Практична частина

Визначення концентрації пилу ваговим методом

Ваговий метод є найбільш простим і надійним. Він дозволяє визначити масу пилу, що втримується в одиниці об'єму повітря. Недоліком вагового методу є те, що він не дає уявлення про якісну характеристику пилу, без якої неможлива повна гігієнічна оцінка запиленості об'єкта. Так само вагова кількість пилу може бути при наявності в повітрі невеликої кількості великих часток або безлічі дрібних. Тому для санітарної оцінки запиленості часто використовують комбінований метод - ваговий й рахунковий.

Для визначення запиленості ваговим методом зважують спеціальний фільтр до й після проходження через нього певного об’єму запиленого повітря, а потім по різниці ваг підраховують масу пилу й відносять її до об’єму повітря, що пропускається через фільтр.

Вагова концентрація пилу, C’₀, мг/м³ , може бути визначена по формулі:

, (2.1)

де G₁ – маса фільтра до відбору проби, мг;

G₂ – маса фільтра після відбору проби, мг;

V₀ – об’єм повітря, л, що просмоктується, наведений до нормальних умов, обумовлений по формулі:

^{, (2.2)}

де V₁ - фактичний об’єм повітря, що просмоктується через фільтр за 3 хвилини у робочих умовах (у л.), тобто при t°C і барометричному тиску P, мм ртутного стовпа.

Значення t і P знімають за показниками приладів.

Опис установки

Визначення запиленості повітря ваговим методом провадиться на установці, загальний вид якої показаний на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1. Схема експериментальної установки

для визначення запиленості повітря ваговим методом

1 - курна камера; 2, 3 - вентилятори; 4 - вихідний штуцер; 5 - сполучна трубка; 6 - патрон; 7 - фільтр; 8 - штатив; 9 - установка ПРУ-4; 10 - крани; 11 - реометри; 12 - тумблер.

Установка складається з курної камери 1, патрона 6 з фільтром 7 і переносної ротаційної установки 9, що служить для всмоктування запиленого повітря. Курна камера виконана з оргскла у вигляді прямокутної ємності, розміром 250x300x450 мм. В середині камери встановлені два вентилятори 2 і 3, що живляться від мережі змінного струму, напругою 220 вольт і служать для створення повітряно-пилової суміші в камері. Фільтр 7 установлюється між конусом патрона 6 за допомогою затискної гайки. Патрон для стабільності закріплюється на штативі 8.

Ротаційна установка 9 типу ПРУ-4 призначена для нагнітання запиленого повітря через фільтр. Вона складається з електромотора, ротаційної повітродувки й 4-х ротаметрів 11, розташованих у головному корпусі. Швидкість нагнітання повітря через кожний ротаметр регулюється за допомогою кранів 10, розташованих у верхній частині панелі. Під кожним ротаметром є вхідні штуцера 13, пристрої для з'єднання приладу з фільтром. Живлення установки здійснюється від мережі змінного струму напругою 220 В. Ротаметри пронумеровані та мають різну продуктивність. Ротаметри 1 і 2 мають продуктивність від 0 до 1 л/хв; ротаметри 3 і 4 - від 0 до 25 л/хв. Включення приладу здійснюється за допомогою тумблера 12. Прилад перед роботою повинен бути обов'язково заземлений.

Порядок проведення роботи

Визначення запиленості ваговим методом проводиться в наступній послідовності:

• Попередньо на аналітичних вагах з точністю до третього знака зважують фільтр.

• Установлюють фільтр у патрон і затискають його за допомогою затискного устрою.

• З'єднують гумовим шлангом курну камеру з патроном і приладом ПРУ-4 (ротаметр 3).

• Включають у мережу вентилятори курної камери та установку ПРУ-4.

• Включають тумблер установки ПРУ-4 і визначають час початку відбору проби.

• За допомогою крана встановлюють витрату 10 л/хв.

• Відбір повітря на аналіз ведуть на протязі 3-х хвилин (час відраховують по секундоміру або стрілці годинника). Одночасно в журнал записують показання термометра й барометра.

• Закінчивши відбір проби повітря, виключають тумблер установки ПРУ-4.

• Відключають установку від мережі.

• Повторно зважують фільтр,

• Результати вимірів вносять у таблицю 2.2.

Розрахунок кількості поданого повітря

Розрахунок кількості зовнішнього повітря V_HB, м³/годину, що подається в приміщення системою приточно-витяжної вентиляції з метою підтримки оптимальних санітарно-гігієнічних умов, тобто щоб концентрація пилу у виробничому приміщенні не перевищувала ГДК находять по формулі:

^{, (2.3)}

де V₀ – об’єм повітря, що видаляється із приміщення місцевими повітродувками на технологічні потреби, м³/год;

G_ВР – кількість пилу, що утвориться у виробничому приміщенні, мг/год;

C₀ – концентрація пилу в повітрі, що видаляється з робочої зони приміщення, мг/м³, С₀=С_ГДК для робочої зони виробничого приміщення;

C_П – концентрація пилу в повітрі, що подається в приміщення, мг/м³, C_П=C_ГДК для населених місць,

C_yx – концентрація пилу в повітрі, що видаляється із приміщення за межами робочої зони, мг/м³, C_yx=C_ГДК для робочої зони виробничих приміщень.

Варіант для розрахунку по таблиці 2.3 надає викладач. Кількість пилу, G_BP, мг/годину, що виділяється у виробниче приміщення, визначається по формулі:

^(2.4)

Результати розрахунку внести у таблицю 2.4.

Таблиця 2.2 - Визначення концентрації пилу ваговим методом

Найменування параметра	Умовна позначка	Як визначається	Числове значення
Вага фільтра до досвіду, мг	G1,	Зважуємо на аналітичних вагах
Вага фільтра після досвіду, мг	G2	Зважуємо на аналітичних вагах
Приріст ваги, мг	G2-G1	Розрахунком
Температура, °C	t	За показниками термометра
Тиск, мм.рт.ст.	P	За показниками барометра
Об’єм повітря, що пройшло через фільтр за 3 хвилини, л	V1	За показниками приладу ПРУ-4
Об’єм повітря, наведений до нормальних умов, л	V0	По формулі (2.2)
Концентрація пилу, мг/м3	C0	По формулі (2.1)
Перевищення ГДК		Розрахунком

Таблиця 2.3 - Вихідні дані для розрахунку

Найменування параметрів	Умовна позначка	Варіант
		I	II	III
Об’єм повітря, м3/год	V0	1*103	20*103	40*103
Кількість пилу, мг/год	GBP	по формулі (2.4)
Гранично - припустима концентрація пилу для робочої зони виробничих приміщень, мг/м3	СГДК	Залежить від природи пилу, вибирається за ДСТ 12.1. 005-88 [4]
Гранично - припустима концентрація пилу для населених місць, мг/м3	ССПД	Залежить від природи пилу, вибирається по [5]. Для нетоксичного пилу СГДК=0,5 мг/м3

Таблиця 2.4 – Результати розрахунку по визначенню кількості зовнішнього повітря (варіант)

Найменування параметра	Умовна позначка	Числове значення
Об’єм повітря, м3/год	V0
Кількість пилу, мг/год	GВ
Граничнодопустима концентрація пилу для робочої зони виробничих приміщень, мг/м3	СГДК
Граничнодопустима концентрація пилу для населених місць, мг/м3	ССПД
Кількість зовнішнього повітря, м3/год	VНВ