БЖД методичка 4,6

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ “МАМИ”

Кафедра “Экология и безопасность жизнедеятельности”

Одобрено методической комиссией

по общетехническим дисциплинам

Н. Н. Шарипова Э. Е. Смирнова Т. Б. Сурикова

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам №4 и №6 по дисциплине “Безопасность жизнедеятельности” для студентов всех специальностей

Под редакцией д. т. н., проф. Б. Н. Нюнина

МОСКВА 2001

2

УДК [331.45; 621] (083.74)

Шарипова Н. Н., Смирнова Э. Е., Сурикова Т. Б. Методические указания к лабораторным работам №4 и №6 по дисциплине “Безопасность жизнедеятельности” для студентов всех специальностей. - М.: МГТУ “МАМИ”, 2001. - 23 c.

В методических указаниях дано описание лабораторной работы №4 по исследованию теплового излучения и методов защиты от него и лабораторной работы №6 по исследованию и расчету запыленности воздуха рабочей зоны.

Указания предназначены для студентов всех специальностей, изучающих дисциплину “Безопасность жизнедеятельности”.

С Московский государственный технический университет “МАМИ”, 2001 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1.Лабораторная работа №4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ (Н. Н. Шарипова,

Т. Б. Сурикова) …..……………………………………………………. 3

1.3.Теоретическая часть …………………………………………………... 3

1.4.Применяемые приборы ……………………………………………….. 7

1.5. Порядок выполнения работы ………………………………………… 9

1.6.Содержание отчета ……………………………………………………. 12

1.7.Контрольные вопросы ………………………………………………... 12

2.Лабораторная работа №6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ (Н. Н. Шарипова,

2.3.Теоретическая часть ………………………………………………….. 14

2.4.Применяемые приборы ……………………………………………….. 19

2.5. Порядок выполнения работы ………………………………………… 21

2.6.Содержание отчета ……………………………………………………. 22

2.7.Контрольные вопросы ………………………………………………... 22 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………….….. 23

3

1. Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ

1.1. Цель работы

Изучить методы оценки, нормирования теплового излучения и способы защиты от него.

1.2.Задачи лабораторной работы

1.Ознакомление с негативным влиянием теплового излучения на организм человека.

2.Изучение методов нормирования теплового излучения.

3.Ознакомление с методами расчета характеристик теплового излуче-

ния.

4.Изучение способов снижения интенсивности теплового излучения на рабочем месте.

5.Знакомство с приборами для оценки интенсивности теплового излу-

чения.

1.3.Теоретическая часть

Общие положения

В процессе производства рабочие "горячих" цехов, находясь вблизи расплавленного или нагретого металла, пламени, горячих поверхностей и т. п., подвергаются воздействию избыточной теплоты, излучаемой источниками, т. е. воздействию теплового излучения. В результате поглощения падающей энергии повышается температура кожи и нижележащих тканей на облучаемом участке, нарушается тепловой баланс в организме человека, что в конечном итоге может вызвать у человека тепловой удар. Признаками наступления теплового удара является головокружение, неуверенная походка, потеря слуха, изменение зрителъного восприятия и др.

Интенсивное теплоизлучение может травмировать органы зрения (помутнение хрусталика), особенно при длине волны от 0,76 до 1,5 мкм.

Под влиянием облучения в организме человека происходят биохимические сдвиги, наступают нарушения деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем.

Помимо непосредственного воздействия на рабочих лучистая теплота нагревает окружавшие конструкции (пол, стены, оборудование). В результате чего температура воздуха внутри помещения повышается, что также ухудшает условия работы.

При оценке действия теплового излучения на организм человека учитывается: интенсивность и длина волны с максимальной энергией; площадь

5

Характер воздействия теплового излучения на организм человека можно оценить также по табл. 1.1.

1.1. Воздействие теплового излучения на организм человека

Определение интенсивности теплового излучения

Выражение для определения интенсивности теплового излучения имеет вид:

где Со - коэффициент, зависящий от физических свойств излучающей поверхности;

T - абсолютная температура излучающей поверхности в градусах Кельвина; A - коэффициент, учитывающий защитные свойства спецодежды ( A = 85 - для кожи человека и хлопчатобумажной ткани; A = 110 - для сукна);

черноты излучающего тела; ε2 - степень черноты облучаемого объекта;

6

ϕ- коэффициент, учитывающий долю облучения, падающего на человека. Обычно ϕ <1. При близком расположении источника света от рабочего места ϕ =1;

α- угол падения лучей на облучаемый объект.

Вслучае нормальной направленности излучения (α =0) и близкого расположения рабочего места (ϕ =1) допустимо пользоваться упрощенной

зависимостью

где F – площадь источника излучения, м2; R – расстояние от источника до рабочего места, м.

Примечание: ввиду наличия старой маркировки приборов при необходимости перевода единиц физических величин в систему СИ можно пользоваться следующим соотношением:

Спектральная характеристика теплового излучения

Спектральная характеристика тепловых излучений представляет практический интерес при оценке воздействия лучистой энергии на рабочего и, правде всего, на его органы зрения.

Для большинства производственных источников теплового излучения длина волны с максимальной энергией приходится на инфракрасные лучи с

λ > 0,78 мкм. Теплоизлучение с длинами волн λ ≤1,5 мкм в незначительной степени поглощается кожным покровом и, проникая вглубь биологических тканей, вызывает их усиленный разогрев. Излучение с длинами волн λ ≥ 3 мкм ведет, в основном, к разогреву наружных кожных покровов.

Длительное воздействие инфракрасных лучей с длиной волны λ = 0,72...1,5 мкм (лучи Фохта) вызывают катаракту глаз.

Длина волны с максимальной энергией теплового излучения определяется по закону смещения Вина:

Методы защиты от теплового излучения

Защита человека от избыточного теплового излучения осуществляется по следующим направлениям:

7

-теплоизоляция нагретых поверхностей;

-экранирование теплового излучения;

-использование воздушного душирования;

-использование защитной одежды.

Теплоизоляция позволяет не только уменьшить величину интенсивности излучения на рабочем месте, но и уменьшить выделение теплоты в рабочую зону, а также исключить возможность ожогов при прикосновении к нагретым поверхностям.

Согласно санитарным нормам (СН 245-7l), температура поверхностей машин, механизмов и прочего производственного оборудования, с которым возможен контакт рабочего, должна иметь температуру не выше +45 оС.

Наиболее распространенным и эффективным способом защиты от излучения является экранирование. Экраны применяют как для экранирования источников, выделяющих теплоту, так и для защиты рабочего места. По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие.

В качестве, материалов для теплоотражающих экранов используются листовой алюминий, белая жесть, алъфоль (алюминиевая фольга) и другие материалы, имеющие хорошие отражательные способности.

Материалом для теплопоглощающих экранов служат вещества с достаточно высоким термическим сопротивлением - асбест, огнеупорный кирпич, минеральная вата и т. д. К теплопоглощающим относятся также экраны в виде цепных звеньев. Такой экран уступает по эффективности сплошным и потому используется, как правило, при интенсивности излучения до 1160 Вт/м2, но оставляет открытым доступ в рабочее пространство печи.

Теплоотводящие экраны представляют собой различные конструкции, охлаждаемые, как правило, водой. Используются при любых интенсивностях излучений. Наиболее простыми по схеме и распространенными в практике являются экраны в виде водяной завесы, устраиваемой у рабочих окон печей.

При относительно небольших интенсивностях излучений (до 2320 Вт/м2) с целью сохранения теплового баланса в организме человека и, как следствие его полной трудоспособности, используется воздушное дущирование или обдувание на рабочем месте от передвижных или стационарных вентиляционных установок.

Скорости подаваемого потока воздуха в зависимости от категории работы, времени года, температуры воздуха и величины интенсивности излучения (при нормальной относительной влажности ϕ =40…60% и барометрическом давлении 1013 гПа) приведены в СН 245-71.

1.4.Применяемые приборы

Вкачестве оборудования для проведения лабораторной работы используется специальная установка ОТ 5А (рис. 1.3), предназначенная для опреде-

8

ления интенсивности и эффективности поглощения лучистой энергии цепной и водяной завесой.

Рис. 1.3. Установка ОТ-5А:

1 – кнопка “Стоп” водяной завесы; 2 – кнопка “Пуск” водяной завесы; 3 – сигнальная лампа; 4 – кнопка “Пуск” нагревательной спирали; 5 – кнопка “Стоп” нагревательной спирали; 6 – датчик для замера тепловых излучений; 7 – гнездо датчика; 8 – индикатор датчика 6; 9 - секция цепных завес; 10, 15 – ванна водяной завесы и направляющие отвесы; 11 – ручка управления отражателем; 12 – ручка крана управления водяным насосом; 13 – панель управления; 14 – спираль накаливания за стеклянным экраном; 16 – корпус установки; 17 – рычаги управления цепными навесами; 18 – общий выключатель

Установка состоит из следующих основных узлов: секции цепных завес 9, гидроагрегата в корпусе 16, панели управления 13.

Источником лучистой энергии служит нагревательное устройство, состоящее из спирали накаливания 14 с температурой излучающей поверхности порядка 1000 оС, обеспечивающей интенсивность излучения на расстоянии 0,5 м примерно 1745 Вт/м2.

Секция завес состоит из ванночки 10, в которую из бака подается вода. Слив воды из ванночки для образования завесы происходит по направляющим отвесам 15 в сливной коробок, по которому вода снова попадает в бак. Конструкция обеспечивает регулирование положения в горизонтальной

9

плоскости, что позволяет получить водяную завесу равномерной толщины по всей ее ширине.

Толщина поглощающей водяной завесы регулируется ручкой 12 крана управления водяным насосом. Секция 9 цепных завес состоит из трех рядов висящих металлических цепей, установленных на поворотных кронштейнах, которые дают возможность устанавливать на пути излучения один, два или три ряда цепей.

Лучистую энергию направляют к одной из завес (водяной или цепной) при помощи отражателя. Поворот отражателя осуществляется ручкой 11.

На панели управления установлен пульт. Включение насоса производится кнопкой 2 “Пуск”, а его отключение - кнопкой 1 “Стоп”. Сбоку на корпусе размещен общий выключатель 18. Включение питания сигнализируется лампочкой 3. Включение и выключение спирали накаливания производится кнопками соответственно 4 и 5. Слева на панель выведен индикатор 8 датчика интенсивности тепловых излучений.

Измерение излучений производится актинометром, действие которого основано на неодинаковой поглощающей способности зачерненных и блестящих полосок алюминиевой пластинки. Вследствие различия в температуре зачерненных и незачерненных участков пластинки и расположенных под ними спаев термобатареи, в последней возникает электрический ток. Сила тока измеряется гальванометром шкала которого отградуирована в кал/(см2·мин). Для снятия показания открывают крышку термоприемника, затем ее закрывают либо убирают.

1.5. Порядок выполнения работы

Требования техники безопасности при проведении работы

1.Строго соблюдать общие требования по электробезопасности, помня, что источник теплового излучения включен в сеть переменного тока с напряжением 220 В. Приступать к экспериментальной части работы можно только с разрешения преподавателя после изучения теоретической части, правил пользования установкой.

2.Нагревательный элемент включать только при работающем насосе.

3.Источник излучения и рефлектор при работе в режиме максимальной яркости имеет температуру значительно выше 100 оС, поэтому во избежание электротравм и ожогов должно быть исключено попадание рук внутрь установки.

4.Категорически запрещается проводить какой-либо ремонт установки.

5.Сразу после выполнения необходимых замеров выключить установ-

ку.

6.Запрещается выключать установку отсоединением вилки из розетки.

7.Экспериментальную часть работы проводить только в присутствии преподавателя или лаборанта.

10

Экспериментальная часть работы

1.Ознакомиться с устройством установки ОТ 5А (рис. 1.3) и уяснить задание по лабораторной работе.

2.Включить установку с помощью выключателя 16.

3.Включить насос, нажав кнопку 2. Нагревательный элемент можно

включать только при работающем насосе.

4.Включить кнопкой 4 источник лучистой энергии (спираль накалива-

ния 14).

5.Через 10…15 мин, необходимых для нагрева спирали накаливания 14, измерить с помощью актинометра (гальванометра 8) интенсивность излу-

6. Произвести замер интенсивности излучения при наличии одного ( Е1 ), двух ( Е2 ) и трех ( Е3 ) однотипных, последовательно расположенных экранов из цепей. Результаты замеров занести в табл. 1.2.