Приборы и методы контроля воздушной среды

В производственных помещениях в процессе работы необходимо периодически контролировать параметры воздушной среды. Осуществляют это с помощью контрольно-измерительных приборов.

Температура воздуха контролируется термометрами, установленными постоянно на стенах или колоннах на высоте около 1,5 м и не ближе 1 м от нагревательных приборов. При легких работах необходим более тщательный контроль за температурой воздуха в помещении и в этих случаях применяются термографы, осуществляющие непрерывную запись температуры. Термографы могут быть двух типов - для суточной и недельной записи температуры.

Относительная влажность воздуха измеряется психрометром, который имеет два одинаковых ртутных или спиртовых термометра: сухой и влажный. По разности их показаний с помощью психрометрической таблицы или номограммы определяется относительная влажность воздуха. Относительная влажность выражается в процентах. Разность показаний сухого 1 и влажного 2 термометров обусловлена тем, что шарик влажного термометра обертывается тонкой гигроскопичной материей или марлей 3, концы которой помещают в сосуд 4 с дистиллированной водой. Вода, испаряясь с поверхности шарика влажного термометра, охлаждает его, поэтому показания влажного термометра всегда ниже показаний сухого. В этих же целях применяется стационарный аспирационный психрометр, имеющий вентилятор, протягивающий исследуемый воздух через прибор, что повышает точность показаний психрометра. При необходимости непрерывного определения и записи влажности воздуха используют гигрографы.

Скорость движения воздуха замеряется анемометрами - крыльчатыми и чашечными.

Чашечный и крыльчатый анемометры состоят из воспринимающей части, вращающейся под действием воздушного потока, и счетного механизма. Воспринимающая часть крыльчатого анемометра состоит из крыльчатки-втулки с насаженными на ней восемью крылышками, поставленными под углом 45° к потоку. На оси крыльчатки укреплен червячный винт, передающий вращение счетному механизму, который снабжен циферблатом и стрелкой. Крыльчатый анемометр применяется для определения скоростей свободного воздушного потока от 0,3 до 5 м/с.

Чашечный анемометр отличается от крыльчатого лишь конструкцией воспринимающей части, которая состоит из четырех полых полушарий, укрепленных на крестовине, сидящей на оси. Вследствие того, что поток воздуха по-разному действует на вогнутую и выпуклую части полушарий, происходит их вращение вокруг оси. Чашечным анемометром можно измерить скорости воздушного потока от 1 до 20 м/с.

Измерение скоростей воздушного потока менее 0,3 м/с производится микроанемометром или электротермоанемометром.

Определение давлений и измерение скоростей движения воздуха в воздуховодах производится пневмометрическими трубками. С помощью пневмометрических трубок можно определить полное и статическое давление, а также динамическое (скоростное) давление, представляющее собой разность этих давлений. Скорость движения воздуха в воздуховодах обычно измеряется пневматическими трубками, соединенными с U-образным манометром.

Концентрация паров и газов определяется одним из методов: экспрессным (индикационным), автоматическим или лабораторным.

Экспресс-методы применяются для быстрого определения содержания в воздухе паров или газов непосредственно на месте. В большинстве случаев для этих целей используются быстропротекающие цветные реакции. Через стеклянную трубочку, заполненную высокочувствительной поглотительной жидкостью или твердым веществом (носителем), пропитанным индикатором, пропускается определенный объем исследуемого воздуха. Сопоставляя длину окрашенного столбика индикаторной трубки со шкалой измерения, определяют количество вредных веществ в воздухе производственных помещений. Экспресс-методы выполняются с помощью специальных приборов - газоанализаторов, конструкции которых многочисленны (УГ-2 и др.). Данные методы являются простыми и оперативными.

Автоматические методы обеспечивают быстроту и точность анализа воздуха. Выполняются они автоматическими газоанализаторами, которые согласно используемым аналитическим методам подразделяются на спектрометрические, электрические, оптические и др.

Лабораторные методы позволяют путем отбора проб воздуха в производственных помещениях и их анализа в лаборатории обеспечить высококачественные результаты, но для их получения необходимо лабораторное оборудование, квалифицированные специалисты-химики и значительное время.

Содержание пыли в воздухе производственных помещений и на рабочих местах измеряют, пропуская запыленный воздух через фильтры и определяя массу задержанной ими пыли. Этот способ называется весовым. Для быстрого определения степени запыленности воздуха разработан ряд методов и приборов. При необходимости проводится анализ пыли по составу ее веществ и дисперсности.

Загрязненный воздух производственных помещений может содержать различные вредные вещества оказывающие концерагенные, удушающие и другие воздействия. Для обеспечения безопасных условий жизнедеятельности для воздуха производственных помещений должно выполняться условие С_i <=ПДК_i, где С_i- концентрация i вредного вещества, ПДК_i – предельно допустимая концентрация i вредного вещества. Кроме вредных примесей в воздухе помещений может содержаться избыт. тепло от работающих приборов, людей. Потребным воздухообменом (ВО) называется количество воздуха которое необходимо вводить в помещение или удалять из него в течение часа. V₁- потребный ВО при выделении избыточного тепла; V₂- потребный ВО при выделении вредных веществ. При вентиляции избыт. тепло Q_ИЗБ расходуется на нагревание поступающего воздуха. Происходит изменение температуры с t=t_{приточн} до t=t_удал, следовательно Q_ИЗБ=c*m*(t_удал-t_приточ)

	QИЗБ-общее кол-во тепла [кДж/ч], С- теплоемкость воздуха [кДж/кг×°С]=1, r-плотность воздуха [кг/м^3], tУД-т-ра удаляемого воздуха, tПР-т-ра приточного воздуха
	К- общее кол-во загрязняющих в-в при работе разных источников в течение года [гр/ч] КУД, КПР - концентрация вредных в-в в удаляемом и приточном воздухе [гр/м^3] V2-[м3/ч]
	По санитарным требованиям Kудал<=ПДК, при этом Kприточ<=0,3ПДК. Вентиляция — организованный воздухообмен, который обеспечивает удаление из помещения воздуха, загрязненного избыточным теплом и вред. веществами и тем самым нормализует возд. среду в помещ. Работоспособность системы вентиляции опред-ся показателем кратности ВО (К).
	V-кол-во воздуха, удаляемого из помещения в течение часа [м^3/ч] VП- объем помещения, м^3 К=[1/ч]

Способы очистки воздухаМеханические (пыли, масел, газообразных примесей) Пылеуловители; Фильтры

Физико-химические (очистка от газообраз. примесей) Сорбция адсорбция (актив. уголь); абсорбция (жидкость)

Каталитические (обезвреживание газообразных примесей в присутствии катализатора) Фильтры — устройства, в кот. для очистки воздуха исп-тся материалы (пр-во), способные осаживать или задерживать пыль: бумажные; тканевые; электрические; ультрозвуковые; масляные; гидравлические; комбинированные. Контроль параметров возд. среды осущ. с пом. приборов: Термометр (температура); Психрометр (влажность); Анемометр (скорость движ/ воздуха); Актинометр (интенсивность тепл. излучения); Газоанализатор (концентрация вредных веществ).