Экспериментальное исследование работы местной вентиляции

Лабораторная работа № 1.

Экспериментальное исследование работы местной вентиляции

Цель работы

Определение уровня безопасности в рабочем помещении, обеспечиваемого местной вентиляцией.

Задание

Положение шибера	№ 2,5
Положение окна вытяжного шкафа	№ 1
Опасное вещество	Фосфор желтый

Нормы безопасности

Желтый фосфор - сильно ядовитое огнеопасное кристаллическое вещество. 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 термоанемометр; 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.

 

f, кГц
0,0328	0,0311	0,0304	0,0325
0,0317	0,0320	0,0324	0,0318
0,0306	0,0321	0,0312	0,0310
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

 

Таблица 1

Измерение частоты импульсов и скорости воздуха

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.

Обработка результатов исследования с оценкой ошибок величин, участвующих в расчётах

Средняя частота импульсов в каждой точке измерения:

Средняя по площади сечения частота импульсов:

,

где m – количество точек измерения, m = 4.

Скорость движения воздуха по частоте импульсов:

,

где а = 0,05 м/с; b = 0,0144 м; f = 31,6 Гц.

Ошибка частотомера δ_ч:

Ошибка измерения скорости воздуха крыльчатым анемометром в каждой точке отдельно:

Суммарная ошибка измерения скорости воздуха крыльчатым анемометром:

,

где δ_в = 0,04 – ошибка тарировки.

Средняя скорость воздуха по результатам измерения термоанемометром в каждой точке:

Средняя по площади сечения окна вытяжного шкафа скорость воздуха u_а:

Ошибка измерения термоанемометра:

,

где δ₀ = 0,1 – погрешность термоанемометра.

Ошибка при измерении скорости воздуха термоанемометром в каждой точке отдельно:

Ошибка измерения скорости воздуха термоанемометром:

 

 

Анализ полученных результатов

Оценка результатов работы производится на основании сравнения измеренных значений u_f и u_a, полученных разными методами, с нормативными значениями с учётом ошибок, допущенных при измерениях.

 

Доверительный интервал I_m измеренного значения скорости u_a с доверительной вероятностью 95%:

Доверительный интервал I_m измеренного значения скорости u_f с доверительной вероятностью 95%:

Интервал I_d области допустимой безопасности D оценочного параметра u:

Выбираем наименьший интервал I_mf и сравниваем его с интервалом I_d.

 

Вывод: уровень безопасности персонала при работе местной вентиляции является недопустимым с доверительной вероятностью более 95%.

 

Лабораторная работа № 2.

Экспериментальное исследование

Работы общеобменной вентиляции

 

Цель работы

Определение уровня безопасности персонала в рабочем помещении с общеобменной вентиляцией.

Задание

Положение шибера	№ 1
Положение окна вытяжного шкафа	№ 1
Минимальное значение кратности воздухообмена	Кmin = 5^-4
Объём рабочего помещения	V = 80 м^3

 

Нормы безопасности

Для производственных помещений наиболее приемлемые значения кратности воздухообмена К удовлетворяют условию: 4 ≤ К ≤ 20 ч^-1.

Схема лабораторной установки

 

 

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 = 17,2 °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 = 4 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 № 3.

Лабораторная работа № 4.

Цель работы

Определение уровня безопасности рабочего помещения для персонала по параметрам микроклимата.

Задание

Период года	Холодный
Категория работ	Легкая II б
Рабочее место	Постоянное
Положение тепловентилятора	α = 30°
Режим работы тепловентилятора	NO

 

Нормы безопасности

Пери-од года	Катего-рия работ	Температура ^0С	Относите- льная влажность	Скорость движения
Оптим- альная	Допустимая	Оптим- альная	Допус- тимая На пост.раб месте.	оптимальная	допустимая
	Постоянные На раб. местах.
Холод-ный	Легкая(II)б	18-20			40-60	Не более 75при 24^0 и ниже	0,4	0,2-0,6

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.

Лабораторная работа № 5.

Цель работы

Определение уровня безопасности тонкостенных оболочек, находящихся под нагрузкой.

Задание

Давление внутри оболочки	Р = 100 ат
Радиус оболочки	R = 20 см
Вид оболочки	Шар
Образец №8	Сталь 12Х18М10Т, t = 600°С
Образец №5	Сталь 20К, t = 380°С
Число измерений	n = 5

Нормы безопасности

Нормированные допустимые напряжения стали для расчётного срока 200000 ч.:

1. Сталь 12Х18М10Т, .

2. Сталь 20К, .

Схема лабораторного стенда

 

1-дефектоскоп УД2-12; 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-разъемы коаксиального кабеля; 10- бутылочка масла; 11-цифровой индикатор.

Результаты измерений

 

Данные измерений времени локации образцов № 8 и № 5 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Измерение времени локации металлических образцов

 

Время локации τ, мкс
Образец № 8	Образец № 5
8,57	5,92
8,53	5,91
8,61	5,93
8,55	5,94
8,56	5,93

 

Образец № 8

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 100 ат допустима с доверительной вероятностью более 95%.

Образец № 5

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 100 ат допустима с доверительной вероятностью более 95%.

 

Лабораторная работа №6

 

Результаты измерений.

В таблице представлены результаты измерений шума, с помощью

шумомера PSI-202:

 

Октавы Гц
		80,5			84,5
					86,5
			83,5	81,5	87,5

 

Δ_Ш – цена деления шумомера; Δ_Ш = 0,5 дБ

Обработка результатов исследования с оценкой ошибок величин, участвующих в расчетах.

1) Вычислить среднее значение уровня звукового давления в каждой из октав:

2)

k – номер октавы;

n – количество повторных измерений.

2) Вычислить среднеквадратическое отклонение в выборке Δ_SK для каждой из октав:

 

дБ

 

 

дБ

 

 

дБ

 

 

3) Вычислить относительную ошибку измерения шума δ_К для каждой из октав:

Δ_а – абсолютная ошибка шумомера, Δ_а = 1,5 Дб;

Δ_ш-цена деления шкалы;

 

 

 

 

Анализ полученных результатов.

Анализ полученных результатов производиться путем сравнения измеренных значений L_К для каждой из октав с нормативными значениями.

I.

1.Вычислить доверительный интервал I_m измеренного значения уровня звукового давления L_m октавы «1» с доверительной вероятностью 95%.

L_m1 = L_{m ·} (1 – 1,96·δ)

L_m1 = 82,2· (1 – 1,96·0,041)=75,59дБ

L_m2= L_{m ·} (1 +1,96·δ)

L_m2 = 82,2· (1 + 1,96·0,041)=88,81дБ

I_m = { L_m1; L_m2 }= {75,59; 88,81} дБ

2. Записать интервал I_d области допустимой безопасности D величины уровня звукового давления выбранной октавы:

I_d = { -∞; L₀ }= {-∞; 75} дБ

Вывод: Безопасность уровня звукового давления в октаве «1» недопустимая с доверительной вероятностью более 95%

II.

1.Вычислить доверительный интервал I_m измеренного значения уровня звукового давления L_m октавы «2» с доверительной вероятностью 95%.

L_m1 = L_{m ·} (1 – 1,96·δ);

L_m1 = 83,3· (1 – 1,96·0,085) = 69,42 дБ.

L_m2= L_{m ·} (1 +1,96·δ);

L_m2 = 83,3· (1 + 1,96·0,085) = 97,18 дБ.

I_m = { L_m1; L_m2 }= {69,42; 97,18} дБ

2.Записать нтервал I_d области допустимой безопасности D величины уровня звукового давления выбранной октавы:

I_d = { -∞; L₀ }= {-∞;73} дБ

Вывод: Безопасность уровня звукового давления в октаве «2» допустимая с доверительной вероятностью от 5% до 95%

III.

1.Вычислить доверительный интервал I_m измеренного значения уровня звукового давления L_m одной из октав с доверительной вероятностью 95%.

L_m1 = L_{m ·} (1 – 1,96·δ);

L_m1 = 84,7· (1 – 1,96·0,056) = 75,4дБ.

L_m2= L_{m ·} (1 +1,96·δ);

L_m2 = 84,7· (1 + 1,96·0,056) = 93,9 дБ.

I_m = { L_m1; L_m2 }= {75,4; 93,9} дБ

2. Записать интервал I_d области допустимой безопасности D величины уровня звукового давления выбранной октавы:

I_d = { -∞; L₀ }= {-∞;71} дБ

Вывод: Уровень звукового давления в октаве «3» недопустимый с доверительной вероятностью более 95%

 

Лабораторная работа № 1.

Экспериментальное исследование работы местной вентиляции

Цель работы

Определение уровня безопасности в рабочем помещении, обеспечиваемого местной вентиляцией.

Задание

Положение шибера	№ 2,5
Положение окна вытяжного шкафа	№ 1
Опасное вещество	Фосфор желтый

Нормы безопасности

Желтый фосфор - сильно ядовитое огнеопасное кристаллическое вещество. 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 термоанемометр; 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.

 

f, кГц
0,0328	0,0311	0,0304	0,0325
0,0317	0,0320	0,0324	0,0318
0,0306	0,0321	0,0312	0,0310
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

 

Таблица 1

Измерение частоты импульсов и скорости воздуха

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.