Охрана труда (конспект лекций)
Охрана труда (конспект лекций)
[pic]
Охрана труда на производстве.
Охрана труда (ОТ) - система законодательных актов, социально-
экономических, организационных, технических, гигиенических, лечебно
профилактических мероприятий, обеспечивающих безопасность, здоровье и
работоспособность человека а процессе труда.
Задача ОТ - свести к минимуму вероятность поражения или заболевания
работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной
производительности труда. Реальные производственные условия характеризуются
опасными и вредными факторами. Опасные производственные факторы - факторы,
воздействие которых на работающего в определенных условиях приводят к
травме или другим профессиональным заболеваниям. Вредным производственным
фактором называется такой, воздействие которого на работающего в
определенных условиях приводит к заболеванию или снижению
работоспособности. Опасные - движущиеся детали механизмов, раскаленные
тела. Вредные - воздух, примеси в нем, теплота, недостаточное освещение,
шум, вибрация, ионизирующее лазерное и электромагнитное излучения.
Законодательные и нормативные акты ОТ.
В законодательстве об ОТ отражены следующие правила и нормы: правила
организации ОТ на предприятиях; правила по ТБ и производственной санитарии;
правила, обеспечивающие индивидуальную защиту работающих от
профессиональных заболеваний; правила и нормы специальной охраны труда
женщин, молодежи и лиц с пониженной трудоспособностью; правовые нормы, в
которых предусматривается ответственность за нарушение законодательства об
ОТ.
Важнейшие положения в области ОТ закреплены в “Кодексе законов о
труде”. Обеспечение здоровых и безопасных условий труда возлагается на
администрацию предприятия. Администрация предприятия обязана внедрять
современные средства техники безопасности, обеспечивающие санитарно-
гигиенические условия и предотвращающие возникновение профессиональных
заболеваний рабочих. Производственные здания и сооружения должны отвечать
требованиям обеспечивающим безопасные условия труда. Эти требования
включают: рациональное использование территорий; правильное использование
оборудования; защиту рабочих от воздействия вредных производственных
факторов; содержание промышленных помещений в соответствии с санитарно-
гигиеническими требованиями. В законодательстве об ОТ особое внимание
уделяется соблюдению ОТ при проектировании и разработке новых машин и
оборудования.
Система управления ОТ промышленного предприятия.
Действующее трудовое законодательство устанавливает, что
ответственность за организацию труда на предприятии несут директор и
главный инженер. По подразделениям такая ответственность возлагается на
руководителей цехов, участков, служб. Непосредственное руководство ОТ
осуществляет главный инженер.
В целях ОТ КЗОТ возлагает на администрацию предприятия следующие
функции:
Проведение инструктора по ТБ, производственной санитарии и пожарной
безопасности;
Организация работы по профессиональному отбору служащих;
Осуществление контроля за соблюдением работниками предприятия всех
требований и инструкций по ОТ.
Существует несколько видов инструктажа: вводный, первичный на рабочем
месте, вторичный, внеплановый, текущий. Вводный инструктаж обязаны пройти
все вновь поступающие на предприятие, а также командированные лица.
Проводит инструктаж главный инженер.
Первичный на рабочем месте проводиться со всеми, поступившими на
работу. Вторичный - не реже, чем через шесть месяцев. Его цель -
восстановление в памяти рабочего правил по ТБ, а также разбора конкретных
нарушений.
Внеплановый проводят при изменении технологического процесса, правил
по ОТ или при внедрении новой техники.
Текущий инструктаж проводится с работниками предприятия, перед работой
которых оформляется допуск в наряд.
Важное значение для безопасности труда имеет профессиональный отбор,
цель которого выявление лиц, непригодным по своим физическим данным к
участию в производственном процессе. Кроме того, важное значение имеет
соблюдение инструкций по ОТ, которые разрабатываются и утверждаются
администрацией предприятия совместно с профсоюзом. Особую роль в
организации работы по предупреждению несчастных случаев играет служба ОТ.
В условиях современного производства отдельные мероприятия по
улучшению условий труда оказываются недостаточными, поэтому они
осуществляются комплексно, образуя систему управления безопасности труда
(СУБТ) - совокупность объекта управления и управляющей части, связанных
каналами передачи информации. Объектом управления служит безопасность труда
на рабочем месте и характеризуется воздействием людей с предметами и
орудиями труда.
Состояние объектов управления определяется входными параметрами -
факторами, воздействующими на безопасность трудовой деятельности
(X1,...,Xn). К ним можно отнести безопасность конструкций, безопасность
технологических процессов, гигиенические параметры производственной среды и
социально-психологические факторы. Так как реальные производственные
условия не являются абсолютно безопасными, то выходной характеристикой
системы служит некоторый уровень безопасности (Y=f(X1,...,Xn)). Выходы
объектов управления связаны через систему сбора и обработки информации со
входами управляющей части. Информация о выявленных в процессе контроля
отклонениях от нормальной безопасности труда, потенциально опасных
факторах, поступает в управляющий орган для анализа и принятия решений,
направленных на регулирование управляющих параметров входов объекта
управления. Таким образом СУБТ действуют по принципу обратной связи и при
этом осуществляется замкнутое автономное управление. СУБТ - элемент системы
управления более высокого порядка (министерство народного хозяйства).
Поэтому на входе управляющей системы поступает внешняя информация:
законодательная, директивная, нормативная.
Формирование и влияние на человека микроклимата в производственных
условиях.
Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда
является обеспечение чистоты воздуха и нормальных метеорологических условий
в рабочей зоне помещения, т.е. в пространстве до 2 метров над уровнем пола.
Благоприятный состав воздуха: N2 - 78%, О2 - 20,9%, Ar+Ne - 0.9%, CO2 -
0.03%, прочие газы - 0,01%. Такой состав воздуха бывает редко, так как за
счет технологических процессов в воздухе появляются вредные вещества: пары
жидких растворителей (бензин, ртуть), газы появляющиеся в процессе литья,
сварки и термообработки металла. Пыль образуется в результате дробления,
разлома, транспортировки, упаковки, расфасовки. Дым образуется в результате
сгорания топлива в печах, туман - при использовании смазочно-охлаждающих
жидкостей. Вредные вещества проникают в организм в основном через
дыхательные пути и относятся к опасным и вредным производственным факторам.
По характеру воздействия вредные вещества подразделяются на:
Общетоксические. Вызывают отравление всего организма СО, цианистые
соединения, Pb, Hg).
Раздражающие. Вызывают раздражение дыхательного тракта и слизистой
оболочки (хлор, аммиак, ацетон).
Вещества действующие как аллергены (растворители и лаки на основе
нитросоединений).
Мутагенные. Приводят к изменению наследственности (Pb, Mn,
радиоактивные вещества).
Ряд вредных веществ оказывают на организм человека фиброгенное
воздействие, вызывая раздражение слизистой оболочки не попадая в кровь
(пыль: металлов, пластмассовая, древесная, наждачная, стеклянная). Эта пыль
образуется при металлообработке, литье и штамповке. Наибольшую опасность
представляет мелко-дисперсионная пыль. В отличии от крупно-дисперсионной,
она находится во взвешенном состоянии и легко проникает в легкие. В
сварочной пыли находится 90% частиц размером < 5мкм, что делает ее особо
вредной для организма человека, так как в ее составе находится марганец и
хром. В результате воздействия вредных веществ на человека могут возникнуть
профессиональные заболевания, наиболее тяжелым из которых является силикоз,
который появляется в результате вдыхания двуокиси кремния (SiO2) в литейных
цехах.
Нормирование микроклимата.
Метеорологические условия (или микроклимат) на производстве
определяются следующими параметрами: температура воздуха, относительная
влажность, скорость движения воздуха, давление. Однако на здоровье человека
значительное влияние оказывают перепады давления. Необходимость учета
основных параметров микроклимата может быть объяснено на основе
рассмотрения теплового баланса между организмом человека и окружающей
средой. Величина тепловыделения Q организмом человека зависит от степени
нагрузки в определенных условиях и может колебаться от 80 Дж/с (состояние
покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа). Для протекания нормальных
физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемая
организмом теплота отводилась в окружающую среду. Отдача теплоты организмом
в окружающую среду происходит в результате теплопроводности человека через
одежду (QТ), конвекции тела (QК), излучение на окружающие поверхности (QП),
испарения влаги с поверхности (Qисп), часть теплоты расходуется на нагрев
выдыхаемого воздуха. Из этого следует: Q=QТ+QП+QК+Qисп+QВ..
Нормальное тепловое самочувствие обеспечивается при соблюдении
теплового баланса, в результате чего температура человека остается
постоянной и равной 36( С. Эта способность человека поддерживать тела
постоянной при изменении параметров окружающей среды называют
терморегуляцией. При высокой температуре воздуха в помещении кровеносные
сосуды расширяются, в результате чего происходит повышенный приток крови к
поверхности тела и теплоотдача в окружающую среду возрастает. Однако при
t=35( С окружающей среды отдача теплоты конвекцией и излучением
прекращается. При понижении t окружающей среды кровеносные сосуды сужаются
и приток крови к поверхности тела замедляется, и теплоотдача уменьшается.
Влажность воздуха оказывает влияние на терморегуляцию организма: высокая
влажность (более чем 85%) затрудняет терморегуляцию вследствие снижения
испарения пота, а слишком низкая (менее 20%) - вызывает пересыхание
слизистой оболочки дыхательных путей. Оптимальная величина влажности 40-
60%. Движение воздуха оказывает большое влияние на самочувствие человека. В
жарком помещении оно способствует увеличению теплоотдачи организма человека
и улучшает состояние при низкой температуре. В зимнее время года скорость
движения воздуха не должна превышать 0,2-0,5 м/с, а летом - 0,2-1 м/с.
Скорость движения воздуха может оказывать неблагоприятное воздействие на
распространение вредных веществ. Требуемый состав воздуха может быть
обеспечен за счет выполнения следующих мероприятий:
механизация и автоматизация производственных процессов, включая
дистанционное управление. Эти мероприятия защищают от вредных веществ,
теплового излучения. Повышают производительность труда;
применение технологических процессов и оборудования, исключающих
образование вредных веществ. Большое значение имеет герметизация
оборудования, в котором находятся вредные вещества;
1) защита от источников тепловых излучений;
1) устройства вентиляции и отопления;
1) применение индивидуальных средств защиты.
Классификация систем вентиляции.
Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха в заданных
метеорологических условиях. По способу перемещения воздуха вентиляция
бывает естественной и механической. В зависимости от того, для чего служит
- приточная и вытяжная. По месту действия - местная и общеобменная. При
общеобменной вентиляции загрязненный влажный воздух разбавляется свежим
воздухом по всему помещению. Если помещение велико, а количество людей
мало и они сосредоточены в одном месте, то применяют местную вентиляцию в
местах их сосредоточения. Пример: кабина наблюдения и управления в
прокатных цехах. Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если
удалять вредные вещества в местах их выделения, не допуская их
распространения по помещению. Для эффективной работы системы вентиляции,
необходимо выполнять следующие санитарно-гигиенические требования.
Количество приточного воздуха должно почти соответствовать количеству
удаляемого воздуха. Разница между ними должна быть минимальна.
Приточные и вытяжные системы в помещении должны быть правильно
размещены, т.е. свежий воздух должен подаваться в ту часть помещения, где
количество вредных веществ минимально, а удаляться с тех участков, где
выделение вредных веществ максимально.
Система вентиляции не должна вызывать перегрев или переохлаждение
рабочих.
Система вентиляции не должна создавать шум на рабочих местах.
Она должна быть электро- и взрывобезопасной.
Естественная вентиляция.
Воздухообмен при естественной вентиляции происходит вследствие
разности температур воздуха внутри и снаружи помещения, что вызывает
поступление холодного воздуха в помещение. С заветренной стороны здания
создается пониженное давление., вследствие чего происходит вытяжка теплого
загрязненного воздуха из помещения. С наветренной стороны здания создают
избыточное давление, в результате чего свежий воздух поступает в помещение.
Естественная вентиляция может быть организованна и неорганизованна.
Неорганизованная вентиляция осуществляется через неплотности окон, форточек
и специальные проемы. Организованная естественная вентиляция осуществляется
аэрацией и дефлекторами. Аэрация осуществляется в горячих цехах за счет
гравитационного и ветрового давления.
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
В летнее время открываются проемы 1 и 3, а в зимнее - 2 и 3. На
определенной высоте, называемой плоскостью равных давлений, разность
давлений равна 0. Ниже этой плоскости существуют разрежения воздуха, в
результате чего происходит поступление наружного воздуха, а выше плоскости
равных давлений существует избыточное давление, под действием которого
происходит вытяжка загрязненного воздуха наружу. Преимущество аэрации
состоит в том, что большие объемы воздуха подаются в помещение и удаляются
без вентилятора. Недостаток - малая эффективность.
[pic]
Вентиляция с помощью дефлектора.
[pic]
Диффузор
Обечайка
Защитный колпак
Конус
Трубопровод
Дефлектор: специальная насадка, установленная на трубопровод и
использующая энергию ветра. Применяют для удаления загрязненного и
перегретого воздуха из помещения небольшого объема, а также используют при
местной вентиляции.
Ветер, обдувая слово 2, создает на ее поверхности разряжение,
вследствие чего воздух движется из помещения по трубопроводу 5 и выходит
наружу через кольцевые щели, образованные между обечайкой 2, краями колпака
3 и корпусом диффузора.
Механическая вентиляция.
Система движения воздуха, которая осуществляется вентиляторами.
Существуют приточная и вытяжная вентиляция.
[pic]
1 - Воздухоприемник
2 - Трубопровод
3 - Фильтр счистки
4 - Калорифер
5 - Вентилятор
6 - Воздухонасадки с отверстиями
[pic]
Кондиционирование воздуха.
Кондиционирование воздуха - автоматическое поддержание в помещении
независимо от внешних условий температуры, влажности, чистоты и скорости
движения воздуха. Кондиционирование применяется для создания необходимых
санитарно-гигиенических условий.
Кондиционер - вентиляционное устройство, которое с помощью приборов
авторегулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной
среды. Кондиционеры бывают центральные и местные. В центральных
кондиционерах приготовление воздуха осуществляется вне обслуживаемого
помещения и подача воздуха осуществляется по воздуховоду. В местных
кондиционерах приготовление воздуха происходит в обслуживаемом помещении
без применения воздуховодов.
Очистка воздуха от вредных веществ.
Для очистки воздуха от твердых и жидких примесей применяют циклоны,
пылеуловители (вихревые, жалюзийные, камерные). Важным показателем работы
пылеуловителей является эффективность очистки воздуха:
[pic]
q1 - содержание примесей до очистки воздуха
q2 - после очистки (мг/м3)
Очистка может быть грубой (размер пыли более 50мкм), средней (10-
50мкм), тонкой (менее 10 мкм). Для очистки воздуха от неволокнистой пылью
размером 10мкм используют циклоны. Принцип их работы - центробежная
сепарация.
Пыль попадая в трубопровод 1 по касательной к корпусу приобретает
вращательное движение по спирали, опускается вниз по конической части
корпуса 3 собирается в шлаковые сборники 4. Очищенная воздушная смесь под
действием поступающего воздуха вытесняется в выходной трубопровод 2.
Вихревые пылеуловители отличаются от циклопов наличием
вспомогательного потока. Загрязненный воздух поступает через трубопровод 5
и закручивается лопаточным завихрителем 4. Перемещаясь вверх он
подвергается воздействию поступающего в потоки воздуха. Под воздействием
центробежных сил частицы отбрасываются к поверхности корпуса и за счет силы
тяжести оседают в бункере 6. Очищенный воздух выходит через трубопровод 1
наружу.
Жалюзийный пылеуловитель представляет собой набор лопастей,
установленных последовательно в корпусе 2 так, что между ними образуется
щель. Воздух поступает через трубопровод 1, где пылеотделение происходит
под действием опережающих лопастей 3. Взвешенные частицы пыли под действием
инерции и эффекта отражения от лопастей движутся в трубопровод 5. Очищенный
воздух проходит между лопастями и поступает в выходной трубопровод 4.
Данные пылеуловители используют для грубой и средней очистки, после которой
загрязненный воздух направляется в циклоны.
В камерных пылеуловителях загрязненный воздух поступает через входной
трубопровод 1 в рабочую камеру 3, где он отделяется от пыли, которая
оседает под действием силы тяжести и выходит через трубопровод 2.
Используется для грубой и средней очистки.
Ротационные пылеуловители. Очищая от твердых и жидких примесей за счет
центробежных сил, возникающих при вращении ротора. По конструкции -
центробежный вентилятор. При его вращении частицы пыли прижимаются к
поверхности диска колеса и к набегающим сторонам лопаток и затем собираются
в пылеуловители.
Ротоклоны-туманоуловители. Применяется для очистки воздуха от тумана.
Первая ступень очистки: ротор с фильтрующим материалом (войлок с
dволокон=18-20мкм). Вторая ступень: брызгоуловитель (1 слой войлока
dволокон=60-70мкм) .
Электрофильтры.
Применяются для очистки воздуха от пыли и тумана.
Для средней и тонкой очистки воздуха используются фильтры, в которых
запыленный воздух пропускается через пористые фильтрационные материалы.
Осаждение твердых и жирных частиц на фильтрующих элементах происходит в
результате контакта частиц с поверхностью пор. Механизм осаждения
частиц ,обусловлен действием сил инерции, гравитационных сил, броуновской
диффузией в газах и эффектом касания. В качестве фильтра материалов ткани,
войлок, бумага, металлическая стружка, пористая керамика и пористые
металлы. Для очистки воздуха с запыленностью менее10 мг на 1 м(кубический)
используются ячейковые фильтры, представляющие собой каркас, заполненный
фильтрующими элементами в виде металлических или пенопластовых материалов,
упругого стекловолокна. Выбор материала зависит от качества очистки. Их
общим недостатком является ограниченный срок службы из-за быстрого
засорения фильтрующих элементов. В настоящее время широкое распространение
получили самоочищающиеся масляные фильтры, в которых фильтрация
осуществляется двумя непрерывно движущимися полотнами из металлической
сетки. При загрязнении масляных фильтров их промывают в содовом растворе.
Для очистки воздуха от тумана, масел используются волокнистые и сетчатые
туманоуловители, принцип действия которых основан на осаждении капель
смачивающей жидкости на поверхности пор с последующим стеканием жидкости
под действием сил тяжести. Туманоуловители делятся на низкоскоростные -
V<0,15м/с, преобладающим является механизм диффузии осаждения капель, и
высокоскоростные - V=2-5м/с, осаждение капель на поверхности происходит под
действием инерционных сил. В низкоскоростных туманоулавителях волокнистые
слои формируются набивкой стекловолокна с диаметром волокон 7-10 микрон или
полимерных волокон.
Местная приточная вентиляция. Служит для создания требуемых условий
воздушной среды в ограниченном пространстве производственной зоны. К
установкам местной приточной вентиляции относятся воздушные души, оазисы,
воздушные и воздушно-тепловые завесы. Воздушные зоны применяются в горячих
цехах, где создается тепловой поток интенсивностью 350Вт/м2.
Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия на
ограниченном пространстве помещений, которые со всех сторон ограждаются
передвижными перегородками и заполняются холодным и чистым воздухом.
Воздушно-тепловые завесы используются для защиты людей от холодного
воздуха. Завеса бывает с подачей воздуха без подогрева и с подогревом. Их
работа основана на том, что подаваемый воздух к рабочему месту через
специальный воздухопровод со щелью выходит с большой скоростью (до 15 м/с)
под определенным углом на встречу холодному воздуху и смешивается с ним.
Полученная смесь теплого воздуха поступает на рабочее место.
Местная вытяжная вентиляция. Ее применение основано на улавливании и
удалении вредных веществ непосредственно у источника образования. Т.к.
борьба с пылью с помощью общеобменной вентиляции дает малый эффект, то
использование местной вентиляции позволяет полностью устранить запыленность
помещения. Максимально эффективны укрытия. Укрытие может быть выполнено в
виде кожуха, который полностью или частично защищает оборудование и среду.
Внутри укрытий существует разряжение - вредные вещества не могут попасть в
помещение.
Вытяжные шкафы находят применение при термической и гальванической
обработке металлов, окраске, расфасовке сыпучих веществ.
Вытяжные зоны используются для локализации вредных веществ при тепло-
влаговыделениях. Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при (=60(.
Всасывающие панели используются в тех случаях, когда при удалении
вредных веществ рабочий находится под зонтом. Правильной будет такая
конструкция вытяжной системы, когда основание вытяжной трубы расположено
под углом к основанию рабочего места.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ).
Когда нельзя устранить вредные и опасные производственные факторы, то
используются СИЗ. Защита тела обеспечивается применением спецодежды,
спецобуви, головных уборов, рукавиц. Для защиты человека от брызг
расплавленного металла используется спецодежда из льняных, брезентовых и
шерстяных тканей, для защиты от кислот и щелочей - из резины.
Очистка промышленных выбросов от газов и парообразующих примесей.
Методы очистки промышленных выбросов по характеру протекания физико-
химических процессов можно разделить на 5 основных групп:
1) промывка примесей растворителями (абсорбция);
2) промывка примесей веществами, связывающими примеси химически
(хемосорбция);
3) поглощение газообразных примесей твердыми активными веществами
(адсорбция);
4) термическая нейтрализация входящих газов и поглощение примесей путем
каталитического превращения;
5) разделение газо-воздушной смеси на составные части путем поглощения
одного или нескольких компонентов.
Движущей силой является градиент концентрации на границе сред.
Растворенный в жидкости компонент газо-воздушной смеси благодаря диффузии
проникает во внутренние слои абсорбента. Процесс протекает тем быстрее, чем
больше поверхность раздела сред коэффициент диффузии. Для удаления из
технологических выбросов таких газов как аммиак, фтористый и хлористый
водород целесообразно в качестве поглотителей использовать воду, т.к. при
этом достигается высокая растворимость вредных веществ.
Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел
с ультрамикроскопической структурой активно извлекать и концентрировать на
своей поверхности отдельные компоненты из газовой среды. Подразделяется на
физическую адсорбцию и хемосорбцию. При физической адсорбции молекулы газа
прилипают к поверхности твердого тела под действием молекулярных сил
притяжения. Высвобождающаяся при этом теплота зависит от сил притяжения и
по величине совпадает с теплотой конденсации газа. Преимущество физической
адсорбции - обратимость процесса. В основе хемосорбции лежит химическое
взаимодействие между адсорбентом и адсорбируемым веществом. Действующие при
этом силы сцепления значительно больше чем при физической адсорбции. В
качестве адсорбентов применяют вещества, имеющие большую поверхность на
единицу массы. Так, удельная поверхность активированного угля достигает 105
- 106 м2/кг. Его применяют для очистки газов от органических веществ,
удаления неприятных запахов. Кроме того применяют простые оксиды
(активированный глинозем, активированный Al2O3), Для реализации данного
метода применяются пенные скрубберы и скрубберы с подвижными насадками.
Термическая нейтрализация. Основана на способности веществ окисляться
до нетоксичных при наличии высокой температуры и свободного кислорода.
Бывает три схемы термической нейтрализации газов: 1) прямое сжигание в
пламени; 2) термическое окисление; 3) каталитическое сжигание. Прямое
сжигание и термическое окисление протекают при температурах 600-800(С, а
каталитическое сжигание - 300-400(С.
Прямое сжигание следует использовать в тех случаях, когда отходящие
газы имеют значительную энергию, необходимую для сжигания. При проектировке
устройств такого типа необходимо знать пределы восполнения сжигаемых
растворов для поддержания горения без дополнительного тепла. Другая
проблема, затрудняющая прямое сжигание связана с тем, что при температуре
1800(С и избытке О2 образуется другой источник загрязнение - NO2. Примером
прямого сжигания является сжигание углеводородов, содержащих токсичные газы
непосредственно в факеле горелки.
Термическое окисление используется в тех случаях, когда отходящие газы
имеют высокую температуру, но в них недостаточное количество О2. Важными
факторами, которые следует учитывать при проектировании таких устройств
являются время, температура, турбулентность. Время должно быть достаточным
для полного сгорания всех компонентов и достигать 0,8 с. Турбулентность
характеризует степень механического перемешивания газа, необходимого для
эффективного контакта с О2 и горючими веществами.
Каталитический метод используется для превращения токсичных
компонентов промышленных выбросов в вещества безвредные и менее вредные для
окружающей среды путем введения в систему катализатора. Каталитические
методы основаны на взаимодействии удаляемых веществ с одним из компонентов
присутствующим в газе. Катализатор взаимодействуя с одним из реагирующих
веществ образует промежуточное вещество, которое распадается на безвредные
компоненты. В большинстве случаев катализатором является металлы (Pt, Pa)
или их соединения. Существенное влияние на скорость каталитического
процесса и его эффективность оказывает температура газа. Для каждой
реакции, протекающей в потоке газа, характерна так называемая минимальная
температура реакции, ниже которой катализатор не проявляет своей
активности. Различают две конструкции газоочистительных каталитических
устройств: каталитические реакторы, в которых происходит контакт газового
потока с твердым катализатором и реакторы термокаталитические, в которых в
общем корпусе размещены контактный узел и подогреватель.
Биохимические методы. Основаны на способности микроорганизмов
разрушать и преобразовывать различные соединения. Разрушение происходит под
действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами.
Методы очистки точных вод. В машиностроении очистка сточных вод от
твердых частиц в зависимости от их свойств, концентрации и раствора
осуществляется методами: процеживанием, отстаиванием, отделением твердых
частиц в поле действия центробежных сил, фильтрацией.
Процеживание - первичная стадия - очистка сточных вод, которая
предназначена для выделения из сточных вод нерастворимых примесей размером
до 25мм, а также волокнистых загрязнений. Процеживание осуществляется
пропусканием сточных вод через решетки и волокноулавливатели. Решетки
изготавливаются из металлических стержней или арматуры с зазором между ними
5-20 мм и устанавливаются под углом 60( горизонту. Очищаются решетки чаще
всего механически с помощью поворотных граблей и реже вручную. При этом
примеси , снятые с решетки измельчаются и сбрасываются обратно в сточные
воды, чем ухудшается качество воздушной и водной среды. Для устранения
этого недостатка используют решетки - дробилки, которые измельчают примеси,
не извлекая их из сточных вод.
Отстаивание основано на особенности осаждения твердых веществ в
жидкости. Очистка сточных вод осуществляется в песколовках и отстойниках. В
зависимости от направления движения сточных вод песколовки бывают
горизонтальные с прямолинейным и круговым движением воды аэрируемые.
Фильтрирование сточных вод предназначено для очистки их от тонко
дисперсионных твердых примесей. Процесс используется после физических и
биологических методов очистки. Для очистки сточных вод используются 2 вида
фильтров: зернистые, в которых жидкость протекает через насадки пористых
материалов (песок), и микрофильтры, элементы которых изготавливаются из
связанных пористых материалов.
Очистка от маслопродуктов в зависимости от состава и концентрации
осуществляется отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, фильтрацией и
флотацией.
Освещение.
При освещении производственных помещений используют естественное
освещение, искусственное, осуществляемое электролампами и совмещенное.
Естественное освещение подразделяется на боковое (осуществляется через
окна), верхнее (через аэрроционные фонари, проемы перекрытий),
комбинированное. Искусственное освещение может быть двух видов: общее и
комбинированное. Общее освещение бывает равномерное без учета расположения
объекта и общее локализированное с учетом расположения рабочих мест.
Применение одного местного освещения внутри здания не допускается. В
административных и складских помещениях может быть использована система
общего освещения. На машиностроительных предприятиях при выполнении
слесарных и токарных работ используется комбинированное освещение. По
функциональному назначению искусственное освещение подразделяют: рабочее,
аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное. Рабочее освещение
обязательно для всех помещений для обеспечения нормальной работы движения
людей. Аварийное освещение используется для продолжения работ в тех
случаях, когда внезапно отключается рабочее освещение. Эвакуационное
освещение используется при аварийном отключении рабочего освещения в
местах, опасных для прохода людей.
Требования к производственному освещению. Основная задача освещения
сводится к созданию наилучших условий для обзора объекта. Эту задачу можно
решить осветительной системой, отвечающей следующим требованиям:
1) освещенность должна соответствовать зрительной работе, которая
определяется следующими параметрами:
1. объект различия - наименьший рассматриваемый объект, отдельные его
части и дефекты;
2. фон - поверхность, прилегающая к объекту
3. контраст объекта с фоном характеризуется соотношением яркости
рассматриваемого объекта и фона;
2) необходимость обеспечения равномерного распределения яркости рабочей
поверхности, а также в пределах окружающего пространства;
3) на рабочей поверхности должны отсутствовать резнители;
4) в поле зрения должна отсутствовать прямая или отраженная блесткость.
Блесткость - повышенная яркость светящихся поверхностей;
5) величина освещенности должна быть постоянной во времени. Это
достигается использованием стабилизирующих устройств;
6) следует выбрать оптимальную направленность светового потока;
7) необходимо правильно выбрать спектральный состав света;
8) все элементы осветительных установок, понижающих трансформаторы,
должны быть долговечными, электро-, взрыво- и пожаробезопасными.
Основные светотехнические величины и единицы их измерения.
Основную единица силы света: 1 кандела (кд) - сила света, испускаемая
с поверхности площадью в 6?10-5м2 полного излучателя в перпендикулярном
направлении.
Освещенность Е - отношение светового потока (dФ) к элементу
поверхности (dS) на который он падает. Единица измерения - люкс (лк).
Яркость L элемента поверхности dS под углом ( относительно нормали
этого элемента - это отношение светового потока к произведению телесного
угла и cos( (L(=кд/м2
Электрические источники света.
При сравнении источников света пользуются следующими характеристиками:
1) электрические (напряжение и мощность);
2) светотехнические ((((световой поток и максимальная сила света);
3) эксплутационные (световая отдача, срок службы);
4) конструктивные (форма лампы, форма тела накаливания);
В качестве источника света для освещения используют лампы накаливания
и газоразрядные лампы. Лампы накаливания относятся к источникам света
теплового излучения (являются наиболее распространенными). Несмотря на
преимущества (простота, удобство в эксплуатации), они имеют и недостатки:
низкая световая отдача порядка 7 люмен/Вт, малый срок службы (до 2000
часов).
Газоразрядные лампы - приборы, в которых излучения оптического
диапазона возникают в результате электростатического разряда в атмосфере
инертных газов и паров металла. Основным их преимуществом является большая
световая отдача (до 100 люмен/Вт), большой срок службы (до 12000 часов) и
широкий спектр. Недостатки: пульсация светового потока при рассмотрении
быстродвижущихся и вращающихся пусковых деталей, а также необходимость
создания сложных пусковых устройств. У некоторых таких ламп период
загорания может достигать 15 минут.
Самыми распространенными являются люминесцентные лампы, имеющие форму
цилиндрической трубы. Внутренняя поверхность ее покрыта люминофором,
который служит для преобразования ультрафиолетового излучения в видимый
свет. В зависимости от распределения спектральных составляющих света лампы
бывают дневного света (ДВ), дневного света с улучшенной светопередачей
(ЛДЦ), холодно-белого (ЛЖБ).
К газоразрядным лампам еще относят и дуговые, ртутные люминесцентные
лампы, галогенные лампы, дуговые ртутные и дуговые ксеноновые, обладающие
стабилизирующим размером.
Светильники. Представляют собой совокупность источника света и
осветительной арматуры. Осветительная арматура служит для перераспределения
светового потока, в результате чего повышается эффективность осветительной
установки. Другой функцией осветительной арматуры является охранение глаз
работающего от чрезмерно больших яркостей источника света. Степень
возможного ограничения слепящего действия источника света зависит от
защитного угла светильника, который образуется между горизонтальной линией
и линией, соединяющей нить накала с противоположным краем отражения. Важной
характеристикой светильника является КПД, который показывает отношение
светового потока светильника к световому потоку лампы. По распределению
света в пространстве светильники бывают прямого, рассеянного и отраженного
света. Выбор типа светильника зависит от характера выполняемых работ. В
зависимости от конструктивных особенностей светильники бывают открытые,
закрытые, защищенные, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные. Из
ламп накаливания наибольшее распространение получили светильники прямого
света в открытом и защищенном исполнении. Ряд светильников выпускают для
помещений с тяжелыми условиями труда. Специальным видом светильников
являются световоды, применяемые для освещения на взрывоопасных
производствах.
Нормирование искусственного освещения. В действующих нормах
производственного освещения задаются как количественные (мин.
освещенность), так и качественные характеристики (показатель ослепленности,
глубина пульсации). Величина минимальной освещенности устанавливается по
характеристике зрительной работы, которую определяют наименьшим размером
объекта различия, контрастом объекта с фоном и характеристикой фона.
Различают 8 разрядов и 4 подразрядаработ в зависимости от зрительного
напряжения.
Нормирование естественного освещения. Естественное освещение
характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в широких
пределах, которые зависят от времени года, суток, метеорологических
условий. Поэтому естественное освещение нельзя задать количественно. В
качестве нормированной величины для естественного освещения используют
коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой
отношение освещенности в данной точке внутри помещения к значению наружной
освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.
Нормированные значения этого коэффициента определяются по таблице с учетом
характера зрительной работы, системы освещения, района расположения
объекта. Кроме количественного показателя КЕО используют качественный
показатель - неравномерность естественного освещения. Для естественного
освещения с размером объекта 0,15 мм естественное освещение находится в
пределах 3-10 %.
Расчет искусственного освещения. Задача расчета - определение
потребляемой мощности электрической осветительной установки для создания в
производственном помещении заданной освещенности. Проектируя установку
необходимо решать следующие задачи:
выбор источника света. Для освещения помещения желательно брать
газоразрядные лампы, а для местного освещения - лампы накаливания;
определение систему освещения;
выбор типа светильника с учетом характеристик светового распределения по
экономическим показателям, с учетом взрыво- и пожаробезопасности;
определение количества светильников;
определение нормы освещенности на рабочем месте. Для этого необходимо
установить характер выполняемых работ по наименьшему размеру объекта
различия.
Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей
поверхности группы люминесцентных ламп и ламп накаливания используют метод
светового потока:
Ф(лм)=100?Е?К?ZS/(N?(), где
Е - нормированная минимальная освещенность;
S - площадь освещаемого помещения;
Z - коэффициент линейной освещенности (для ламп накаливания Z=1,15; для
люминесцентных Z=1,1);
К - коэффициент запаса (по таблице);
N - количество светильников в помещении;
( - коэффициент использования светового потока (по таблице);
Определим световой поток, по таблице подбираем ближайшую стандартную
лампу и определяем электрическую мощность установки.
Точечный метод позволяет рассчитать локальную и комбинированную
освещенность, освещение наклонных и вертикальных плоскостей:
E=I(?cos3(/(Hp?K), где
( - угол между рабочей поверхностью и направлением светового потока;
I( - сила света в направлении от источника на данную точку поверхности;
Hp - высота светильника над рабочей поверхностью.
Расчет естественного освещения. Для правильной расстановки
оборудования надо определить КЕО в помещении. Световой поток, падающий в
рассчитываемую точку складывается из прямого света небосвода и света,
отраженного от внутренней поверхности помещения. При боковом освещении
КЕО=(((?q+(зд?R)?(0?r, где ((,(зд - геометрические коэффициенты
естественной освещенности в рабочих точках, определяемые графическим
методом; q - коэффициент, учитывающий неравномерность освещения небосводом;
R - коэффициент, определяющий относительную яркость противоположного
здания; (0 - коэффициент светопропускания, характеризующий потери света в
материале; r - коэффициент, учитывающий отражение от потолка и стен.
Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности.
Общие сведения процессов горения пожаров и взрывов.
Горение - химическая реакция окисления, сопровождающаяся процессами
выделения тепла и света. Для возникновения горения необходимо наличие
горючего вещества, окислителя (О2,, Cr, F, Br, I) и источника загорания. В
зависимости от свойств горючей смеси горение может быть гомогенным (все
вещества имеют одинаковое агрегатное состояние) и гетерогенным В
зависимости от скорости распространения пламени горение может быть
дефлакрационным (порядка нескольких м/с), взрывным ((10 м/с), детанационным
((1000 м/с). Пожарам свойственно дефлакрационное горение. Денатационное
горение - при котором импульс воспламенения передается от слоя к слою не за
счет теплопроводности, а вследствие импульса давления. Давление в
денатационной волне значительно больше давления при взрыв, что приводит к
сильным разрушениям.
Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов:
вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание и взрыв.
Вспышка - быстрое горение горючей смеси не сопровождающаяся
образованием сжатых газов при внесении в нее источника зажигания. При этом
для продолжения горения оказывается недостаточным то количество тепла,
которое образуется при кратковременном процессе вспышки.
Возгорание - явление возникновения горения под действием источника
зажигания.
Воспламенение - возгорание, сопровождающееся появлением пламени. При
этом вся оставшаяся часть горючего вещества остается холодной.
Самовозгорание - явление резкого увеличения скорости тепловых реакций
в веществе, приводящее к возникновению горения в отсутствии источника
возгорания. При этом окисление происходит вследствие соединения о2 воздуха
и нагретого вещества за счет тепла химической реакции окисления.
Самовозгорание - самопроизвольное появление пламени. Взрыв - горение
вещества, сопровождающееся выделением большого количества энергии.
Причины пожаров на предприятии. Предприятия радиоэлектронной и
машиностроительной промышленности отличаются повышенной пожароопасностью,
т.к. их характеризуют сложность производственных процессов, значительное
количество легковоспламеняемых и горючих веществ. Главная причина пожаров
на предприятии - нарушение ТП. Основы защиты от пожаров определены ГОСТом
"Пожарная безопасность" и "Взрывобезопасность". Этими стандартами
допускается такая частота возникновения пожаров и взрывов, что вероятность
их возникновения <10-6. Мероприятия по пожарной профилактике подразделяются
на организационные, технические и эксплуатационные. Организационные
мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию машин, правильное
содержание зданий и противопожарный инструктаж рабочих и служащих. К
техническим мероприятиям относятся соблюдение противопожарных норм, правил
при проектировании зданий, при устройстве электропроводки, отопления,
вентиляции и освещения. Мероприятия режимного характера - запрещение
курения в неустановленных местах, производство сварных и огнеопасных работ
в пожароопасных помещениях. Эксплуатационные мероприятия - профилактические
осмотры, ремонт и испытания технологического оборудования.
Противопожарные меры проектирования предприятий.
Здание считается правильно спроектированным, если наряду с решением
функциональных, санитарных и технических требований обеспечиваются условия
пожаробезопасности. В соответствии с ГОСТом все строительные материалы по
возгораемости делят на три группы:
несгораемые, под действием огня и высоких температур не возгораются и не
обугливаются (металлы и материалы минерального происхождения);
трудносгораемые, способны возгораться и гореть под воздействием
постороннего источника возгорания (конструкции из древесины, покрытые
огнезащитным слоем);
сгораемые, способны самостоятельно гореть после удаления источника
возгорания.
При пожаре конструкции могут нагреваться до высоких температур,
прогорать, получать сквозные трещины, что может привести к пожарам в
смежных помещениях.
Способность конструкции сопротивляться воздействию пожара в течении
некоторого времени при сохранении эксплутационных свойств называют
огнестойкостью. Огнестойкость конструкции характеризуется пределом
огнестойкости, представляющим собой время в часах от начала испытания
конструкции до появления в ней трещин, отверстий сквозь которые проникают
продукты горения. В зависимости от величины предела огнестойкости здания
подразделяют на 5 степеней. Повысить огнестойкость здания можно облицовкой
и отштукатуриванием металлических частей конструкции. При облицовке
стальной колонны гипсовыми плитами толщиной 6-7 см предел огнестойкости
повышается с 0,3 до 3 часов. Одним из эффективных средств защиты древесины
является пропитка ее антипиринами. Зонирование территории заключается в
группировке в отдельный комплекс объектов, родственных по функциональному
назначению и пожарной опасности. При этом помещения с повышенной
пожароопасностью должны быть расположены с подветренной стороны. Т.к.
котельные и литейные цеха являются причинами возникновения пожара, то их
располагают с подветренной стороны по отношению к открытым складам с
легковоспламеняемыми веществами. Для предупреждения распространения пожара
с одного здания на другое между ними устраивают противопожарные разрывы.
Количество передаваемого тепла от горящего объекта к соседнему зданию
зависит от свойств горючих материалов, температуры пламя, величины
излучающей поверхности, наличием противопожарных преград, взаимного
расположения зданий и метеорологических условий. При определении
расположения пожарного разрыва учитывают степень огнестойкости здания. Для
предотвращения распространения огня используют противопожарные преграды. К
ним относят: стены, перегородки, двери, ворота, люки, перекрытия.
Противопожарные стены должны быть выполнены из несгораемых материалов с
пределом огнестойкости не менее часов. А окна и двери с пределом
огнестойкости - не менее 1 часа. Перекрытия не должны иметь проемов и
отверстий, через которые могут проникать продукты горения.
Огнетушащие вещества и аппараты пожаротушения. В практике тушения
пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения
горения:
1) изоляция очага горения путем разбавления негорючими газами до
концентрации, при которой горение затухает;
2) охлаждение очага горения;
3) интенсивное торможение скорости химической реакции в пламени;
4) механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной
струи газа или воды;
5) создание условий огнепреграждения, при которых пламя не
распространяется через узкие каналы.
При воздействии на очаг пожара воды происходит охлаждение или
разбавление горючей среды, в результате чего снижается содержание О2.
Однако, вода находит ограниченное применение при тушении нефтепродуктов,
т.к. они всплывают на поверхность и продолжают гореть. Тогда эффект тушения
водой может быть повышен за счет подачи ее в распыленном виде. Для
обеспечения тушения пожара в начальной стадии в большинстве зданий в
водопроводной сети устанавливаются внутренние пожарные краны. К установкам
водяного пожаротушения относят спринклерные и дренчерные установки.
Спримклерная остановка - разветвленная, заполненная системой труб,
оборудованных спринклерными головками, которые под воздействием
определенной температуры (340, 414, 450(К) расплавляются и вода из системы
под давлением выходит из отверстий головок и орошает конструкцию помещений.
Дренчерное оборудование отличается от спринклерного тем, что дренчерные
головки постоянно открыты (на них нет замков). Они используются для
создания водяных завесов. Воду в дренчерную сеть подают через
автоматические открывающиеся клапаны. Производства с высокой
пожароопасностью не могут быть защищены от пожаров этими установками, т.к.
они инерционны. Тогда надо использовать быстродействующие автоматические
установки пожаротушения с клапанами. Кроме воды при тушении пожаров может
быть использован углекислый газ. Обычно он находится в баллонах в сжиженном
состоянии и применяется для тушения в снегообразном состоянии в виде
хлопьев с температурой -70(С, а также в газообразном состоянии (для тушения
пожаров в закрытых помещениях). В снегообразном состоянии - для тушения в
небольшой зоне горения. Концентрация газа (СО2) в закрытом помещении ( 30
%.
Азот применяется для тушения пожаров в закрытых помещениях в тех же
концентрациях что и СО2. Огнегасительное действие СО2 и N сводится к
понижению концентрации О2 в зоне горения. В настоящее время находят
применение огнегасительные вещества на основе голоидированных
углеводородов. При введении их в зону горения происходит торможение
химических реакций и горение прекращается. Для тушения пожаров широко
используется огнегасительная пена. При тушении пена покрывает горящее
вещество, изолирует его от окружающей среды, препятствует проникновению
горючих веществ в зону горения. В процессе разрушения пены образуется
жидкая пленка, смазывающая горящее вещество. При взаимодействии серной
кислоты и растворов ее солей с угольной кислотой в результате реакции
выделяется С2О2. С помощью пенообразователя получают устойчивую химическую
пену способную прилипать и удерживаться на горящем веществе. Порошковые
огнегасительные составы применяются для тушения небольших количеств горючих
веществ, а также при тушение веществ, при тушении которых нельзя применить
другие вещества. При этом выделение тепла прекращается. Сухой и чистый
рассеянный песок тушит рассеянные газы.
Аппараты для тушения пожаров. Для тушения пожаров применяют
огнетушители, переносные установки. К ручным огнетушителям относятся
пенные, углекислотные, углекислотно-бромэтиловые и порошковые.
Пенные огнетушители используются для тушения пожара и обладают
следующими достоинствами: простотой, легкостью, быстротой приведения
огнетушителя в действие и выбрасыванием жидкости в виде струи. Заряд
пенного огнетушителя состоит из двух частей: кислотной и щелочной. На
предприятиях используются пенные огнетушители ОХП10. Продолжительность
действия - 65 секунд, дальность - 8 метров, масса - 15 кг. Огнетушитель
приводится в действие поворотом рукоятки вверх до отказа. При этом
открывается пробка колбы, затем огнетушитель поворачивается головкой вниз,
в результате чего кислота выливается в баллон и происходит химическая
реакция. Образующийся при этом СО2 вызывает вспенивание жидкости, создает в
баллоне давление 1000 кПа и выбрасывает жидкость в виде струи пены из
баллона.
Используются стандартные передвижные пеногенераторы, которые позволяют
непрерывно получать химическую пену. Пеногенератор типа ПГМ-50 применяют
для тушения легковоспламеняющейся и горючей жидкости. Ручные огнетушители
высокократной пены типа ОВП-5 заряжают 5-и % раствором пенообразователя.
При работе огнетушителя сжатая двуокись углерода выбрасывает раствор
пенообразователя через насадку, образуя струю высокократной пены.
Химические пенные и воздушнопенные огнетушители нельзя применять для
тушения пожаров на электроустановках, находящихся под напряжением. В этом
случае используют углекислотные огнетушители. К ним относятся огнетушители
ОУ-2 и ОУ-5. Такой огнетушитель состоит из баллона, запорно-пускового
вентиля, сифонной трубки, гибкого металлического шланга, диффузора
(распылителя), рукоятки и предохранителя. Запорный вентиль имеет
предохранительное устройство в виде мембраны, которая сбрасывается при
повышении давления в баллоне. При повышении давления от 17000 до 20000 кПа
срабатывает предохранительное устройство, время действия которого 60
секунд, дальность - 2 м. Для приведения огнетушителя в действие его надо
расположить вблизи очага пожара, повернуть диффузор в направлении огня,
открыть поворотом маховика вентиль и направить углекислоту в очаг горения.
Углекислотнобромоэтиловый огнетушитель ОУБ-7 используется для тушения
горящих твердых и жидких веществ, для тушения электроустановок под
напряжением. Он состоит из баллона емкостью 7 л, заполненной бромистым
этилом и двуокисью углерода, а также сжатым воздухом для выбрасывания
вещества. Порошковый огнетушитель предназначен для тушения небольших очагов
загорания щелочных металлов и кремнеорганических соединений. Он состоит из
сварного корпуса емкостью 10 л, крышки с предохранительным клапаном и
сифонной трубкой, баллончиком для газа емкостью 0,7 л, соединенным с
корпусом при помощи трубки, гибкого шланга с удлинителем. Рабочее давление
в корпусе 700 кПа. Порошок из корпуса огнетушителя выталкивается сжатым
инертным газом через сифонную трубку наружу.
Пожарная сигнализация. Возможность быстрой ликвидации пожара зависит
от своевременного оповещения о пожаре. Распространенным средством
оповещения является телефонная связь. Также быстрым и надежным видом
пожарной связи является электрическая система, которая состоит из 4 частей:
прибора-извещателя (датчиков), которые устанавливаются на объекте и
приводятся в действие автоматически; приемной станции, принимающей сигналы
от получателя; системы проводов, соединяющей датчики с приемной станцией;
аккумуляторных батарей. Электрическая пожарная сигнализация в зависимости
от схемы соединения с приемной станцией бывает лучевая и кольцевая. При
лучевой схеме от датчика до приемной станции делается отдельная проводка,
называемая лучом. Луч состоит из двух самостоятельных проводов: прямого и
обратного. При кольцевой схеме все извещатели установлены последовательно
на один общий провод, оба конца которого выведены на приемный аппарат.
Автоматические пожарные извещатели в зависимости от воздействующего
фактора бывают дымовыми, тепловыми и световыми. Дымовой фактор реагирует на
появление дыма. Тепловой на повышение температуры воздуха в помещении.
Световой - на излучение открытого пламени. Тепловые автоматические
извещатели по типу применяемого чувствительного элемента делятся на
биметаллические, термопарные и полупроводниковые.
Защита от электромагнитного СВЧ излучения.
Источники электромагнитных полей и их характеристики. Источником
электромагнитных полей является атмосферное электричество, радиоизлучение
Солнца и галактик, электрическое и магнитное поле Земли. Искуственные
источники (клистронные и магнетронные генераторы), фидерные линии,
соединяющие отдельные части генератора фланцевые соединения волноводных
трактов и открытые концы волноводов.
ЛЭП до 1000 В, устройства защиты, автоматические приборы,
соединительные шины - являются источниками промышленной частоты. Источники
постоянных магнитных полей: магниты, соленоиды, импульсные установки
полупериодического типа, литые металлокерамические магниты.
Электромагнитное поле - совокупность переменного электрического и
магнитного полей и характеризуется векторами напряженности Е и Н. При
распространении электромагнитного поля в вакууме фазы этих векторов
находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях. В зависимости от длины
волны весь диапазон разбит на поддиапазоны: длинноволновый (3 км-10 км);
УКВ (10м - 1м), СВЧ (дециметровый 100см - 10см, сантиметровый 10см-1см,
миллиметровый 10мм-1мм).
Воздействие переменного электромагнитного излучения на человека.
Воздействие электромагнитного поля на человека зависит от величины
напряженности поля, потока энергии, частоты колебания, периметра
поверхности тела. Электромагнитное поле воздействует на человека следующим
образом: в электрическом поле атомы и молекулы из которых состоит тело
человека, поляризуются, при этом полярные молекулы ориентируются по
направлению распространения электромагнитного поля в электролитах, которыми
являются жидкие составляющие тканей и кровь. Переменное электрическое поле
вызывает нагрев тканей человека за счет поляризации диэлектрика. Чем больше
напряженность поля и время воздействия, тем сильнее проявляются эти
эффекты. Избыточная теплота отводится до нормального предела путем
увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Однако начиная с плотности
энергии 10 мВт/см2, называемой тепловым порогом, температура тела
повышается, что наносит ему вред. Электромагнитное поле оказывает
биологическое действие на ткани человека при интенсивности поля меньше
теплового порогового. При этом изменяется ориентация клеток и молекул, в
результате чего ослабляется биохимическая активность и нарушаются функции
сердечно-сосудистой системы и обмена веществ, но эти изменения носят
обратимый характер. Воздействие постоянных магнитных полей зависит от
напряженности и времени воздействия. При напряженности выше предельно-
допустимой происходит нарушение нервной сердечно-сосудистой системы,
органов дыхания, пищеварения и биохимического показателя крови. Основной
параметр, характеризующий биологическое действие электромагнитного поля
промышленной частоты, является напряженность электрического поля. Магнитная
составляющая поля заметного воздействия на организм человека не оказывает,
т.к. в действующих установках напряженность магнитного поля не превышает 25
А/м, а вредное биологическое воздействие проявляется при 200 А/м.
Гигиеническое нормирование электромагнитного поля (ЭМП)
радиочастотного диапазона.
Действующие нормы уровней допустимого излучения определены ГОСТом "ЭМП
радиочастоты". Общим требованием безопасности в диапазоне частот 60 кГц-
300МГц являются напряженность электрического и магнитного полей, а в
диапазоне 300 МГц - 300ГГц нормируется плотность потока энергии. Требуемая
допустимая напряженность ЭМП не должна превышать в течении рабочего дня по
электрической составляющей следующей величины:
|f, МГц|0,06 -|3 - 30|30 - |50 - |
| |3 | |50 |300 |
|Е, В/м|50 |20 |10 |5 |
Предельно допустимая плотность потока энергии в диапазоне 300 МГц -
300 ГГц и время пребывания на рабочих местах должно соответствовать :
без рентгеновского излучения ППЭ=2/t ППЭ=10
при наличии рентгеновского излучения ППЭ=2/t ППЭ=1
в зоне действия сканирующих антенн ППЭ=20/t ППЭ=10
Напряженность на рабочем месте постоянных магнитных полей не должна
превышать 8кА/м.
Защита от шума.
Физические характеристики шума. Борьба с шумом имеет большее значение
в машиностроении, транспорте и энергетике. Шум - всякий нежелательный для
человека звук, представляющий упругие колебания, распространяющиеся в
твердой, жидкой и газообразной среде.
[pic]
В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц
воздуха изменяется во времени. Разность между мгновенным значением полного
давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде,
называется звуковым давлением. Единица измерения звукового давления - Па.
При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Средний
поток энергии в любой точке за единицу времени, отнесенный к единице
поверхности, называется интенсивностью звука:
где [pic] - средний квадрат звукового давления,
(С - удельное акустическое сопротивление среды.
Т.к. звуковое давление и интенсивность звука могут изменятся в широких
пределах, то удобнее использовать логарифмические величины. Интенсивность
звука измеряется в децибелах:
L=10*lg(I/I0),
где I0 - интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости на частоте
1кГц, I0=10-12Вт/м2.
Величина звукового давления в децибелах:
L2=20*lg(P/P0);
где P0 - порог звукового давления, который при нормальных условиях на
частоте 1кГц =20-15Па.
Интенсивность звука используется при акустических расчетах, а звуковое
давление для измерения шума и оценки воздействия его на организм человека.
Ухо человека может воспринимать слышимые колебания 20 Гц - 20 кГц.
Зависимость среднеквадратичных значений синусоидальных составляющих шума от
частот называется частотным спектром шума.
В практике борьбы с шумом широко распространены октавные фильтры с
постоянной полосой пропускания. Шумы классифицируют по ГОСТу по их
спектральным и временным характеристикам. В зависимости от характера
спектра шумы бывают тональные, в спектре которых есть дискретные частот, и
широкополосные с непрерывным спектром.
Характеристики источников шума.
Любой источник шума характеризуется звуковой мощностью. Звуковая
мощность - общее количество звуковой энергии, излучаемое от точечного
источника шума в окружающее пространство за единицу времени. На практике
источник шума излучает энергию неравномерно по всем направлениям. Эта
неравномерность характеризуется фактором направленности, который показывает
отношение интенсивности звука создаваемой направленным источником к
интенсивности звука, кот. Создавалась бы ненаправленным источником, имеющим
ту же звуковую мощность.
Ф=I/Iср.
По ГОСТ шумовыми характеристиками машин являются:
1) уровень звуковой мощности шума Lp - уровень звуковой мощности в
актавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125,
250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000.
2) характеристика неравномерности излучения шума.
Кроме этого дополнительной шумовой характеристикой является актавный
уровень звукового давления.
Методы определения шумовых характеристик машин:
1) Метод свободного поля. Используется в заглушенных камерах с жестким
полом и в помещениях с большим звукопоглощением.
2) Метод отраженного звукового поля. Используется в реверперяционных
камерах и гулких помещениях.
3) Метод образцового источника шума. Используется в обычных помещениях и
цехах.
Действие шума на человека. Нормирование шума. Область слышимых звуков
ограничивается не только 20Гц - 20 кГц, но и определяется значениями
звуковых давлений. Звуки, превышающие уровень болевого ощущения могут
вызвать боли или повреждения слухового аппарата. Область частот между
уровнем болевого ощущения и порогом слышимости называется областью
слухового восприятия. В зависимости от уровня и характера шума, его
продолжительности, от индивидуальных особенностей человека шум может
оказывать различное воздействие. Даже небольшой шум 60 дб создает нагрузку
на человека. Причина - возраст, состояние здоровья, вид труда. Уровень шума
до 70 дб может оказывать серьезные физиологические изменения, 90 дб -
снижает слуховую чувствительность в области высоких частот.
Шум воздействуя на кору головного мозга оказывает раздражающее
действие, ускоряет процесс утомления, замедляет реакцию. Звуковые колебания
могут восприниматься не только ухом но и непосредственно через кости черепа
(костная проводимость). При действии шума более 140 дб возможен разрыв
барабанной перепонки. При нормировании шума используют два шума используют
два метода:
1. Нормирование по предельному спектру.
2. Нормирование по звуковому давлению.
Первый используется для постоянного шума. В этом случае уровень
звуковых давлений нормируется в 8 частотах. Второй используется для
ориентировочной оценки (измеряют шумомометром).
Способы и средства защиты от шума.
Методы снижения шума:
1. уменьшение шума в источнике возникновения;
2. изменение направленности излучения;
3. рациональная планировка предприятий;
4. акустическая обработка помещений;
5. уменьшение шума на пути его распространения.
Шум возникает из-за колебаний машины в целом, так и детали. Причины -
механические, аэродинамичечские, гидродинамические и электрические явления.
Из-за этого различают следующие виды шума: механический, аэродинамичечский,
гидродинамический и электрический.
Механические возникают из-за движения деталей механизмов с переменным
ускорением, при ударе деталей в сочленения из-за наличия зазоров, наличия
ударных процессов (ковка, штамповка).
Основные источники шума - подшипники качения и зубчатые передачи,
неуравновешенные вращающиеся части машин. Частота колебаний (и шума) кратна
n/60, где n - частота вращения. Звуковая мощность зависит от скорости
вращения деталей машин и пропорциональна n7/3. Увеличение частоты вращения
подшипников качения с n1 до n2 приводит к возрастанию шума на величину
(L=23.3*lg(n2/n1).
Основной причиной возникновения шума в зубчатых передачах является
деформация сопрягаемых зубьев под действием передаваемой нагрузки и
динамические процессы. Уменьшение механического шума может быть достигнуто
путем совершенствования технологических процессов. Для уменьшения
механического шума необходимо вводить безударные процессы, вместо штамповки
- прессование, клепки - сварка, обрубки - резка, возвратно-поступательного
движения - равномерным вращением, вместо прямозубых шестерен применять
косозубые, заменять подшипники качения подшипниками скольжения, стальные
подшипники - на капроновые, использовать принудительную смазку трущихся
поверхностей и сочленений.
Аэродинамические шумы вызваны движением жидкостей и газов. Они
являются главной составляющей шума вентиляторов, компрессоров, газовых
туобин и двигателей внутреннего сгорания. При движении тела в воздушной или
газовой среде образуются вихри с область повышенного или пониженного
давления. В результате появляется звуковая волна. Этот звук называется
вихревым. Для уменьшения вихревого шума необходимо уменьшать скорость
обтекания и улучшать аэродинамические свойства установки. Для машин с
вращающимися рабочими деталями (вентилятор) есть шум от неоднородности
воздушного потока. С этим борются уменьшением аэродинамических
характеристик машин. В двигателях внутреннего сгорания шум зависит от числа
и продолжительности выхлопов. Широко распространены газотурбинные
энергетические установки. Основной источник шума - компрессор. Шум
достигает 130-140 дб. Шум аэродинамический может быть снижен увеличением
зазора между лопаточными венцами и выбором оптимального соотношения числа
направляющих и рабочих лопаток. В основном меры по снижению
аэродинамических шумов недостаточны, поэтому часто используют
звукоизоляцию.
Электромагнитные шумы возникают в электрических машинах и оборудовании
за счет взаимодействия ферромагнитных масс под влиянием переменных в
пространстве и времени магнитных полей. Снижение электромагнитного шума
осуществляется путем конструктивных изменений в электрических машинах.
Способы защиты от шума. Акустическая обработка помещений.
Интенсивность можно уменьшить не только за за счет прямого звука, но и за
счет отраженного, путем размещения на его поверхностях звукопоглощающих
облицовок. У кирпича и бетона коэффициент поглощения на средних частотах (
0,05. Звукопоглащающий материал должен быть открыт со стороны падения звука
и обладать пористой структурой. В качестве звукопоглащающих материалов
используют ультратонкое волокно, капроновое волокно, минеральная вата,
пористый полихлорвинил. Величина звукопоглащения определяется по ГОСТу и
рассчитывается по формуле: В1=А1/(1-(1), где А1 -эквивалентная площадь
звукопоглащения до проведения акустической обработки; (1 - средний
коэффициент звукопоглащения.
В гулких помещениях за счет большой площади потолка и пола используют
их облицовку. В высоких и вытянутых помещениях используют облицовку стен.
Облицовка снижает шум на 6-8 дб.
Уменьшение шума на пути его распространения.
Используется, если рассмотренный выше метод не позволяет достигнуть
необходимого снижения. Можно использовать звукоизолирующее ограждение.