Экспериментальное исследование микроклимата производственных помещений

Лабораторная работа № 3.

Экспериментальное исследование микроклимата производственных помещений

Цель работы

Определение уровня безопасности рабочего помещения для персонала по параметрам микроклимата.

 

Задание

Период года	Холодный
Категория работ	Тяжёлая III
Рабочее место	Постоянное
Положение тепловентилятора	α = 30°
Режим работы тепловентилятора	NO

 

Нормы безопасности

1. Допустимая скорость движения u₀ не более 0,5 м/с;

2. Допустимая относительная влажность w₀ не более 75 %;

3. Допустимая нижняя температура t₀₁ = 13 °С;

4. Допустимая верхняя температура t₀₂ = 19 °С.

 

Схема лабораторного стенда

1 – психрометр;

2 – термоанемометр;

3 – первичный преобразователь термоанемометра;

4 – защитный кожух преобразователя;

5 – тепловентилятор;

6 – поворотное устройство;

7 – колба с дистиллированной водой.

 

Результаты измерений

 

Результаты измерений температуры мокрого термометра приведены в таблице 1.

Таблица 1

Измерение температуры мокрого термометра

 

tм, °С	τ, с	tм, °С	τ, с
19,0		18,2
18,6		18,4
18,4		18,4
18,4		18,4
18,2		18,4
18,2		18,6

 

t_с – температура сухого термометра, t_с = 24 °С;

t_м – температура мокрого термометра, t_м = 18,2 °С;

Δt – цена деления шкалы термометра, Δt = 0,2 °С;

u_m – подвижность воздуха, u = 0,1 м/с;

Δu – цена деления шкалы термоанемометра, Δu = 0,1 м/с;

t_э.э.т – эффективная эквивалентная температура, t_э.э.т = 21°С;

Р_ат – атмосферное давление, Р_ат = 77,9 см рт. ст.;

ΔР_ат – цена деления шкалы барометра, ΔР_ат = 0,05 см рт. ст.

 

Обработка результатов исследования с оценкой ошибок величин, используемых в расчётах

 

1. Относительная влажность воздуха w_m (%):

В этом уравнении А, В, С – константы:

А = 18,3036

В = 3816,44

С = - 46,13

 

2. Относительная ошибка измерения подвижности воздуха δ_u:

δ_а – погрешность термоанемометра, δ_а = 0,1.

3. Относительная ошибка измерения температуры по сухому δ_с и мокрому δ_м термометрам:

Δ_а – абсолютная погрешность измерения температуры психрометром,

Δ_а = 0,4°С;

Т₀ – абсолютная температура при 0°С, Т₀ =273 К.

4. Относительная ошибка измерения влажности:

Лабораторная работа № 4.

Экспериментальное исследование уровня шума на рабочем месте

Цель работы

Определение уровня безопасности при наличии шума на рабочих местах.

 

Задание

Октавы	250; 2000
Вид сменной перегородки	Без перегородки
Вид трудовой деятельности	Высококвалифицированная работа
Число измерений	n = 3

 

Нормы безопасности

 

Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 250 Гц и 2000 Гц составляют соответственно 68 дБ и 52 дБ.

 

Схема лабораторного стенда

 

1 – звуковая камера;

2 – съёмная перегородка;

3 – источник шума (электродвигатель);

4 – выключатель электродвигателя и шумомера;

5 – микрофон;

6 – шумомер PSI – 202;

7 – октавный фильтр.

 

 

Результаты измерений

 

Данные измерений уровня звукового давления приведены в таблице 1:

 

Таблица 1

Измерение уровня звукового давления

 

№ п/п	Уровень шума, дБ, при	Уровень шума, дБ, при
		90,5
	89,5
	89,5

 

Лабораторная работа № 5.

Цель работы

 

Определение уровня безопасности тонкостенных оболочек, находящихся под нагрузкой.

 

Задание

 

Давление внутри оболочки	Р = 200 ат
Радиус оболочки	R = 10 см
Вид оболочки	Шар
Образец №9	Сталь 12Х18М10Т, t = 550°С
Образец №1	Сталь 12Х1МФ, t = 490°С
Число измерений	n = 5

Нормы безопасности

 

Нормированные допустимые напряжения стали для расчётного срока 200000 ч.:

1. Сталь 12Х18М10Т, .

2. Сталь 12Х1МФ, .

 

Схема лабораторного стенда

 

 

1 – дефектоскоп УД 2 – 12;

2 – ультразвуковой преобразователь;

3 – металлические образцы;

4 – коробка с металлическими образцами;

5 – экран осциллографа;

6 – кнопка включения электропитания;

7 – кнопка включения накала;

8 – сенсорный датчик;

9 – разъёмы коаксиального кабеля;

10 – бутылочка масла;

11 – цифровой индикатор.

 

Результаты измерений

 

Данные измерений времени локации образцов № 9 и № 1 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Измерение времени локации металлических образцов

 

Время локации τ, мкс
Образец № 9	Образец № 1
7,00	10,25
7,02	10,27
6,99	10,22
7,02	10,31
7,10	10,24

 

Образец № 9

Для образца № 9 . Доверительный интервал I_m вычисляют по результатам измерений эквивалентного напряжения с доверительной вероятностью 95%:

Область допустимой безопасности D оценочного параметра σ:

 

Вывод: прочность исследуемого баллона при давлении 200 ат допустима с доверительной вероятностью более 95%.

 

Образец № 1

Для образца № 1 . Доверительный интервал I_m вычисляют по результатам измерений эквивалентного напряжения с доверительной вероятностью 95%:

Область допустимой безопасности D оценочного параметра σ:

 

Вывод: прочность исследуемого баллона при давлении 200 ат допустима с доверительной вероятностью более 95%.

 

Лабораторная работа № 6.

Цель работы

Оценка безопасности зрительной работы при использовании искусственного освещения.

 

Задание

Координаты, см	Х = 0 ÷ 40; Y = 40 ÷ 60
Высота подвески светильника, Н, см
Тип лампы	ЛД
Наименьший объект различия d, мм	При l ≤ 0,5 м – 4,0
Контраст объекта с фоном	Малый
Характеристика фона	Средний

 

Нормы безопасности

 

Границы области допустимых значений освещённости определяются по заданию преподавателя в зависимости от разряда и подразряда зрительной работы. При l ≤ 0,5 м (l – расстояние от объекта различия до глаз работающего) d = 4,0 мм, что соответствует V разряду зрительной работы.

Подразряд зрительной работы: а.

Нижняя граница определяется как минимальное значение освещённости на рабочем месте:

Верхняя граница области допустимых значений определяется пересчётом по нормам отражённой яркости:

,

где γ = 0,2 – коэффициент отражения поверхности рабочего стола;

ε – относительная освещённость, определяется эмпирически на конкретном рабочем месте:

В_ср – среднее значение отражённой яркости. Для площади рабочей поверхности S = 20∙40 = 800 cм² = 0,08 м² значение В_ср составляет 1000 кд/м².

Схема лабораторного стенда

 

а – вид сбоку;

б – вид поверхности лабораторного стола сверху;

1 – рабочая поверхность стола;

2 – светильник с лампой накаливания;

3 – люминесцентные светильники общего освещения;

4 – люксметр Ю-116;

5 – подъёмный механизм;

6 – сетка с квадратными ячейками стороной 10 см.

 

Результаты измерений

 

Светопоглотитель: КМ, ослабляющий освещённость в 10 раз.

Температура воздуха t = 18,2 °С.

Цена деления шкалы ΔЕ_у = 10 лк.

 

Результаты измерений комбинированной и местной освещённости в 8 квадратах рабочей поверхности приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Измерение освещённости рабочей поверхности

 

Комбинированное освещение, Ек, лк
Ек1	Ек2	Ек3	Ек4	Ек5	Ек6	Ек7	Ек8
Местное освещение, Em, лк
Em1	Em2	Em3	Em4	Em5	Em6	Em7	Em8

 

Лабораторная работа № 1.

Цель работы

 

Определение уровня безопасности персонала в рабочем помещении с общеобменной вентиляцией.

 

Задание

 

Положение шибера	№ 1
Положение окна вытяжного шкафа	№ 2
Минимальное значение кратности воздухообмена	Кmin = 4
Объём рабочего помещения	V = 90 м3

 

Нормы безопасности

 

Для производственных помещений наиболее приемлемые значения кратности воздухообмена К удовлетворяют условию:

4 ≤ К ≤ 20 ч^-1.

Схема лабораторного стенда

 

 

1 – вытяжной шкаф;

2 – вентилятор;

3 – газоход;

4 – окно вытяжного шкафа;

5 – подвижная стенка;

6 – трубка Прандтля;

7 – микроманометр;

8 – трубка для измерения статического давления;

9 – тягонапоромер;

10 – рубильник;

11 – шибер;

12 – устройство для перемещения пневмометрической трубки;

13 – барометр;

14 – психрометр Ассмана.

Результаты измерений

 

Результаты измерений температуры мокрого термометра приведены в таблице 1.

Таблица 1

Измерение температуры мокрого термометра

 

tм, °С	τ, с	tм, °С	τ, с
16,0		15,4
15,8		15,6
15,6		15,8
15,4		16,0

 

t_с – температура сухого термометра, t_с = 24 °С;

t_м – температура мокрого термометра, t_м = 15,4 °С;

Δ_шt – цена деления шкалы термометра, Δt = 0,2 °С;

В – атмосферное давление, В = 103,0 кПа;

Δ_шВ – цена деления шкалы барометра, ΔВ = 0,1 кПа;

Р_ст – статическое давление по показанию тягонапоромера, Р_ст = 7 мм вод. ст.;

h₀ – высота столба жидкости в трубке микроманометра в отсутствии воздушного потока, h₀ = 10 мм шкалы;

Δh – цена деления шкалы трубки микроманометра, Δh = 1 мм шк.;

w – относительная влажность воздуха, по психрометрической номограмме

w = 38%.

 

Результаты измерений динамического давления в точках газохода приведены в таблице 2.

Таблица 2

Измерение динамического давления по микроманометру

 

h1, мм шк.	h2, мм шк.	h3, мм шк.	h4, мм шк.

 

Лабораторная работа № 2.

Цель работы

Определение уровня безопасности в рабочем помещении, обеспечиваемого местной вентиляцией.

 

Задание

Положение шибера	№ 1
Положение окна вытяжного шкафа	№ 3
Опасное вещество	Сероводород

 

Нормы безопасности

Сероводород относится к высоко опасным газам. Нормативное значение скорости подсоса воздуха составляет 0,7 м/с.

Схема лабораторного стенда

 

1 – вытяжной шкаф;

2 – подвижная стенка;

3 – газоход;

4 – вентилятор;

5 – шибер;

6 – термоанемометр;

7 – первичный преобразователь термоанемометра;

8 – крыльчатый анемометр;

9 – фотодиод;

10 – лампочка подсветки;

11 – блок питания;

12 – частотомер;

13 и 14 – штативы;

15 – переключатель рода работы;

16 – переключатель «Время измерения»;

17 – цифровой индикатор;

18 – рубильник

Результаты измерений

 

Данные измерений частоты импульсов и скорости воздуха в четырёх точках плоскости окна вытяжного шкафа приведены в таблице 1.

Таблица 1

Измерение частоты импульсов и скорости воздуха

f, кГц
0,0266	0,0234	0,0304	0,0279
0,0255	0,0248	0,0296	0,0277
0,0213	0,0254	0,0292	0,0232
u, м/с
0,5	0,5	0,4	0,5
0,4	0,4	0,4	0,4
0,4	0,5	0,5	0,4

 

Δ u – цена деления шкалы термоанемометра, Δ u = 0,1 м/с;

Δ f – цена деления шкалы частотомера, кГц, Δ f = 0,0001 кГц;

τ – время измерения частоты, τ = 10с.

 

Лабораторная работа № 3.

Экспериментальное исследование микроклимата производственных помещений

Цель работы

Определение уровня безопасности рабочего помещения для персонала по параметрам микроклимата.

 

Задание

Период года	Холодный
Категория работ	Тяжёлая III
Рабочее место	Постоянное
Положение тепловентилятора	α = 30°
Режим работы тепловентилятора	NO

 

Нормы безопасности

1. Допустимая скорость движения u₀ не более 0,5 м/с;

2. Допустимая относительная влажность w₀ не более 75 %;

3. Допустимая нижняя температура t₀₁ = 13 °С;

4. Допустимая верхняя температура t₀₂ = 19 °С.

 

Схема лабораторного стенда

1 – психрометр;

2 – термоанемометр;

3 – первичный преобразователь термоанемометра;

4 – защитный кожух преобразователя;

5 – тепловентилятор;

6 – поворотное устройство;

7 – колба с дистиллированной водой.

 

Результаты измерений

 

Результаты измерений температуры мокрого термометра приведены в таблице 1.

Таблица 1

Измерение температуры мокрого термометра

 

tм, °С	τ, с	tм, °С	τ, с
19,0		18,2
18,6		18,4
18,4		18,4
18,4		18,4
18,2		18,4
18,2		18,6

 

t_с – температура сухого термометра, t_с = 24 °С;

t_м – температура мокрого термометра, t_м = 18,2 °С;

Δt – цена деления шкалы термометра, Δt = 0,2 °С;

u_m – подвижность воздуха, u = 0,1 м/с;

Δu – цена деления шкалы термоанемометра, Δu = 0,1 м/с;

t_э.э.т – эффективная эквивалентная температура, t_э.э.т = 21°С;

Р_ат – атмосферное давление, Р_ат = 77,9 см рт. ст.;

ΔР_ат – цена деления шкалы барометра, ΔР_ат = 0,05 см рт. ст.