2. Основні шляхи забезпечення оптимальних метеорологічних (мікрокліматичних) умов праці.

На виробництві оптимальні метеорологічні умови праці забезпечуються такими заходами:

• при визначенні технологічних процесів перевага надається тим, що характеризуються мінімальною характеристикою шкідливих виробничих чинників згідно ГОСТ 12.3.002 –75;

При неможливості повного усунення шкідливих викидів у повітря робочих приміщень необхідно шляхом використання раціональних

• об’ємно-планувальних рішень відповідно ГОСТ 12.4.001-75 максимально обмежити їх розповсюдження в робочий зоні приміщень. Апарати зі значними тепловими виділеннями (печі, сушарки, теплообмінники, котли) розміщують на відкритих площах або в окремих ізольованих приміщеннях;

• Тепловою ізоляцією апаратів і трубопроводів, що є джерелом теплового виділення;

• Застосуванням припливно-витяжної вентиляції і кондиціювання повітря;

• При локальному виділенні тепла використовують повітряне і рідше водяне душирування.

3. Експериментальна частина

3.1. Прилади для вимірювання метеорологічних умов.

Вимірювання температури. Прилади для вимірювання температури підрозділяються на:

• термометри розширення;

• манометричні термометри;

• термоелектричні термометри;

• електричні термометри опору.

Термометри розширення. Принцип дії цих приладів базується на зміні довжини або об’єму твердих або рідких речовин під впливом температури. Найпоширенішими вважають ртутно-скляні термометри, з допомогою яких можна вимірювати температуру від – 30 до + 750 ^оС.

До термометрів розширення відносять також прилади, робочий орган яких виготовляється у вигляді пластини або стрічки, звернутої у спіраль. Така спіраль складається з двох металів з різними коефіцієнтами температурного розширення, наприклад інвара і латуні. При нагріванні біметал д еформується. Відповідно до ступеню його деформування роблять висновок про величину температури.

Манометричні термометри. Принцип дії цих приладів базується на залежності між температурою і тиском робочої (термометричної) речовини, розміщеної в замкненій системі. Залежно від виду речовини, що заповнює термосистему, манометричні термометри підрозділяють на газові, паро-рідинні і рідинні.

Термоелектричні термометри (термопари). Принцип дії цих термометрів базується на виникненні електрорушійної сили в замкненому ланцюзі, в схему якого входить термопара, виготовлена з двох різних металів. Якщо спай термопари розмістити в середовище, температуру якої необхідно вимірювати, то пропорційно температурі в ланцюзі з’явиться електрорушійна сила, яку можна зареєструвати з допомогою вольтметра, відградуйованого в градусах Цельсія.

Вимірювання температури в даній лабораторній роботі виконуватиметься з допомогою ртутного термометра і самописного метеорологічного термографа типу М-16 за державним стандартом ГОСТ 6416-62.

Принцип дії термографа базується на властивості датчика (біметалевої пластинки) вимірювати радіус вигину при зміні температури оточуючого повітря. Прилад забезпечує вимірювання температури повітря в діапазоні температур від мінус 45 ^оС до + 55 ^оС з точністю до ± 1 ^оС.

Реєстрація зміни температури повітря проводиться на діаграмній стрічці, розміщеній на барабані і яка приводиться в дію за допомогою механізму годинникового типу. Діаграмна стрічка розділена по вертикалі паралельними лініями з ціною ділення, яка дорівнює 15 хвилинам.

Для введення в дію приладу необхідно:

• завести механізм годинникового типу за допомогою ключа у напрямку, що показано на барабані;

• розмістити на барабані механізму годинникового типу діаграмну стрічку і зафіксувати її;

• наповнити перо чорнилами 4СП-1 і привести в робоче положення (торкнутися поверхні діаграмної стрічки);

• поворотом барабана механізму годинникового типу встановити перо на діаграмній стрічці відповідно даному моменту часу.

Вимірювання вологості. Для вимірювання вологості використовують прилади, що називаються гігрометрами. Принцип дії більшості гігрометрів базується на змінюванні фізичних властивостей матеріалів, що поглинають вологу, від вмісту вологи у навколишньому повітрі. Відповідно до цього існують різні прилади для визначення вологості:

• психрометри;

• волосяні гігрометри;

• гігрометри точки роси;

• гігрометри з датчиками, що підігріваються;

• гігрометри з електричними датчиками.

Психрометри. Психрометри є найбільш розповсюдженими приладами для визначення вологості. Принцип дії психрометрів базується на різниці температури сухого і вологого термометрів. Інтенсивність випаровування вологи із резервуару мокрого термометра, а значить і його температура залежить від вологості оточуючого повітря. Різниця показань сухого і мокрого термометрів є характеристикою вологості повітря. Практичні вимірювання вологості повітря проводять методом визначення показників температури сухого і мокрого термометрів. З допомогою таблиць визначають вологість повітря.

Волосяний гігрометр. Принцип дії волосяного гігрометра базується на здатності обезжиреного волоса змінювати свою довжину при зміні вологості оточуючого повітря. Загальне подовження волоса при зміні відносної вологості від 0 до 100% становить 2,5% його довжини. В якості датчика замість волоса іноді використовують синтетичні плівки.

Гігрометри точки роси. Цей метод базується на визначенні температури, до якої треба остудити повітря при постійному тиску для того, щоб довести це повітря до стану насичення (точка роси). Температуру точки роси визначають в момент конденсації водяного пара на поверхні твердого тіла (металевого дзеркальця) і за показником температури точки роси визначають вологість повітря.

Гігрометри з датчиками, що підігріваються. Принцип дії гігрометрів цього типу базується на вимірюванні точки роси під насиченим розчином солі. Точка роси любої солі знаходиться у відомій залежності від вологості оточуючого повітря. Користуючись цією залежністю по визначеній температурі точки роси над розчином розраховують вологість повітря. Як робочу рідину застосовують розчин, що має значну гігроскопічність. Перевагою цих датчиків є можливість їх використання при низьких температурах (до – 50 ^оС).

Гігрометри з електричними датчиками. Ці гігрометри мають чутливий елемент, виготовлений із гігроскопічного матеріалу, який при зміні вологості знаходиться у гігрометричній рівновазі з газом (повітрям), що контролюється Так, наприклад, вимірюючи опір плівки електроліту, що здатен поглинати вологу, можна визначити вологість повітря.

Визначення вологості в даній лабораторній роботі проводять з допомогою психрометра і самописного гігрографа М-21. Гігрограф забезпечує запис зміни відносної вологості повітря від 30 до 100% при температурі від –30 ^оС до +45 ^оС.

Принцип дії прилада базується на властивості обезжиреного волосся людини змінювати свою довжину при різній вологості повітря. Зміна довжини пучка волосся, що виникла внаслідок зміни відносної вологості повітря, перетворюється за допомогою передавального механізму у переміщення стрілки з пером відносно паперової діаграмної стрічки. При зростанні відносної вологості повітря пучок волосся подовжується, стрілка з пером переміщується вверх, а при зменшенні – спускається вниз. Обертання барабана з паперовою діаграмною стрічкою відбувається за допомогою механізму годинникового типу, що розміщений всередині барабана. Механізм годинникового типу заводиться ключем.

Діаграмна стрічка розділена горизонтальними лініями з ціною ділення 2% відносної вологості і вертикальними дугоподібними лініями з ціною ділення, що відповідає 15 хвилинам часу.

Для включення приладу необхідно:

• з’єднати за допомогою крючка пучок волосся з механізмом приладу;

• обрізати нижню окрайку діаграмної стрічки;

• розмістити діаграмну стрічку на барабані і зафіксувати її;

• завести механізм годинникового типу;

• заповнити перо чорнилами і привести в дію (торкнутися поверхні діаграмної стрічки).

Вимірювання атмосферного тиску. Для вимірювання тиску існує безліч різних приладів, які за принципом дії розділяють на п’ять основних груп:

• рідинні;

• поршневі;

• пружинні;

• електричні;

• п’єзоелектричні.

Рідинні манометри. Дія рідинних манометрів базується на врівноваженні тиску, що вимірюється, тиском стовпа робочої рідини (гідростатичним тиском).

Найпоширенішими є U – подібні манометри, в яких робочою рідиною слугує вода, ртуть, масло і т.п. Для вимірювання незначного надлишкового тиску застосовують мікроманометр з похилою трубкою.

Поршневі манометри. Принцип дії поршневих манометрів базується на зміні об’єму газу (повітря) в циліндрі з поршнем. Під дією тиску поршень змінює своє положення, що фіксується.

Пружинні манометри. Принцип дії цих приладів базується на виправленні порожньої пружини під дією тиску. Різновидом пружинних манометрів є мембранні манометри, які слугують для вимірювання незначного тиску.

Електричні манометри. Принцип дії цих приладів базується на змінюванні електричного опору провідникових матеріалів при зміні тиску.

П’єзоелектричні манометри. В цих приладах використовують п’єзоелектричний ефект кварцу і деяких інших матеріалів. Якщо кварцеву пластинку стискати вподовж електричної вісі, то на її площині виникають електричні заряди, пропорційні тиску. Величина заряду фіксується по шкалі мілівольтметра, що відградуйований в одиницях тиску.

Визначення атмосферного тиску в даній лабораторній роботі проводять з допомогою барометра і самопишучого метеорологічного барографа М-22А за ГОСТ 6359-63. Прилад забезпечує реєстрацію змін атмосферного тиску в діапазоні від 780 до 1060 мбар при температурі повітря від –10 до +45 ^оС.

Принцип дії барографа базується на властивості анероїдних коробок реагувати на зміни атмосферного тиску зміною своїх геометричних розмірів по висоті за рахунок деформації мембран. Реєстрація зміни атмосферного тиску проводиться на діаграмній стрічці, що зафіксована на барабані і приводиться в дію механізмом годинникового типу. Похибка приладу складає ± 0,7 мбар на кожні 10 мбар зміни атмосферного тиску.

Діаграмна стрічка розділена по вертикалі горизонтальними паралельними лініями з ціною ділення 1 мбар атмосферного тиску, а по горизонталі – вертикальними дугоподібними лініями з ціною ділення, рівною 15 хвилинам.

Введення в дію приладу:

• установити прилад удалині від відносної системи і поза зоною дії прямих сонячних променів;

• завести механізм годинникового типу;

• розмістити діаграмну стрічку на барабані і зафіксувати її;

• завести механізм годинникового типу;

• заповнити перо чорнилами і привести в дію (торкнутися поверхні діаграмної стрічки).

Вимірювання швидкості руху повітря. Вимірювання швидкості повітря проводиться з допомогою чашечного або крильчатого анемометрів. Чим більше швидкість повітря, тим вище швидкість обертання анемометра, яка фіксується на шкалі приладу. Для вимірювання швидкості руху повітря необхідно встановити прилад (крильчатий анемометр) перпендикулярно вісі руху повітря, визначити число ділень шкали, відмічених приладом за одиницю часу і по графіку визначити швидкість руху повітря.