ТОП 10:

Порядок проведения лабораторной работы



1. Подготовить к исследованию четыре защитных экрана (брезен- товый, экран с цепями, черный металлический экран и белый метал- лический экран).

2. Подключить источник теплового излучения к сети переменного тока.

3. Включить источник теплового излучения (верхний нагрева- тельный элемент) и измеритель теплового потока ИПП-2М. Устано- вить ИПП-2М в положение «плотность потока».

4. Проверить положение головки измерителя теплового потока в штативе (смещена относительно стойки на 100 мм). Произвести за- меры плотности теплового потока от источника теплового излучения в пяти точках (300 мм, 400 мм, 500 мм, 600 мм и 700 мм), перемещая вручную штатив вдоль линейки. В каждой исследуемой точке необ- ходимо выполнять 5 замеров плотности теплового потока для их по- следующего усреднения (для увеличения точности показаний в од- ной точке замера). Данные занести в протокол 2.1.

5. Установить экран с брезентом. Подождать 3...5 мин для уста- новления стационарного режима. Замерить плотность теплового по- тока в исследуемых точках (аналогично п. 4). Занести данные заме- ров в протокол 2.2.

6. Установить экран с цепями и, дождавшись установления ста- ционарного режима, провести замеры плотности теплового потока аналогично п. 5. Заполнить протокол 2.3.

7. Установить черный металлический экран и, дождавшись уста- новления стационарного режима, провести замеры плотности тепло- вого потока аналогично п. 5. Заполнить протокол 2.4.

8. Переключить прибор ИПП-2М в положение «температура». За- мерить температуру поверхности экрана в верхней части, для чего


датчик измерения температуры плотно прижать к поверхности экра- на и удерживать 1,5 мин. Полученные данные занести в протокол 2.8.

9. Установить белый металлический экран и, дождавшись уста- новления стационарного режима, провести замеры плотности тепло- вого потока аналогично п. 5. Заполнить протокол 2.5.

10. Переключить прибор ИПП-2М в положение «температура». Замерить температуру поверхности экрана в верхней части, для чего датчик измерения температуры плотно прижать к поверхности экра- на и удерживать 1,5 мин. Полученные данные занести в протокол 2.8.

11. Разместить над исследуемым белым металлическим экраном широкую щетку пылесоса. Включить пылесос в режим отбора возду- ха (имитируя устройство вытяжной вентиляции) и включить его. Спустя 3...5 мин (после установления стационарного теплового ре- жима) определить величину плотности теплового потока в исследуе- мых точках (см. п. 5). Заполнить протокол 2.6.

12. Перевести пылесос в режим подачи воздуха (имитируя режим воздушного душирования), при этом поток воздуха должен быть на- правлен непосредственно на поверхность экрана со стороны источ- ника. Спустя 3...5 мин (после установления стационарного теплового режима) определить величину плотности теплового потока в иссле- дуемых точках (см. п. 5). Выключить пылесос и заполнить прото- кол 2.7.

13. По окончании измерений произвести расчет среднего значения плотности теплового потока для всех точек замера (протоколы 2.1 – 2.7).

14. По данным протоколов 2.1 – 2.5 построить на одном графике зависимости среднего значения плотности теплового потока

ср 2

=
qпад, Вт/м , от расстояния x, мм, при открытом источнике теплового


пад
излучения и с экранами: qср


f (x).


15. По данным протоколов 2.5, 2.6 и 2.7 построить на одном гра- фике зависимости среднего значения плотности теплового потока

ср 2

=
qпад, Вт/м , от расстояния x, мм при имитации работы вентиляции


пад
(вытяжной и приточной) и без нее: qср


f (x).


16. Произвести расчет эффективности защитного действия экра- нов, а также эффективности комбинированной тепловой защиты (при совместной работе защитного экрана и местной вентиляции) по фор- муле (2.1) в точке, максимально приближенной к источнику (300 мм). Занести полученные результаты расчета в протокол 2.9. По


результатам расчета построить гистограмму эффективности экранов и комбинированной защиты.

17. Сделать выводы о проделанной работе.

 

Протоколы

Протокол 2.1. Результаты замеров плотности теплового потока на различных расстояниях от открытого источника теплового излуче- ния

 

Расстояние от источ- ника излучения, мм Плотность теплового потока падающего излучения, Вт/м2 Среднее значе- ние ср, Вт/м2 qпад
           
           
           
           
           

Протокол 2.2. Результаты замеров плотности теплового потока на различных расстояниях от источника теплового излучения с брезен- товым экраном

Расстояние от источ- ника излучения, мм Плотность теплового потока падающего излучения, Вт/м2 Среднее значе- ние ср, Вт/м2 qпад
           
           
           
           
           

Протокол 2.3. Результаты замеров плотности теплового потока на различных расстояниях от источника теплового излучения с экраном цепи

Расстояние от источ- ника излучения, мм Плотность теплового потока падающего излучения, Вт/м2 Среднее значе- ние ср, Вт/м2 qпад
           
           
           
           
           

Протокол 2.4. Результаты замеров плотности теплового потока на различных расстояниях от источника теплового излучения с черным металлическим экраном

Расстояние от источ- ника излучения, мм Плотность теплового потока падающего излучения, Вт/м2 Среднее значе- ние qпад, Вт/м ср
           
           
           
           
           

Протокол 2.5. Результаты замеров плотности теплового потока на различных расстояниях от источника теплового излучения с белым металлическим экраном

Расстояние от источ- ника излучения, мм Плотность теплового потока падающего излучения, Вт/м2 Среднее значе- ние qпад, Вт/м ср
           
           
           
           
           

Протокол 2.6. Результаты замеров плотности теплового потока на различных расстояниях от источника теплового излучения с белым ме- таллическим экраном при имитации работы вытяжной вентиляции

Расстояние от источ- ника излучения, мм Плотность теплового потока падающего излучения, Вт/м2 Среднее значе- ние ср, Вт/м2 qпад
           
           
           
           
           

Протокол 2.7. Результаты замеров плотности теплового потока на различных расстояниях от источника теплового излучения с белым металлическим экраном при имитации воздушного душирования

Расстояние от источ- ника излучения, мм Плотность теплового потока падающего излучения, Вт/м2 Среднее значение qпад, Вт/м ср
           
           
           
           
           

Протокол 2.8. Результаты замеров температур экранов

 

Вариант Температура, °С
Поглощающий (черный металлический)  
Отражающий (белый металлический)  

Протокол 2.9. Эффективность работы экранов и комбинированной тепловой защиты

 

Теплозащитное устройство Эффективность, %
Экран с брезентом  
Экран с цепями  
Экран черный металлический  
Экран белый металлический  
Экран белый металлический совместно с вытяжной вентиляцией  
Экран белый металлический совместно с воздуш- ным душированием  

 

Библиографический список

1. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. – 5-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2005. – 606 с.

2. ГОСТ 12.1.005–88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические тре- бования к воздуху рабочей зоны.

3. ГОСТ 12.4.123–83 ССБТ. Средства коллективной защиты от инфракрасных излучений. Общие технические требования.

4. ГОСТ Р 12.4.011–89 ССБТ. Средства защиты работающих. Об- щие требования и классификация.

5. Р 2.2.2006–05. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация ус- ловий труда.

6. ГОСТ 25380–82. Здания и сооружения. Метод измерения плот- ности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструк- ции.

7. Безопасность жизнедеятельности в металлургии: Учеб. для ву- зов / Л.С. Стрижко, Е.П. Потоцкий, И.В. Бабайцев и др.; Под ред. Л.С. Стрижко. – М.: Металлургия, 1996. – 416 с.


Контрольные вопросы

1. Какие технические средства защиты от тепловых излучений вы знаете?

2. Как определить эффективность экрана?

3. Какой из исследуемых экранов наиболее/наименее эффектив- ный?

4. Какие величины нормируются при нормировании тепловых из- лучений?

5. Сформулируйте основные законы теплового излучения.

6. Приведите классификацию экранов.

7. Какими свойствами должна обладать ткань, из которой изго- тавливают средства индивидуальной защиты?

8. Что представляет собой воздушное душирование?

9. Какая величина интенсивности теплового излучения не вызы- вает неприятных ощущений у человека?

10. Как влияет длина волны ИК излучения при его воздействии на человека?


Приложение 2.1

 

Примеры характеристик конструкций оградительных устройств, применяемых для защиты от ИК излучений [3]

 

Наименова- ние средства защиты   Конструктивное исполнение Вид мате- риала Вид охладителя   Назначение
газооб- разный газожид- костный жидко- стный
Теплоотра- жающие Устройство, состоящее из одного или нескольких полированных лис- тов алюминия толщиной 1...1,5 мм с воздушной прослойкой 25...30 мм и с естественным или принудитель- ным охлаждением Непро- зрачные Воздух Воздуш- ная смесь Локализация ИК излучения от стен печей, нагретых материалов, ограждение внешних поверхно- стей стен кабин постов управле- ния
Устройство, состоящее из одного или нескольких теплоотражающих стекол с воздушной прослойкой 20...30 мм и с естественным или принудительным охлаждением Прозрач- ные То же То же Ограждение от ИК излучений смотровых проемов кабин постов управления
Теплоотво- дящие Устройство, состоящее из напорных водоохлаждаемых труб, покрытых металлическим листом Непро- зрачные Вода Локализация ИК излучений от стен и открытых проемов печей
Устройство, состоящее из сварных заслонок, футерованных огнеупо- ром То же Водовоз- душная смесь То же То же
Устройство охлаждаемое из металлической сетки   Полупро- зрачный   −   −   Вода   Локализация ИК излучений от нагретых материалов переработки
из металлических цепей То же То же Локализация ИК излучений от открытых проемов печей

Продолжение прил. 2.1

 

Теплопогло- щающие Устройство   из стальных заслонок или щи- тов, облицованных асбестом, легко- весом, вермикулитовыми или пер- литовыми плитами и др.     Непро- зрачный     Воздух     −     −     Локализация ИК излучений от стен печей, нагретых материалов переработки, открытых проемов печей
из металлической сетки с ячей- кой размером не более 3×3 мм Полупро- зрачный Локализация ИК излучений от открытых проемов печей
из металлических цепей То же То же
из стекла с сеткой То же Ограждение от ИК излучений смотровых проемов кабин постов управления
из одного или двух закаленных стекол с воздушной прослойкой 25...30 мм с естественным или при- нудительным охлаждением Прозрач- ные Воздух Ограждение от ИК излучений смотровых проемов кабин постов управления
Комбиниро- ванные отража- тельно- пористые     Устройство, состоящее из перфори- рованного полированного алюми- ниевого листа с принудительным охлаждением     Непро- зрачные     −     Водовоз- душная смесь     −     Ограждение от ИК излучений поверхностей стен кабин постов управления
поглоти- тельно- пористые Устройство с пористым теплоизо- лирующим материалом и принуди- тельной подачей охладителя То же То же Локализация ИК излучений от стен и открытых проемов печей
отража- тельно- пленочные Устройство, состоящее из двойного закаленного теплоотражательного и теплопоглощающего стекла с воздушной прослойкой 25...30 мм с естественным или принудительным охлаждением Прозрач- ные Воздух Ограждение от ИК излучений смотровых проемов кабин постов управления

Лабораторная работа 3

 

ИСПЫТАНИЕ ВЫТЯЖНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТАНОВОК

Цель работы – исследование работы местной вытяжной механи- ческой вентиляции (вытяжного шкафа и вытяжного зонта) и опреде- ление их технических характеристик.

 

Общие сведения

Для локализации вредных выделений (газы, пары, избыточное те- пло, пыль) непосредственно в источнике их выделения и удаления их из производственного помещения служит местная вытяжная механи- ческая вентиляция.

Основные требования, предъявляемые к вентиляционным систе- мам при монтаже, эксплуатации и ремонте, установлены в ГОСТ 12.4.021–75 ССБТ «Системы вентиляционные. Общие требо- вания» [1]. Требования санитарной, экологической, пожарной безо- пасности при пользовании, а также требования надежности и энерго- сбережения к системам вентиляции воздуха зданий и сооружений приведены в СНиП 41-01–2003 «Отопление, вентиляция и кондицио- нирование» [2].

Местные отсосы многообразны по типам и конструкции, но во всех случаях должны удовлетворять основным требованиям: обеспе- чивать максимально возможное укрытие мест вредных выделений с минимальной площадью открытых проемов и отверстий; исключать возможность прохождения отсасываемых вредных веществ через зону дыхания работающих; удалять вредные выделения таким обра- зом, чтобы направление их движения совпадало с направлением их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль – вниз). Местные отсосы не должны мешать оператору выполнять технологические операции, их приме- нение не должно вызывать снижения производительности труда.

При проектировании местных отсосов необходимо иметь данные об аэродинамике вредных выделений (скорости выхода газов, темпе- ратуре, концентрации газов), изменениях этих параметров при раз- личных режимах работы оборудования и ведения технологического процесса.


Местные вытяжные системы применяются в сочетании с общеоб- менными. При их совместном действии можно обеспечить необхо- димые условия воздушной среды в помещениях.

Целью установки местной вытяжной вентиляции у технологиче- ского оборудования является локализация вредностей, т.е. предот- вращение выбивания их в атмосферу производственного помещения путем ограждения источников выделения вредных веществ и созда- ния в рабочих проемах и неплотностях этого ограждения (местного отсоса) потоков воздуха, направленных внутрь ограждения. Эти по- токи называют аспирационными, а количество воздуха, поступающе- го внутрь местного отсоса через неплотности и открытые проемы в единицу времени – аспирационным расходом воздуха L, м3/ч.

Величина L определяется как произведение площади неплотно- стей и открытых рабочих проемов F, м2 на оптимальную скорость аспирационных потоков v, м/с, гарантирующую невыбивание вред- ностей из этих проемов и неплотностей местного отсоса:

L = 3600Fv , (3.1)

Величина площади F является расчетной, определяемой в зависи- мости от конструкции местного отсоса, вида технологического обо- рудования и требований к размерам рабочих проемов, необходимых для ведения технологического процесса. Величина оптимальной ско- рости потока воздуха в неплотностях и проемах v зависит от степени токсичности выделяющихся вредностей, конструктивных особенно- стей местного отсоса и технологического оборудования.

Скорость движения воздуха в открытом рабочем проеме v и аспи- рационный расход L являются основными техническими характери- стиками любой местной вытяжной вентиляционной установки.

Местные отсосы размещают у источника вредных выделений и в за- висимости от технологического процесса и оборудования, исполняют в виде: вытяжного зонта, вытяжного шкафа, витринного отсоса, бортового отсоса, отсасывающих панелей, аспирируемых укрытий и др. (рис. 3.1).

Вытяжной шкаф. По конструктивному исполнению вытяжные шкафы относятся к двум типам местных отсосов: вытяжные шкафы обычные с открытым рабочим проемом (полузакрытого типа) и вы- тяжные шкафы закрытого типа – боксы.

Вытяжные шкафы широко применяются при ручных работах на технологических операциях термической, гальванической обработки металлов, при окраске, пайке, выпаривании растворов, ручной работе с пылящими материалами, с химическими веществами.


 

 

Рис. 3.1. Схемы местных отсосов: а – вытяжной шкаф; б – витринное укрытие; в – укрытие-кожух для заточного станка; г – вытяжной зонт; д – зонт-козырек над открытым проемом печи; е – вытяжная воронка при сварке крупногабаритных изделий; ж – нижний отсос;

з – боковой отсос; и – наклонная вытяжная панель; к – двухбортовой отсос от гальванической ванны; л – активизированный бортовой отсос; м – кольцевой отсос для ручного сварочного пистолета

 

Боксы применяют для работы с особо вредными и радиоактивны- ми веществами.

Вытяжные шкафы (в зависимости от физико-химических свойств вредных веществ и количества теплоты) делают:

– с верхним удалением воздуха – для удаления теплых газов и га- зов, которые легче воздуха;

– с нижним удалением воздуха – для удаления тяжелых газов и пыли при отсутствии выделений тепла в шкафу;

– с комбинированным удалением воздуха для обеспечения боль- шей равномерности скорости v по всему сечению открытого рабоче- го проема, особенно по высоте. Считается, что наилучшая равномер- ность достигается, если из нижней зоны отсасывается 80...90 % воз- духа, а из верхней 10...20 %.

Вытяжные шкафы устраивают с естественной или механической тягой. Для осуществления естественной вытяжки необходимо, чтобы температура воздуха в шкафу была выше наружной.


Основные типы применяемых вытяжных шкафов представлены в прил. 3.1.

Расход удаляемого из вытяжного шкафа воздуха определяют по формуле (3.1), при этом площадь открытого рабочего проема шкафа, как правило, соответствует 40...50 % площади проема при полном открытии створки.

Скорость движения воздуха в открытом рабочем проеме должна составлять 0,15...1,0 м/с и более в зависимости от плотности выде- ляющихся вредностей и степени их токсичности. В прил. 3.2 приве- дены значения скорости движения воздуха в рабочем проеме при различных выполняемых операциях.

Довольно часто работу вытяжного шкафа также оценивают по кратности воздухообмена, выражаемой отношением

K = L , (3.2)

V

где K – кратность воздухообмена, ч–1;

V – объем вытяжного шкафа, м3.

Витринные отсосы могут быть двух основных типов – низкие и высокие. Низкие витринные отсосы предназначены для производства ручных работ с мелкими деталями, подаваемыми на обработку и убираемыми с рабочего стола вручную или конвейером, проходящим вдоль фронта рабочих мест с витринными отсосами. Высокие вит- ринные отсосы предназначены для работы с деталями, устанавли- ваемыми и убираемыми с рабочего места кранами, а также для рабо- ты на станках, кузнечно-прессовом оборудовании. Они отличаются от низких большой площадью открытого рабочего проема за счет увеличения высоты и съемной откидной или накатной крышкой, уб- рав которую можно поднять или поставить деталь краном и другими подъемно-транспортными приспособлениями.

Витринные отсосы – основной способ устройства эффективных местных отсосов от рабочих мест во многих производствах метал- лургии: в электродном производстве – при обработке электродов на механических станках; в обработке цветных металлов – при работе небольших прокатных станов, прессов для обрезки свинцовых лис- тов и другого оборудования; во вспомогательных цехах – при сва- рочных работах; при работе на станках, прессах и молотках; при пайке; в отделах технического контроля; в лабораториях; на исследо- вательских участках. Везде, где вытяжные шкафы загромождают по-


мещение, применяют витринные отсосы, размещаемые на рабочем столе с отводящими воздух и вредностями воздуховодами, распола- гаемыми за и под рабочими столами.

Вытяжной зонт необходим для улавливания вредных веществ, плотность которых меньше плотности окружающего воздуха. Вы- тяжные зонты устанавливают над электро- и индукционными печами и над отверстиями для выпуска металла и шлака из вагранок и др. Служат для улавливания вредных веществ непосредственно у источ- ника их образования. Используются при механической, реже естест- венной вытяжке.

Вытяжной зонт представляет собой металлический колпак, распо- лагаемый над источником вредных выделений. Всасывающее сече- ние колпака имеет форму, геометрически подобную горизонтальной проекции источника вредных выделений.

Зонты делают:

– открытыми со всех сторон;

– частично открытыми с одной, двух и трех сторон;

– зонты в виде козырьков (для улавливания продуктов сгорания у загрузочных печей, сушилок и т.п.).

Кроме того, зонты исполняют стационарными, поворотными, вы- движными и телескопическими.

Эффективность работы зонта зависит от его размеров, высоты подвеса и угла раскрытия. Чем больше размеры и чем ниже установ- лен зонт, тем он эффективнее. Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле раскрытия не менее 60°.

Оценку работы вытяжного зонта проводят по величине скорости в расчетном сечении зонта. Расчетным сечением зонта считают пло- щадь, сквозь которую под зонт подсасывается воздух из окружающе- го пространства.

Непосредственное измерение приборами скорости в расчетном сечении зонта не позволяет характеризовать его, так как эта скорость в значительной степени изменяется в зависимости от места замера.

Поэтому для определения скорости в расчетном сечении зонта достаточно определить расход удаляемого воздуха на основании формулы (3.1):


= L1

v1 F ⋅ 3600


 

, (3.3)


 

где v1– скорость движения воздуха в расчетном сечении, м/c;


L1 – расход воздуха, проходящего через расчетное сечение зон- та, м3/ч;

F1 – расчетное сечение зонта, м2.

Расход воздуха, проходящего через расчетное сечение зонта L1, равен расходу воздуха L2, удаляемого через воздуховод.

Чтобы получить значение L2 по формуле (3.1), надо определить скорость движения воздуха v2в воздуховоде.

Для эффективной работы зонта необходимо, чтобы скорости вса-

сывания в пространстве между поверхностью источника вредностей и приемный отверстием зонта были достаточными для увлечения вредностей под зонт (без выбивания в помещение), скорости по всей плоскости входного отверстия зонта – равномерны, а объем удаляе- мого воздуха – больше объема подтекающей струи.

При удалении теплого воздуха и влаги скорость воздуха в расчет- ном сечении зонта должна составлять 0,15...0,25 м/с, а при удалении токсичных веществ – 0,5...1,25 м/с в зависимости от числа открытых сторон зонта (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Скорости движения воздуха в расчетном сечении зонта в зависимости от числа его открытых сторон при удалении токсичных веществ

 

Число открытых сторон зонта
Скорость, м/с 1,05...1,25 0,9...1,05 0,75...0,9 0,5...0,75

Бортовые отсосы применяют для удаления вредных выделений с поверхностей растворов, когда по условиям ведения технологическо- го процесса невозможно устройство полных укрытий. Широко рас- пространены в травильных отделениях цехов.

К ванне с раствором монтируется дополнительное устройство в виде системы воздуховодов.

Бортовой отсос может быть:

– односторонним (однобортовой) – с одной стороны ванны (ши- рина ванны до 0,6 м);

– двухсторонним (двухбортовой) – устанавливается с обеих сто- рон ванны;

– активированный бортовой отсос, т.е. отсос со сдувкой (допол- нительно установлен воздуховод, обеспечивающий поток воздуха, направляющий пары в бортовой отсос), применяется при ширине ванны более 1,6 м.

Скорость засасываемого в щель воздуха составляет 0,3...3 м/с.


По конструктивному исполнению бортовые отсосы бывают:

– обычные, когда приемные щели расположены в вертикальной плоскости, применяют при высоком уровне раствора в ванне (до 16 см от уровня раствора до края ванны);

– опрокинутые, когда щели расположены в горизонтальной плос- кости (параллельно зеркалу ванны), применяют при более низком уровне жидкости.

Расход воздуха, удаляемого бортовым отсосом, зависит от разме- ров ванны, температуры раствора, токсичности выделяемых веществ, расстояния от уровня раствора до борта ванны и температуры возду- ха в производственном помещении.

Отсасывающие панели. Для локализации вредных выделений, увлекаемых конвективными струями, когда более полная изоляция источников вредных выделений невозможна по условиям технологи- ческого процесса, применяют отсасывающие панели. Такие панели располагают сбоку от источника вертикально или наклонно на рас- стоянии от источника не более его ширины.

Отсасывающая панель применяется для индивидуального отсоса (от одного рабочего места) при таких ручных операциях, как: элек- тросварка, газовая сварка, пайка, прессование пластмасс, выдувание стекла и т.п.

Основным расчетным параметром, определяющим эффективность работы отсасывающей панели, является расход удаляемого воздуха.

Аспирируемые укрытия обеспечивают полную или частичную изоляцию оборудования кожухом с отсосом из-под него. Поступле- ние пыли или газов в производственное помещение предотвращается благодаря разряжению в укрытии. Конструкция зависит от конфигу- рации оборудования. Наиболее распространены в цветной металлур- гии (там, где токсичность вредных веществ выше, а габариты обору- дования меньше, чем в черной).

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-20; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.233.215.196 (0.03 с.)