрубка |
|
|
|
|
t1, оС |
t2, оС |
do, м |
|
1 |
|
легкая |
26 |
7 |
0,10 |
|
2 |
Холодный и |
27 |
8 |
0,12 |
||
3 |
|
28 |
9 |
0,14 |
||
4 |
переходный |
средней |
29 |
7 |
0,16 |
|
|
(температура |
тяжести |
|
|
|
|
5 |
30 |
8 |
0,18 |
|||
|
наружного |
|
|
|
|
|
6 |
|
31 |
9 |
0,20 |
||
воздуха |
|
|||||
7 |
|
32 |
6 |
0,22 |
||
ниже +10 оС) |
тяжелая |
|||||
8 |
33 |
7 |
0,24 |
|||
9 |
|
|
34 |
8 |
0,26 |
|
10 |
|
|
35 |
9 |
0,28 |
|
11 |
|
легкая |
36 |
10 |
0,30 |
|
12 |
Теплый |
37 |
11 |
0,32 |
||
13 |
|
38 |
12 |
0,34 |
||
14 |
(температура |
средней |
39 |
13 |
0,36 |
|
15 |
наружного |
тяжести |
40 |
14 |
0,38 |
|
|
воздуха |
|
|
|
|
|
16 |
|
41 |
15 |
0,40 |
||
|
+10 оС и |
|
|
|
|
|
17 |
|
42 |
16 |
0,42 |
||
|
выше) |
тяжелая |
|
|
|
|
18 |
43 |
17 |
0,44 |
|||
19 |
|
|
44 |
18 |
0,46 |
|
20 |
|
|
45 |
19 |
0,48 |
Воздушные души применяются в основном для нормализации условий труда на постоянных рабочих местах, характеризуемых большими избытками явного тепла, например, в сталеплавильных, кузнечных, прессовых, прокатных и других цехах. В некоторых случаях воздушные души можно использовать и для удаления газообразных вредных веществ из рабочей зоны.
9
Скорость выхода воздуха из душирующего патрубка Vo, м/с, определяется из выражения
Vр.з. |
= |
t1 −tр.з. |
, |
(1) |
||
|
V |
t −t |
2 |
|||
|
o |
|
1 |
|
|
где Vр.з.– допустимая скорость воздуха в рабочей зоне (табл. 2), м/с; tр.з. – допустимая температура воздуха в рабочей зоне (табл. 2), оС; t1 – температура воздуха в помещении (табл. 1), оС;
t2 – температура приточного воздуха (табл. 1), оС. Откуда
V |
= |
Vр.з. (t1 − t2 ) |
. |
(2) |
|
||||
o |
|
t1 − tр.з. |
|
|
|
|
|
В соответствии с заданным диаметром душирующего патрубка (табл.1) определим расход воздуха Lо, м3/ч, на выходе из душирующего патрубка:
Lо = 3600 Fо·Vo , |
(3) |
где Fо – площадь сечения душирующего патрубка, м2.
Fо = |
πd |
2 |
(4) |
4 |
o . |
||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
Допустимые нормы температуры и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений, характеризуемых значительными избытками явного тепла [6]
Период года |
Категория работы |
Температура |
Скорость движения |
|
|
воздуха, оС |
воздуха, м/с |
Холодный и |
легкая |
17 – 24 |
не более 0,5 |
переходный |
|
|
не более 0,5 |
средней тяжести |
16 – 22 |
||
|
тяжелая |
13 – 17 |
не более 0,5 |
Теплый |
легкая |
не более 28 |
0,3 – 0,7 |
средней тяжести |
не более 28 |
0,5 – 1,0 |
|
|
тяжелая |
не более 26 |
0,5 – 1,0 |
10