| Лабораторная работа №1 Определение концентрации вредных веществ в воздухе производственных помещений | |
| Автор: drug | Категория: Прочее | Просмотров: | Комментирии: 0 | 02-01-2013 17:03 |
1 Лабораторная работа №1
Определение концентрации вредных веществ в воздухе
производственных помещений
1.1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1.1 Токсичные вещества и характеристика их вредного действия на организм
человека
Вредное вещество – это вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья. По действию на организм человека вредные вещества делятся на: а) токсичные – эти вещества вступают во взаимодействие с организмом человека и вызывают отклонения в состоянии здоровья работающих. По физиологическому воздействию делятся на раздражающие (действуют раздражающе на слизистые оболочки), удушающие (нарушают процесс усвоения кислорода тканями организма), наркотические (при длительном употреблении могут вызвать привыкание), соматические (вызывают нарушение деятельности организма в целом или его отдельных систем).
б) сенсибилизирующие – при повторном воздействии вызывают больший эффект, чем при предыдущем, могут вызывать нейроэндокринные нарушения, плешивость, пигментацию кожи и т.д.
в) канцерогенные – вызывают опухоли или раковые заболевания.
г) генеративные – воздействуют на половую сферу.
д) аллергены – вещества, вызывающие аллергическую реакцию.
1.1.2 Производственная пыль и ее вредные действия
Производственная пыль (аэрозоль) – совокупность мельчайших твердых частиц, образующихся в процессе производства, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе рабочей зоны и оказывающих неблагоприятное воздействие на организм работающих. В зависимости от происхождения (органическая, неорганическая, смешанная) проявляется характер ее воздействия на организм человека: токсический, раздражающий, инфекционно-аллергический, канцерогенный, пневмокониотический.
1.1.3 Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе производственных помещений
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это концентрации, которые при ежедневной работе (кроме выходных дней) в течение 8 ч или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующих поколений.
Вредные вещества по степени их воздействия на организм человека можно подразделить на:
- чрезвычайно опасные, ПДК которых менее 0,1 мг/м3;
- высокоопасные, ПДК их находятся в пределах от 0,1 до 10 мг/м3;
- умеренно опасные, ПДК их составляет 1,1-10 мг/м3;
- малоопасные, ПДК их более 10 мг/м3.
С целью профилактики отравлений вредными веществами необходимо со-блюдать установленные для них ПДК в воздухе производственных помещений.
1.1.4 Методы определения концентрации вредных веществ в воздухе
Контроль фактического содержания токсичных веществ может осуществляться лабораторными, экспрессными и автоматическими методами.
Лабораторные методы контроля воздуха производственных помещений (хроматография, спектроскопия, электрохимические методы, фотометрии и др.) обеспечивают высокую точность, но требуют длительного времени и достаточно высокой квалификации работников, проводящих анализ. Применяются эти методы в основном в научно-исследовательских работах и для контроля результатов применения других методов.
Экспрессные методы просты и оперативны, но по точности уступают лабораторным методам. Анализы этими методами производятся на специальных приборах (например: газоанализаторы УГ-2,W-5, ГХ-4, ПГФ).
Автоматические методы анализа воздуха производственных помещений осуществляются чаше всего стационарными газоанализаторами, которые настроены на определенный уровень загазованности воздуха и при его достижении подают соответствующий сигнал. Выполнение автоматического анализа, как правило, сопровождается непрерывным отбором пробы воздуха, протягиваемого через ряд очистных, охладительных, редуцирующих и других устройств, что усложняет устройство автоматических анализаторов. Работа таких анализаторов должна находиться под постоянным контролем квалифицированного обслуживающего персонала.
Для определения концентраций пыли в воздухе рабочей зоны применяется радио изотопный пылемер «Приз - 2», а для автоматического измерения и записи содержания пыли и сажи в атмосферном воздухе контрольно-измерительный комплекс «Пост -1» и комплексная лаборатория «Пост - 2».
1.1.5 Профессиональные заболевания, отравления и их профилактика
Профессиональное заболевание – заболевание, вызванное воздействием вредных условий труда. Острым профессиональным заболеванием называется заболевание, возникшее после однократного воздействия вредного вещества на работающего; хроническим – развивающееся после систематического длительного воздействия малых концентраций или доз вредного вещества. Групповое профессиональное заболевание – заболевание, при котором одновременно заболело (пострадало) два и более человек.
Профессиональное отравление – острая или хроническая интоксикация, вы-званная вредным химическим фактором в условиях производства: острое – возникшее после однократного (в течение не более одной рабочей смены) воздействия вредных профессиональных факторов; хроническое – возникшее после многократного и длительного воздействия вредных производственных факторов.
Снижение уровня воздействия на работающих вредных веществ достигается путем проведения технологических, санитарно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, применением средств индивидуальной защиты. К технологическим мероприятиям относится внедрение непрерывных технологий, автоматизация и механизация производственных процессов, дистанционное управление, герметизация оборудования и т.д. Санитарно-технические мероприятия: оборудование рабочих мест приточно-вытяжной вентиляцией, укрытие оборудования пыленепроницаемыми кожухами и т.д. Лечебно-профилактические ме-роприятия: предварительные и периодические медосмотры, дыхательная гимнастика, обеспечение лечебно-профилактическим питанием и молоком и т.д. Индивидуальные средства защиты: органов дыхания (противогазы, респираторы), очки, спецодежда.
1.1.6 Анализ несчастных случаев, расследование, учет профессиональный отравлений и заболеваний, отчет о них
При расследовании и учете профессиональных заболеваний следует руководствоваться Инструкцией о порядке извещения, расследования, регистрации и учета профессиональных заболеваний, а также Инструкцией по применению Списков профессиональных заболеваний.
Врачом, выявившим или заподозрившим профессиональное заболевание или отравление, заполняется экстренное извещение в поликлиниках, амбулаториях, врачебных здравпунктах, НИИ гигиены труда и медицинских институтах. Извещение высылается в течение 12 часов в санитарно–эпидемиологическую станцию.
Специальному расследованию подлежит каждый случай острого профессионального заболевания (отравления). Этот вид расследования проводится санитарным врачом по гигиене труда в течение 24 часов с момента получения экстренного извещения. В процессе специального расследования проводится обследование рабочего места, где возникло заболевание, при необходимости организуется проведение лабораторных и инструментальных исследований, оценивается состояние санитарно–гигиенических условий труда работающего при возникновении заболевания (отравления), на основе результатов обследования разрабатываются санитарно-профилактические, организационные и технические мероприятия по ликвидации и преду-преждению случаев заболевания (отравления).
Одновременно острое профессиональное заболевание расследуется и как несчастный случай на производстве в установленном порядке. По результатам специального расследования составляется в 4 экземплярах акт расследования. Первый экземпляр остается у администрации предприятия, второй в санэпидстанции, третий – передается в лечебно–профилактическое учреждение, обслуживающее предприятие, четвертый – в профком или другой общественной организации предприятия.
Порядок расследования и учета хронических профессиональных заболеваний аналогичен вышеописанному. Извещение о хроническом профессиональном заболевании (отравлении) заполняется в клиниках НИИ гигиены труда и профессиональных заболеваний. Каждый случай хронического профессионального заболевания (отравления) подлежит самостоятельному, специальному расследованию, которое проводится санитарным врачом по гигиене труда или другим врачом СЭС в течении 7 дней с момента получения извещения о заболеваний.
1.1.7 Доврачебная помощь при отравлениях
Медицинская помощь при острых отравлениях направлена на введение спе-циальных противоядий, удаления яда из организма, поддержания жизненно важных функций поддержание нарушенных жизненно важных функций. До прибытия скорой медицинской помощи можно самостоятельно промыть водой загрязненные ядом участки кожи и слизистых оболочек, провести промывание желудка, (активированный уголь в количестве 30-50 г взрослому человеку), либо слабительное (20-30 г магния сульфата, 50-100 г касторового масла). При нарушениях дыхания (рвоте западении языка) нужно придать голове пострадавшего удобное положение, вывести язык, в случае остановки дыхания проводить искусственное дыхание (при этом следует помнить об опасности дыхания рот в рот при отравлениях бытовыми химическими веществами и промышленными ядами, т. к. спасающий может отравиться сам). Пострадавшего, находящегося в бессознательном состоянии, следует уложить на постель, кушетку и придать такое положение голове, чтобы не западал язык и не развилась закупорка дыхательных путей слизью, рвотными массами. Лучше, если он будет лежать на боку так, чтобы голова была опущена не-сколько ниже уровня тела
Описанные мероприятия первой помощи являются общими и проводятся практически при всех отравлениях, тем - более, что далеко не всегда бывает известен вид яда, его наименование. В то же время комплекс этих мероприятий часто определяется внешними проявлениями отравления, зависящими от механизма токсического действия попавшего в организм вещества. Промывание желудка проводится с целью удаления из него различных отравляющих веществ. В домашних условиях до прибытия медицинской помощи или при невозможности получения ее (места, значительно удаленные от населенных пунктов) промывание желудка проводится без зонда и заключается в приеме 4-5 стаканов воды одновременно. Обычно используется обычная водопроводная вода комнатной температуры. В ряде случаев допускается промывание 1-2% раствором пищевой соды (при отравлении метиловым спиртом, тормозной жидкостью) либо слаборозовым раствором марганцовокислого калия (при пищевых отравлениях, токсикоинфекциях). Эффективно добавление в воду активированного угля (порошок или размельченные таблетки) в количестве 50-100 г (взрослому) на весь объем промывания в виде водной взвеси.
При всей простоте и доступности промывание желудка без зонда имеет серьезные противопоказания. Категорически не рекомендуется эта процедура в случаях, когда отравление сопровождается потерей сознания, судорогами из-за опасности попадания воды или рвотных масс в дыхательные пути и развития удушья, а также при отравлении кислотами, щелочами, нефтепродуктами.
Отравления угарным газом может отмечаться в очаге пожара, при неисправностях печной отопительной системы, при отравлениях выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания и т.д. Необходимо немедленно вынести пострадавшего на свежий воздух. Вызвать “скорую помощь”. Рекомендуется по возможности непрерывная подача кислорода, холод к голове, горячий сладкий чай, если пострадавший находится в сознании.
При глубоком нарушении функций дыхания и сердечной деятельности – искусственное дыхание и непрямой массаж.
1.1.8 Средства индивидуальной зашиты органов дыхания
Средства зашиты органов дыхания предназначены для того, чтобы предохранить от вдыхания и попадания в организм человека вредных веществ (пыли, пара, газа) при проведении различных технологических процессов. При подборе средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) необходимо знать следующее: с какими веществами приходится работать; какова концентрация загрязняющих веществ; сколько времени приходится работать; в каком состоянии находятся эти вещества: в виде газа, паров или аэрозоли; существует ли опасность кислородного голодания; каковы физические нагрузки в процессе
Существует два типа средств защиты органов дыхания: фильтрующие и изолирующие. Фильтрующие подают в зону дыхания очищенный от примесей воздух рабочей зоны, изолирующие — воздух из специальных емкостей или из чистого пространства, расположенного вне рабочей зоны.
Изолирующие средства зашиты должны применяться в следующих случаях: в условиях возникновения недостатка кислорода во вдыхаемом воздухе, а условиях загрязнения воздуха в больших концентрациях или в случае, когда концентрация загрязнения неизвестна; в условиях, когда нет фильтра, который может предохранить от загрязнения; в случае, если выполняется тяжелая работа, когда дыхание через фильтрующие СИЗОД затруднено из-за сопротивления фильтра.
В случае, если нет необходимости в изолирующих средствах зашиты, нужно использовать фильтрующие средства. Преимущества фильтрующих средств заключаются в легкости, свободе движений для работника; простоте решения при смене рабочего места. Недостатки фильтрующих средств заключаются в следующем: фильтры обладают ограниченным сроком годности; затрудненность дыхания из-за сопротивления фильтра; ограниченность работы с применением фильтра по времени, если речь не идет о фильтрующей маске, которая снабжена поддувом. Не следует работать с использованием фильтрующих СИЗОД более 3 ч в течение рабочего дня.
1.1.9 Нормирование качества воды
В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.59-96 питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.
Качество воды - характеристики воды, которые определяют ее пригодность для конкретных видов водопользования (питьевая, вода для культурно-бытовых целей, вода для рыбохозяйственных целей и т.п.). По общесанитарному признаку учитывают микробиологические и паразитологические показатели воды (число бактерий в единице объема). По санитарно-токсилогическому показателю - определяют безвредность хи-мического состава. По органолептическому показателю - учитывают температуру, прозрачность, цвет, запах, вкус, жесткость воды. ПДК устанавливается по каждому из этих признаков.
ПДК в воде водоема культурно-бытового и хозяйственно-питьевого пользования (ПДКв) - концентрация вредного вещества, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.
ПДК в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) - концентрация вредного вещества, которая не должна оказывать влияния на популяцию рыб, особенно промысловых.
Например, по ртути ПДКв - 0,0005 мг/л, ПДКвр - 0,0001 мг/л.
В гидрохимической практике используют метод интегральной оценки качества воды.
Сi - концентрация вредного вещества в воде; Ki - балл кратности превышения ПДКвр; Hi - повторяемость случаев превышения ПДК; NПДКi - количество измерений, при котором превышено ПДК; Ni - общее количество измерений; Bi - общий оценочный балл.
Вещества, для которых Bi ≥ 11 - лимитирующие показатели загрязненности воды. По их сумме считают комбинаторный индекс загрязненности и устанавливают класс загрязненности воды.
Для воды определяют следующие показатели:
• концентрация растворенного кислорода
• водородный показатель (рН)
• БПК (биологическое потребление кислорода). Используют показатель БПК5 - количество кислорода, необходимое для окисления органического вещества, находящегося в воде (в течение 5 суток). БПК20 - за 20 суток - этот показатель используется чаще.
• ХПК5, ХПК20 - количество кислорода, необходимое для окисления химических веществ, находящихся в воде.
1.1.10 Нормирование химического загрязнения почв
В СССР был установлен лишь один норматив, определяющий допустимый уровень загрязнения почвы вредными химическими веществами - ПДК для пахотного слоя почвы. Принцип нормирования содержания химических соединений в почве основан на том, что поступление их в организм происходит преимущественно через контактирующие с почвой среды. Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) - это концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.
Нормативы ПДКп разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции.
Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и гигиенических исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются коэффициент концентрации химического элемента Кс и суммарный показатель загрязнения Zc.
Коэффициент концентрации определяется как отношение реального содержания элемента в почве С к фоновому Сф:
Кс=С/Сф.
Поскольку часто почвы загрязнены сразу несколькими элементами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения, отражающий эффект воздействия группы элементов:
Где Ксi - коэффициент концентрации i-ого элемента в пробе, n - число учитываемых элементов.
Суммарный показатель загрязнения может быть определен как для всех элементов в одной пробе, так и для участка территории по геохимической выборке. Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю Zc проводится по оценочной шкале:
Таблица 1.1 – Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю
Kатегории за-грязнения почв ВеличинаZс Изменение показателей здоровья населения в очагах загрязнения
Допустимая меньше 16 Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений
Умеренно опас-ная 16-32 Увеличение общего уровня заболеваемости
Опасная 32-128 Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хрони-ческими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечно-сосудистой системы
Чрезвычайно опасная больше 128 Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза при беременности, преждевре-менных родов, мертворождаемости, гипотрофий новорожденных).
1.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1.2.1 Цель работы
Определить концентрацию вредных веществ в воздушной среде производственных помещений или в каком-то объеме анализируемого объекта и сделать вывод о степени их опасности для работающих.
1.2.2 Методика выполнения работы
Для определения концентрации токсичного газа в воздухе производственного помещения экспресс-методом используется универсальный газоанализатор, принцип действия которого основан на измерении длины окрашенного столбика, полученного в процессе протягивания через индикаторную трубку воздуха, содержащие вредные примеси. Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке, пропорциональная концентрации анализируемого газа в воздухе, измеряется по шкале, градуированной в мг/м3.
К достоинствам прибора можно отнести простоту и быстроту исследований, а к недостаткам – малую точность (погрешность до 50 %).
Общий вид показан на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Общий вид газоанализатора
Измерение содержания вредного газа в воздушной среде производят следующим образом.
Открывают отверстие в емкости с вредным газом и вставляют подготовлен-ную индикаторную трубку в соответствие с направлением, указанным на труб-ке. Другой конец трубки соединяют с трубкой прибора и прокачивают необходимый объем 100 или 200 м3. В результате этого индикатор в трубке окрашивается в определенный цвет. В зависимости от объема прокачанного воздуха по соответствующей шкале определяют значение концентрации вредного вещества в воздухе. Цифру, совпадающую с границей окрашенного столбика, сравнивают с ПДК.
Для определения концентрации вредного вещества в воздухе лабораторным методом применяют анализатор-течеискатель АНТ-3. Общий вид прибора показан на рисунке 1.2.
Главное достоинство данного вида прибора – высокая точность. Недостатком является длительное время проведения анализа.
Рисунок 1.2 – Общий вид анализатора-течеискателя АНТ-3
Измерение концентрации вредных веществ в воздухе производится следую-щим способом.
Открывают отверстие в емкости с исследуемым веществом, включают прибор при помощи красной кнопки на панели управления. Затем вставляют трубку прибора в отверстие и кнопкой Выбор найти необходимое вещество и дважды нажать кнопку Пуск на панели управления (рисунок 1.2). На экране прибора отображается 2 числа: 2-ое отражает ПДК выбранного вещества, а 1-ое – концентрацию выбранного вещества в воздухе в мг/м3. Измерение производится до момента, пока концентрация не перестанет увеличиваться. Отличительной особенностью является то, что при большом превышении измеряемой концентрации ПДК прибор автоматически включает звуковую сигнализацию.
1.2.3 Результаты работы
Результаты опытов сведем в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Результаты измерения концентрации вредных веществ
Вещество ПДК в воздухе ра-бочей зоны Результаты измерения концентрации вещества, мг/м3
АНТ-3 УГ-2
Ацетон 200 1150
Аммиак 20 152 30
Бензин 100 275
Этанол 1000 765
1.3 ОХРАНА ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ
При выполнении работы могут возникнуть следующие опасности,
- при неправильном обращении может вылететь шток хроматографа УГ-2 и причинить механический ушиб;
- в момент приготовления газовой смеси в помещении или каком-то другом анализируемом объекте концентрация вредного вещества может превысить ПДК, привести к отравлению. Поэтому шток следует прижимать и отпускать медленно и плавно, а воздушную смесь следует готовить в вентиляционном шкафу. При себе иметь противогаз с соответствующей фильтрующей коробкой.
В остальном прибор безопасен. При работе с ним следует соблюдать общие меры безопасной работы в лаборатории.
Вывод
В данной лабораторной работе было изучено использование анализатора-течеискателя АНТ-3 и универсального газоанализатора УГ-2 для экспресс-анализа воздуха на наличие вредных веществ, и с их помощью были определены концентрации вредных веществ (ацетона, аммиака, бензина, этанола) в исследуемых емкостях. Для всех вредных веществ, кроме этанола, обнаружено превышение предельно допустимой концентрации в воздухе рабочей зоны.
2 Лабораторная работа №2
Исследование освещенности на рабочем месте
2.1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1.1 Производственное освещение, его роль в производственной деятельности и основные требования
Освещение – комплекс условий, характеризующий возможность зрительного восприятия окружающего мира и оказывающий влияние на психофизиологическое состояние человека и уровень его безопасности жизнедеятельности. Свет оказывает существенное влияние на результат выполняемой работы. Освещенность рабочих мест в соответствии с нормами искусственного освещения способствует повышению производительности труда на 10%. При хорошем освещении устраняется напряжение глаз, облегчается различение обрабатываемых деталей, ускоряется темп работы. Неудовлетворительное освещение вызывает преждевременное утомление, притупляет внимание, снижает производительность труда, может оказаться причиной несчастного случая.
Степень освещенности в производственных помещениях нормируется и со-ставляет 50-5000 лк.
Освещение делится на искусственное, естественное и смешанное.
2.1.2 Основные светотехнические единицы
Световой поток (Ф) – мощность светового потока излучения, оцениваемая по зрительному ощущению человеческим глазом, измеряется в люменах (лм).
Сила света (I) – пространственная плотность светового потока в заданном направлении, т.е. световой поток, отнесенный к телесному углу w, в котором он излучается: I=Ф/w. Единица измерения – кандела (кд).
Освещенность (Е) – плотность светового потока на освещенной им поверхности, т.е. световой поток, отнесенный к площади освещаемой им поверхности при условии его равномерного распределения по поверхности, когда свет источника падает на нее перпендикулярно (Е=Ф/S). Единицей освещенности является люкс (лк). Люкс соответствует поверхностной плотности светового поток в 1 лм (люмен), равномерно распределенного на площади в 1 м2.
Яркость (L) – световая величина, непосредственно воспринимаемая глазом, определяется отношением силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к направлению излучения. Измеряется в кд/м2.
Коэффициент отражения поверхности (ρ) характеризует ее способность отражать падающий на нее световой поток, определяется отношением отраженного и падающего световых потоков.
2.1.3 Естественное освещение и его нормирование
Естественное освещение используется в светлое время суток и является обя-зательным для помещений с постоянным пребыванием людей. Оно обеспечивает достаточно хорошую и равномерную освещенность, оказывает тонизирующее воздействие на человека. К недостаткам естественного освещения относят тенеобразование, возможность ослепления ярким солнечным светом, непостоянство.
Естественное освещение во многом зависит от архитектурно-планировочных решений, качества строительно-монтажных работ и т.д.
Естественное освещение делят на боковое (свет падает на рабочую поверх-ность сбоку с одной или двух сторон через оконные проемы), верхнее (свет проходит через светоаэрационные фонари, проемы в перекрытиях и в местах перепада высот зданий) и комбинированное (сочетание бокового и верхнего).
Естественное (природное) освещение непрерывно меняется, поэтому норми-ровать его в лк не представляется возможным. Вследствие этого освещенность характеризуется не абсолютной величиной, а относительной – коэффициентом естественной освещенности (K.Е.О.), который представляет собой отношение освещенности внутри помещения к освещенности снаружи. Для производственных помещений в зависимости от вида работ он составляет по СН и П 23-05-95 от 0,1 до 4.
2.1.4 Искусственное освещение и его нормирование
Искусственное освещение применяется как в темное время суток, так и в светлое, когда для нормальных условий по освещенности естественное освещение недопустимо, недостаточно или невозможно. Искусственное освещение может быть общим (для освещения всего рабочего помещения), местным (для освещения только рабочего места) и комбинированным (состоит одновременно из общего и местного освещения). По функциональному назначению выделяют рабочее, охранное, специальное, аварийное искусственное освещение.
Использование только местного освещения не разрешается из-за того, что неравномерность освещенности на рабочем месте и в помещениях снижает работоспособность зрения и вызывает его утомление.
Общее освещение достигается при равномерном расположении по всему помещению светильников, как правило, одного типа и одинаковой мощности.
Сочетание систем общего и местного освещения дает совмещенное освеще-ние.
Степень освещенности в производственном помещении нормируется в лк и в соответствии со СН и П 23-05-95 может составлять на рабочем месте от 50 до 5000 лк. Измерение уровня освещенности производится люксметрами Ю-116, Ю-117, а яркости – фотометром ФП-4.
2.1.5 Принципиальный расчет искусственного и естественного освещения
Расчет искусственного и естественного освещения в любых помещениях ве-дется в соответствии со СН и П 23-05-95.
Для того, чтобы найти необходимую освещенность на рабочем месте, необходимо сначала определить:
- эквивалентный размер объекта различения при зрительной работе либо при работе, связанной с общим наблюдением за ходом производственного процесса, периодичность наблюдения и характер пребывания людей в помещении;
- контраст объекта с фоном (малый, средний или большой);
- характеристики фона (светлый, средний или темный)
(в случае грубой зрительной работы, работы со светящимися материалами и общего наблюдения за ходом производственного процесса последние два шага пропускаются), и по таблице «Требования к освещению помещений промышленных предприятий» в соответствии с типом освещения в помещении (искусственное комбинированное, искусственное общее, естественное верхнее, комбинированное или боковое, совмещенное верхнее, комбинированное или бо-ковое) найти норму освещенности.
2.1.6 Источники искусственного освещения. Светильники
Источники искусственного света – устройства, предназначенные для превращения какого-либо вида энергии в оптическое излучение.
Для искусственного освещения в настоящее время используют несколько видов источников света. Основными из них являются люминесцентные лампы, лампы накаливания, специальные лампы с повышенной световой отдачей (ртутные лампы высокого давления), галогенные, натриевые, ксеноновые лампы.
Лампы накаливания общего назначения представляют собой несовершенные источники света как по экономичности, так и по спектру излучения. Их коэффициент полезного действия едва достигает 13%, а световая отдача – 7-20 лм Вт. Срок службы до 2,5 тыс. часов.
Люминесцентные (газоразрядные) лампы частично лишены недостатков ламп накаливания. Они имеют световую отдачу 40-110 лм/Вт, повышенный срок службы 8-12 тыс. часов, более совершенный спектральный состав света, позволяющий улучшить освещение рабочих мест, где требуется различение цвета или мелких деталей, имеющие небольшое различие в цвете с фоном.
В системах производственного освещения предпочтение отдается газоразрядным лампам, а использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или экономической нецелесообразности применения газоразрядных ламп.
Основными характеристиками ламп являются: номинальное напряжение питания, величина светового потока в лм, величина световой отдачи (отношение величины светового потока к мощности лампы), срок службы в ч.
Светильник – это осветительный прибор, состоящий из источника искусст-венного света и осветительной арматуры. Последняя выполняет следующие функции: перераспределение светового потока в пространстве, защита глаз работающих от прямого света, подвод электропитания, крепление светильника и предохранение его от загрязнения и механических повреждений.
По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого света (значительная часть светового потока направлена в нижнюю полусферу), рассеянного света (световой поток направлен в верхнюю и нижнюю полусферу примерно одинаково) и отраженного света (значительная часть светового потока направлена в верхнюю полусферу, а на рабочую поверхность – только свет, отраженный от потолка).
В зависимости от исполнения и уровня защиты источника света от механических повреждений светильники бывают открытого, защищенного, пыленепроницаемого, влагозащищенного, взрывозащищенного исполнения.
2.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.2.1 Цель работы
Научиться приемам измерения и подбора освещенности на рабочем месте.
2.2.2 Подготовка к работе
Для замера освещенности в работе используется прибор «ТКА-ПКМ»/41 – комбинированный прибор серии «ТКА-ПКМ».
Конструктивно прибор выполнен в виде двух функциональных блоков: блока обработки сигналов 1 и измерительной головки с зондом 2, соединенных между собой кабелем связи 3 (рисунок 2.1). На лицевой стороне корпуса прибора расположены ЖК-индикатор и переключатель каналов измерений. Принцип работы приборы заключается в преобразовании датчиками световых и климатических параметров микроклимата в электрические сигналы обработкой и цифровой индикацией полученных числовых значений параметров на дисплее прибора. Для определения необходимого параметра достаточно поместить прибор в зону измерений и считать с жидкокристаллического дисплея измеренное значение. Переключение каналов измерений производится поворотом переключателя, при этом прибор автоматически включается. Выключение производится возвратом переключа-теля в исходное положение.
Рисунок 2.1 – Внешний вид прибора «ТКА-ПКМ»/41
1 – блок обработки сигналов; 2 – измерительная головка; 3 – кабель связи; 4 – защитный колпачок
2.2.3 Зависимость освещенности от высоты подвеса светильника
Необходимо замерить освещенность в центре рабочего стола в зависимости от высоты подвеса светильника и затем построить график зависимости освещен-ности (в лк) от высоты подвеса светильника, м. Результаты измерения приведены в таблице 2.1 и на рисунке 2.2.
Таблица 2.1 – Зависимость освещенности от высоты источника света над рабочей поверхностью
Высота источника света над рабочей поверхностью, м Освещенность, лк
1,2 630
1,4 560
1,6 500
1,8 470
2 460
2,2 430
Рисунок 2.2 – Зависимость освещенности от высоты источника света
над рабочей поверхностью
2.2.4 Зависимость освещенности от смещения светильника по горизонтали от центра рабочего стола
Необходимо смещая светильник по горизонтам от центра рабочего стола (по оси X) измерить освещенность центра рабочего стола (в лк) от смешения X, в м. Результаты измерения приведены в таблице 2.2 и на рисунке 2.3.
Таблица 2.2 – Зависимость освещенности от смещения источника света по отношению к рабочему столу
Смещение от центра стола, м Освещенность, лк
0 440
0,1 425
0,2 415
0,3 395
0,4 390
0,5 380
Рисунок 2.3 – Зависимость освещенности от смещения источника света
по отношению к рабочему столу
2.2.5 Зависимость отраженного света от цвета отражающей поверхности
Следует положить экран, окрашенный в белый цвет, на стол, а фотоэлемент люксметра установить в рамку на штативе светочувствительной стороной (на определенной высоте от последнего) к образцу и подвесить также светильник на заданию высоту Затем необходимо измерить отраженную от белого экрана освещенность. Аналогичным путем необходимо измерить отраженную освещенность от красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового и черного экранов. Строить график зависимости отраженной освещенности (лк) от цвета образца (по спектру). Результаты измерения приведены в таблице 2.3 и на рисунке 2.4.
Таблица 2.3 – Зависимость отраженной освещенности от цвета фона
Цвет фона Освещенность
Белый 240
Красный 170
Оранжевый 200
Желтый 230
Зеленый 175
Голубой 200
Синий 165
Фиолетовый 165
Черный 160
Рисунок 2.4 – Зависимость отраженной освещенности от цвета фона
2.2.6 Подбор искусственной освещенности для выполнения данной работы.
В соответствии с полученным заданием и нормами искусственного освещения определите: размер объекта различия (мм) и наименьшую общую и комбинированную освещенность (лк) при лампе, используемой в работе.
Под термином "объект различия" понимается отдельная часть рассматриваемого предмета (например, нить ткани, точка, линия, царапина, пятно), которую требуется различать при работе.
В данной лабораторной работе наименьший размер объекта различения примем от 1 до 5 мм (размер элементов букв в методическом пособии или цифр на экране люксметра), что соответствует зрительной работе малой точности. Такие малые объекты в процессе работы наблюдались только на светлом или среднем фоне, поэтому выбираем подразряд зрительной работы а. В соответствии с этим находим в СН и П 23-05-95 в таблице «Требования к освещению помещений промышленных предприятий», что наименьшая освещенность при комбинированном освещении не нормируется, при общем (которое и имело место в помещении, где выполнялась лабораторная работа) – составляет 200 лк. В соответствии с таблицей 2.1 в центре поверхности рабочего стола (высота источника света 2,2 м) освещенность составляет 430 лк, следовательно, СН и П 23-05-95 в процессе данной лабораторной работы не был нарушен.
3 ОХРАНА ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ
Люксметр безопасен в работе, поэтому при измерении им следует соблюдать лишь общие правила безопасной работы в лаборатории.
Вывод
В данной лабораторной работе были произведены замеры освещенности люксметром в различных условиях. Было выявлено, что с увеличением высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью и смещения его от центра последней освещенность на ней убывает. Кроме того, замечено, что отраженная освещенность выше при отражении от светлых экранов (белый, оранжевый, желтый, голубой), чем от темных (синий, зеленый, фиолетовый, черный).
Показано, что данная работа выполнялась в допустимых условиях искусст-венного освещения в соответствии со СН и П 23-05-95.
Лабораторная работа 3
Измерение сопротивления изоляции
3.1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1.1 Общие меры электробезопасности
Электробезопасность — система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, связанной с влиянием электрического тока и электромагнитных полей. Электробезопасность включает в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Правила электробезопасности регламентируются правовыми и техническими документами, нормативно-технической базой. Знание основ электробезопасности обязательно.
Методы защиты:
• применение малых напряжений;
• электрическое разделение сетей;
• электрическая изоляция;
• защита от опасности при переходе с высшей стороны на низшую;
• контроль и профилактика повреждения изоляции;
• защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;
• защитное заземление, зануление, защитное отключение;
• применение индивидуальных защитных средств.
3.1.2 Производственный электротравматизм и его профилактика
Электротравматизм – это совокупность электротравм, характеризуемая определенными причинно-следственными связями между элементами системы "человек–электроустановка-среда" (Ч-Э-С). В этой системе человек является непосредственным объектом поражения, электроустановка – непосредственным источником поражения, а среда оказывает влияние как на человека, так и на электроустановку.
Одной из защитных мер в электроустановках является контроль и профилактика повреждения изоляции. Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) наименьшее сопротивление изоляции проводов относительно земли для большинства электроустановок напряжением до 1000 В должно быть не ниже 500000 Ом. Уменьшение сопротивления изоляции ниже пределов может быть причиной коротких замыканий в сети, замыканий на корпус и землю, что опасно для людей и электрооборудования. Поэтому электрооборудование испытывают при повышенном напряжении и проверяют сопротивление изоляции при вводе оборудования в эксплуатацию и после ремонта,
В порядке профилактики необходимо периодически контролировать состояние сопротивления изоляции проводов относительно земли и друг друга. Сроки контроля определены правилами эксплуатации электроустановок.
Например, в сырых помещениях исправность изоляции должна проверяться не реже 1 раза в год, а в особо сырых не реже двух раз в год.
Перспективной мерой защиты является двойная изоляция, сущность которой состоит в том, что кроме обычной изоляции металлические корпуса и другие элементы электроустановок покрывают защитной изоляцией (специальной краской, слоем специальных пластмасс и т. п.)
В электрических сетях опасных производств применяют приборы контроля изоляции. При появлении неисправности в изоляции эти приборы немедленно подают звуковой, световой или одновременно световой и звуковой сигналы, принимаются экстренные меры по устранению возникших в изоляции неисправностей.
3.1.3 Индивидуальные защитные средства от поражения током
Средства индивидуальной защиты от поражения электрическим током разделяют на основные и дополнительные. К основным средствам защиты относят: при напряжении сети более 1000 В — изолирующие измерительные штанги и клещи, указатели напряжения, изолирующие устройства, оборудование и приспособления в виде лестниц, площадок, захватов; при напряжении сети до 1000 В — инструменты с изолирующими ручками, диэлектрические перчатки, указатели напряжения, изолирующие клещи, трапы, кронштейн-площадки. Дополнительными средствами защиты являются диэлектрические сапоги и галоши, изолирующие подставки, диэлектрические монтерские когти с ремнями,, диэлектрические коврики и дорожки, монтажные пояса (для работы на высоте), страхующие канаты, лестницы-стремянки и приставные лестницы.
Исправность защитных средств необходимо проверять, осматривая их перед каждым применением, а также периодически через 6... 12 мес; изолирующие средства необходимо периодически испытывать.
3.1.4 Пожарная безопасность в электрических установках
1. Электроустановки зданий, сооружений и строений должны соответствовать классу пожаровзрывоопасной зоны, в которой они установлены, а также категории и группе горючей смеси.
2. Кабели и провода систем противопожарной защиты, средств обеспечения деятельности подразделений пожарной охраны, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации, аварийной вентиляции и противодымной защиты, автоматического пожаротушения, внутреннего противопожарного водопровода, лифтов для транспортирования подразделений пожарной охраны в зданиях, сооружениях и строениях должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону.
3. Кабели от трансформаторных подстанций резервных источников питания до вводно-распределительных устройств должны прокладываться в раздельных огнестойких каналах или иметь огнезащиту.
4. Линии электроснабжения помещений зданий, сооружений и строений должны иметь устройства защитного отключения, предотвращающие возникновение пожара при неисправности электроприемников. Правила установки и параметры устройств защитного отключения должны учитывать требования пожарной безопасности, установленные в соответствии с настоящим Федеральным законом.
5. Распределительные щиты должны иметь конструкцию, исключающую распространение горения за пределы щита из слаботочного отсека в силовой и наоборот.
6. Разводка кабелей и проводов от поэтажных распределительных щитков до помещений должна осуществляться в каналах из негорючих строительных конструкций или погонажной арматуре, соответствующих требованиям пожарной безопасности.
7. Горизонтальные и вертикальные каналы для прокладки электрокабелей и проводов в зданиях, сооружениях и строениях должны иметь защиту от распространения пожара. В местах прохождения кабельных каналов, коробов, кабелей и проводов через строительные конструкции с нормируемым пределом огнестойкости должны быть предусмотрены кабельные проходки с пределом огнестойкости не ниже предела огнестойкости данных конструкций.
8. Кабели, прокладываемые открыто, должны быть не распространяющими горение.
9. Светильники аварийного освещения на путях эвакуации с автономными источниками питания должны быть обеспечены устройствами для проверки их работоспособности при имитации отключения основного источника питания. Ресурс работы автономного источника питания должен обеспечивать аварийное освещение на путях эвакуации в течение расчетного времени эвакуации людей в безопасную зону.
10. Электрооборудование без средств пожаровзрывозащиты не допускается использовать во взрывоопасных, взрывопожароопасных и пожароопасных помещениях зданий, сооружений и строений, не имеющих направленных на исключение опасности появления источника зажигания в горючей среде дополнительных мер защиты.
11. Пожарозащищенное электрооборудование не допускается использовать во взрывоопасных и взрывопожароопасных помещениях.
12. Взрывозащищенное электрооборудование допускается использовать в пожароопасных и непожароопасных помещениях, а во взрывоопасных помещениях - при условии соответствия категории и группы взрывоопасной смеси в помещении виду взрывозащиты электрооборудования.
13. Правила применения электрооборудования в зависимости от степени его взрывопожарной и пожарной опасности в зданиях, сооружениях и строениях различного назначения, а также показатели пожарной опасности электрооборудования и методы их определения устанавливаются федеральными законами о технических регламентах для данной продукции и (или) нормативными документами по пожарной безопасности.
3.1.5 Статическое электричество и защита от него. Молниезащита
Величина потенциалов зарядов искусственного статического электричества на ременных передачах и лентах конвейеров может достигать 40 кВ, при механической обработке пластмасс и дерева до 30 кВ, при распылении красок до 12 кВ. При соответствующих условиях происходит пробой воздушной прослойки, сопровождающийся искровым разрядом, что может инициировать взрыв или пожар.
Основные мероприятия, применяемые для зашиты от статического электричества производственного происхождения, включают методы, исключающие или уменьшающие интенсивность генерации зарядов, и методы, устраняющие образующиеся заряды. Интенсивность генерации зарядов можно уменьшить соответствующим подбором пар трения или смешиванием материалов таким образом, что в результате трения один из смешанных материалов наводит заряд одного знака, а другой — другого.
Изменением технологического режима обработки материалов также можно добиться снижения количества генерируемых зарядов (уменьшение скоростей обработки, скоростей транспортирования и слива диэлектрических жидкостей, уменьшение сил трения).
При заполнении сыпучими веществами или жидкостями диэлектриками ре-зервуаров на входе в них применяют релаксационные емкости, чаще всего в виде заземленного участка трубопровода увеличенного диаметра, обеспечивающего стекание всего заряда статического электричества на землю.
Образующиеся заряды статического электричества устраняют чаше всего путем заземления электропроводных частей производственного оборудования. Сопротивление такого заземления должно быть не более 100 Ом. При невозможности устройства заземления практикуется повышение относительной влажности воздуха в помещении. Возможно увеличить объемную проводимость диэлектрика, для чего в него вносят графит, ацетиленовую сажу, алюминиевую пудру, а в жидкие диэлектрики — специальные добавки. Для ряда машин и агрегатов нашли применение нейтрализаторы статического электричества (коронного разряда, радиоизотопные, аэродинамические и комбинированные). Во всех типах этих устройств путем ионизации воздуха вблизи элемента конструкции, накапливающего заряд статического электричества, образуются ионы, в том числе со знаком, противоположным знаку заряда, что и вызывает его нейтрализацию.
К средствам индивидуальной защиты от статического электричества относятся электростатические халаты и специальная обувь, подошва которой выполнена из кожи либо электропроводной резины, а также антистатические браслеты.
Значительно большую опасность представляет атмосферное статическое электричество, эффективным средством защиты от которого является молниеза-щита. Она включает комплекс мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, загораний и разрушений, возможных при воздействии молний.
Для всех зданий и сооружений, не связанных с производством и хранением взрывчатых веществ, а также для линий электропередач и контактных сетей проектирование и изготовление молниезащиты должно выполняться согласно «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» РД 34.21.122—87.
По степени зашиты зданий и сооружений от воздействия атмосферного электричества молниезащита подразделяется на три категории. Категория молниезащиты определяется назначением зданий и сооружений среднегодовой продолжительностью гроз, а также ожидаемым числом поражений здания ияи сооружения молнией в год.
Для создания зон защиты применяют одиночный стержневой молниеотвод; двойной стержневой молниеотвод; многократный стержневой молниеотвод; одиночный ним двойной тросовый молниеотвод.
3.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.2.1 Цель работы
В работе ставится цель:
- научиться измерять сопротивление изоляции проводников с помощью ме-гомметра Ml101;
- измерить сопротивление изоляции между жилами кабеля или других подобранных проводников, сделать вывод о его пригодности , эксплуатации по требованиям ПУЭ к изоляции.
3.2.2 Методика проведения работы
Применяемый для измерения сопротивления мегомметр М1101 может ис-пользоваться при испытании сопротивления изоляции сетей, обмоток машин, трансформаторов и других электрических установок между проводниками и относительно земли. Принципиальная схема мегомметра показана на рисунке 3.1.
Измерительным устройством мегомметра является двухрамочный магнито-электрический логометр, измеряющий сопротивление токов в двух рамках прибора. Ток в одной из рамок не зависит от измеряемого сопротивления, а ток в другой рамке главным образом определяется измеряемым сопротивлением. Поэтому отклонение стрелки шкалы мегомметра будет зависеть только от величины измеряемого сопротивления. При изменении напряжения генератора соотношение токов в рамках не изменяется, по этой причине шкала прибора градуирована непосредственно в Омах.
Шкала мегомметра имеет два ряда отметок: верхняя шкала соответствует пределу измерения от 0 до 1000 МОм, нижняя соответствует пределу от 0 до 1000 кОм.
Генератор мегомметра рассчитан на работу при скорости вращения рукоятки 120 об/мин. Вращение рукоятки передается якорю генератора через зубчатую передачу, доводящую скорость вращение якоря до 1920 об/мин.
При вращении якоря в обмотке генератора индуктируется переменная электродвижущая сила, которая при помощи коллектора выпрямляется и подается в схему. Генератор снабжен центробежным регулятором.
Для исключения влияния поверхностных токов утечки применяется экрани-рование «Э» (экран). С той же целью логометр, переключатель, а также зажим Л экранированы от токов утечки. Экранированием обычно пользуются при измерении больших сопротивлений.
С помощью переключателя П измеряемое сопротивление может подключаться к рабочей рамке последовательно или параллельно. При этом резко уменьшается предел измерения. На крышке прибора эти два положения переключателя отмечены надписями М и К.
Рисунок 3.1 – Принципиальная схема мегомметра М1101
1 – рабочая рамка, 2 – противодействующая рамка, С1, С2 – конденсаторы, Д1, Д2 – диоды
Перед началом работы следует проверить мегомметр на исправность. Проверка производится следующим образом. Вращая ручку генератора при разомкнутых зажимах, наблюдают за тем, чтобы стрелка шкалы прибора установилась на отметке шкалы мегомов, если переключатель находится в положении М, или на отметке 0 той же шкалы мегомов, если переключатель находится в положении К. В противном случае мегомметр неисправен.
Затем в зависимости от величины измеряемого сопротивления переключатель ставится на К или М. К зажимам Л и 3 присоединяется измеряемое сопротивление. Вращая ручку генератора, производим измерение сопротивления.
3.2.3 Результаты работы
Для каждого из исследуемых кабелей (3 шт.) измерим сопротивление между каждыми двумя из различных его проводниками (для обнаружения пробоев изоляции) и между концами одних и тех же проводников (для обнаружения обрыва проводника в кабеле). Результаты сведем в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Результаты измерения сопротивления
Исследуемые проводники Сопротивление Результат
Кабель №1 (черный длинный, четырехжильный)
Белый №1 – красный 1000 МОм Изоляция цела
Белый №1 – зеленый ∞ Изоляция цела
Белый №1 – белый №2 ∞ Изоляция цела
Красный – зеленый ∞ Изоляция цела
Красный – белый №2 ∞ Изоляция цела
Белый №2 – зеленый ∞ Изоляция цела
Белый №1 (оба конца) 0 Проводник цел
Красный (оба конца) 0 Проводник цел
Белый №2 (оба конца) 0 Проводник цел
Зеленый (оба конца) 0 Проводник цел
Кабель №2 (синий, четырехжильный)
Белый №1 – серый 1000 МОм Изоляция цела
Белый №1 – голубой ∞ Изоляция цела
Белый №1 – белый №2 ∞ Изоляция цела
Серый - голубой ∞ Изоляция цела
Серый – белый №2 ∞ Изоляция цела
Белый №2 – Голубой ∞ Изоляция цела
Белый №1 (оба конца) 0 Проводник цел
Серый (оба конца) 0 Проводник цел
Белый №2 (оба конца) 0 Проводник цел
Голубой (оба конца) 0 Проводник цел
Кабель №3 (белый, двухжильный)
Проводник №1 – проводник №2 ∞ Изоляция цела
Проводник №1 (оба конца) 0 Проводник цел
Проводник №2 (оба конца) ∞ Проводник поврежден
3.3 ОХРАНА ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ
При работе на приборах М1101 следует соблюдать следующие меры безопасности:
- так как мегомметр может применяться только для измерения изоляции це-пей, не находящихся под напряжением, то перед измерением следует убедиться в отсутствии напряжения на проверяемом объекте;
- прибор можно подключить только к заземленной испытуемой цепи;
- ввиду высоких напряжений на выходе прибора в процессе измерения нельзя прикасаться к соединительным элементам проверяемого объекта;
- в лаборатории следует иметь средства индивидуальной защиты от поражения электрическим током – диэлектрический коврик, диэлектрические перчатки и средства для оказания первой медицинской помощи.
Вывод
В данной лабораторной работе с помощью мегомметра М1101 было измерено сопротивление проводников в электрических кабелях и между ними. Было выяснено, что изоляция всех проводников цела, но один из проводников белого кабеля поврежден.
4 Лабораторная работа №4
Определение температуры вспышки нефтепродуктов
4.1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1.1 Общие сведения о процессах горения
Горение — это сложный физико-химический процесс превращения компо-нентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света и лучистой энергии. Приближенно можно описать природу горения как бурно идущее окисление.
Дозвуковое горение (дефлаграция) в отличие от взрыва и детонации протекает с низкими скоростями и не связано с образованием ударной волны. К дозвуковому горению относят нормальное ламинарное и турбулентное распространения пламени, к сверхзвуковому — детонацию.
Горение подразделяется на тепловое и цепное. В основе теплового горения лежит химическая реакция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяющегося тепла. Цепное горение встречается в случаях некоторых газофазных реакций при низких давлениях.
Условия термического самоускорения могут быть обеспечены для всех реакций с достаточно большими тепловыми эффектами и энергиями активации.
Горение может начаться самопроизвольно в результате самовоспламенения либо быть инициированным зажиганием. При фиксированных внешних условиях непрерывное горение может протекать в стационарном режиме, когда основные характеристики процесса — скорость реакции, мощность тепловыделения, температура и состав продуктов — не изменяются во времени, либо в периодическом режиме, когда эти характеристики колеблются около своих средних значений. Вследствие сильной нелинейной зависимости скорости реакции от температуры горение отличается высокой чувствительностью к внешним условиям. Это же свойство горения обусловливает существование нескольких стационарных режимов при одних и тех же условиях (гистерезисный эффект).
4.1.2 Условия, необходимые для горения
Для процесса горения необходимо наличие:
1) горючей среды, состоящей из горючего вещества и окислителя;
2) источника воспламенения.
Чтобы возник процесс горения, горючая среда должна быть нагрета до определенной температуры при помощи источника воспламенения (пламя, искра электрического или механического происхождения, накаленные тела, тепловое проявление химической, электрической или механической энергий).
После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения. Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода, а также при определенных температурах и запасе тепловой энергии источника воспламенения. Горение веществ может протекать не только в среде кислорода, но также в среде некоторых веществ, не содержащих кислорода, хлора, паров брома, серы и т.д.
4.1.3 Продукты сгорания, теплота и температура горения
Различают следующие виды горения:
- полное - горение при достаточном количестве или избытке кислорода;
- неполное - горение при недостатке кислорода.
При полном горении в кислороде продуктами сгорания являются двуокись углерода (CO2), вода (H2O), азот (N), сернистый ангидрид (SO2), фосфорный ангидрид и тому подобные оксиды. При неполном горении обычно образуются едкие, ядовитые горючие и взрывоопасные продукты: окись углерода, спирты, кислоты, альдегиды.
Теплота горения (теплота сгорания) — это количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания (дж или кал на 1 кг, м³ или моль).
Для её измерения пользуются методами калориметрии. Теплота сгорания определяется химическим составом горючего вещества.
В теплотехнике различаются следующие температуры горения газов: жаро-производительность, калориметрическую, теоретическую и действительную (расчетную). Жаропроизводительность tж — максимальная температура продуктов полного сгорания газа в адиабатических условиях с коэффициентом избытка воздуха α = 1,0 и при температуре газа и воздуха, равной 0°C:
tж = Qн /(∑Vcp)
где Qн — низшая теплота сгорания газа, кДж/м3; ∑Vcp — сумма произведе-ний объемов диоксида углерода, водяного пара и азота, образовавшихся при сгорании 1 м3 газа (м3/м3), и их средних объемных теплоемкостей при постоянном давлении в пределах температур от 0°С до tж (кДж/(м3•°С).
Калориметрическая температура горения tK — температура, определяемая без учета диссоциации водяных паров и диоксида углерода, но с учетом фактической начальной температуры газа и воздуха. Она отличается от жаропроизводительности tж тем, что температура газа и воздуха, а также коэффициент избытка воздуха α принимаются по их действительным значениям. Определить tK можно по формуле:
tК = (Qн + qфиз)/(ΣVcp)
где qфиз — теплосодержание (физическая теплота) газа и воздуха, отсчиты-ваемое от 0°С, кДж/м3.
Теоретическая температура горения tT — максимальная температура, определяемая аналогично калориметрической tK, но с поправкой на эндотермические (требующие теплоты) реакции диссоциации диоксида углерода и водяного пара, идущие с увеличением объема:
СО2 ‹–› СО + 0,5О2 — 283 мДж/моль
Н2О ‹–› Н2 + 0,5О2 — 242 мДж/моль
При высоких температурах диссоциация может привести к образованию атомарного водорода, кислорода и гидроксильных групп ОН. Кроме того, при сжигании газа всегда образуется некоторое количество оксида азота. Все эти реакции эндотермичны и приводят к снижению температуры горения.
Теоретическая температура горения может быть определена по следующей формуле:
tT = (Qн + qфиз – qдис)/(ΣVcp)
где qдис — суммарные затраты теплоты на диссоциацию СО2 и Н2О в продуктах сгорания, кДж/м3; ΣVcp — сумма произведения объема и средней теплоемкости продуктов сгорания с учетом диссоциации на 1 м3 газа.
Действительная (расчетная) температура продуктов сгорания tд — температура, которая достигается в реальных условиях в самой горячей точке факела. Она ниже теоретической и зависит от потерь теплоты в окружающую среду, степени отдачи теплоты из зоны горения излучением, растянутости процесса горения во времени и др. Действительные усредненные температуры в топках печей и котлов определяются по тепловому балансу или приближенно по теоретической или калориметрической температуре горения в зависимости от температуры в топках с введением в них экспериментально установленных поправочных коэффициентов:
tд = tтη
где η — т.н. пирометрический коэффициент, укладывающийся для различных печей в пределах 0,60–0,85.
4.1.4 Адиабатическое воспламенение. Холодное пламя
Если нагреть горючую смесь, находящуюся в сосуде с холодными стенками, подвергая ее адиабатическому сжатию, т. е, достаточно быстро для исключения теплообмена с окружающей средой, то она воспламенится.
Воспламенение при адиабатическом сжатии отличается от самовоспламене-ния в нагретом сосуде тем, что стенки сосуда, оставаясь холодными, не принимают участия в инициировании активных центров цепной реакции и не влияют на минимальную температуру воспламенения. Поэтому температура адиабатического воспламенения выше температуры самовоспламенения в нагретом сосуде. При адиабатическом сгорании, т. е. не сопровождающемся тепловыми потерями, весь запас химической энергии горючей смеси расходуется на нагревание продуктов реакции. Температура продуктов адиабатического сгорания не зависит от скорости протекающих в пламени реакций, а зависит лишь от их суммарного теплового эффекта и теплоемкости конечных продуктов. Эиа величина называется температурой горения Tв и является важной характеристикой горючей смеси. Величина Тв распространенных горючих смесей лежит в пределах 1500—3000 К-
Явление самовоспламенения может осложниться возникновением холодно-го пламени, характеризующего такой режим горения, при котором химическое взаимодействие сопровождается свечением, но реакция остается незавершенной. В этом случае смесь разогревается в меньшей степени, чем при полном адиабатическом сгорании, когда вся химическая энергия горючей смеси расходуется на разогрев продуктов реакции. Зона холоднопламенного горения в виде свечения наблюдается в пространстве между аппаратами в производствах синтетического каучука и других, если в помещения цехов попадают газовоздушные смеси, содержащие диэтиловый эфир и сероуглерод.
Возникновение холодного пламени связано с развитием реакции по чисто цепному механизму с образованием более или менее стабильных промежуточных продуктов или радикалов, способных к сравнительно длительному существованию.
Холодное пламенное горение не сопровождается значительным ростом давления и само по себе опасности для аппаратуры не представляет. Однако в определенных условиях оно может инициировать возникновение обычного пламени.
4.1.5 Источники зажигания
Источник зажигания — источник энергии, инициирующий загорание. Должен обладать достаточной энергией, температурой и длительностью воздействия. В зависимости от вида энергии Источники зажигания условно делятся на 4 класса: термические, механические, химические и электрические.
Термические источники зажигания — открытое пламя, нагретая поверхность, искры, тлеющие материалы, нагретые газы, солнечные лучи.
Механические источники зажигания — поверхности, нагретые трением, сжатием, ударом, прессованием, а также фрикционные искры.
Химические источники зажигания — нагрев вещества за счет жизнедеятель-ности микроорганизмов, химического взаимодействия с несовместимыми веществами.
Электрические источники зажигания — разряд атмосферного электричества, разряд статического электричества, газовый разряд, короткое замыкание.
Чтобы зажечь определенное вещество, источник зажигания должен обладать энергией, превосходящей минимальную энергию зажигания данного вещества. Возможны случаи, когда от источника зажигания загорается не данное вещество, а находящееся рядом, которое становится источником зажигания для данного вещества. В связи с этим различают первичный и вторичный источники зажигания.
4.1.6 Температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения
Для характеристики пожароопасных свойств жидкостей широко применяется показатель, называемый температурой вспышки, под которым понимается минимальная температура, при которой в условиях специальный испытаний над ее поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхнуть в воздухе от постороннего источника зажигания. При температуре вспышки не возникает стабильное горение жидкости, так как при этой температуре не поддерживается устойчивая концентрация паров жидкости с воздухом, что является необходимым условием для такого горения.
Температура вспышки – один из основных параметров, по
Определение концентрации вредных веществ в воздухе
производственных помещений
1.1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1.1 Токсичные вещества и характеристика их вредного действия на организм
человека
Вредное вещество – это вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья. По действию на организм человека вредные вещества делятся на: а) токсичные – эти вещества вступают во взаимодействие с организмом человека и вызывают отклонения в состоянии здоровья работающих. По физиологическому воздействию делятся на раздражающие (действуют раздражающе на слизистые оболочки), удушающие (нарушают процесс усвоения кислорода тканями организма), наркотические (при длительном употреблении могут вызвать привыкание), соматические (вызывают нарушение деятельности организма в целом или его отдельных систем).
б) сенсибилизирующие – при повторном воздействии вызывают больший эффект, чем при предыдущем, могут вызывать нейроэндокринные нарушения, плешивость, пигментацию кожи и т.д.
в) канцерогенные – вызывают опухоли или раковые заболевания.
г) генеративные – воздействуют на половую сферу.
д) аллергены – вещества, вызывающие аллергическую реакцию.
1.1.2 Производственная пыль и ее вредные действия
Производственная пыль (аэрозоль) – совокупность мельчайших твердых частиц, образующихся в процессе производства, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе рабочей зоны и оказывающих неблагоприятное воздействие на организм работающих. В зависимости от происхождения (органическая, неорганическая, смешанная) проявляется характер ее воздействия на организм человека: токсический, раздражающий, инфекционно-аллергический, канцерогенный, пневмокониотический.
1.1.3 Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе производственных помещений
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это концентрации, которые при ежедневной работе (кроме выходных дней) в течение 8 ч или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующих поколений.
Вредные вещества по степени их воздействия на организм человека можно подразделить на:
- чрезвычайно опасные, ПДК которых менее 0,1 мг/м3;
- высокоопасные, ПДК их находятся в пределах от 0,1 до 10 мг/м3;
- умеренно опасные, ПДК их составляет 1,1-10 мг/м3;
- малоопасные, ПДК их более 10 мг/м3.
С целью профилактики отравлений вредными веществами необходимо со-блюдать установленные для них ПДК в воздухе производственных помещений.
1.1.4 Методы определения концентрации вредных веществ в воздухе
Контроль фактического содержания токсичных веществ может осуществляться лабораторными, экспрессными и автоматическими методами.
Лабораторные методы контроля воздуха производственных помещений (хроматография, спектроскопия, электрохимические методы, фотометрии и др.) обеспечивают высокую точность, но требуют длительного времени и достаточно высокой квалификации работников, проводящих анализ. Применяются эти методы в основном в научно-исследовательских работах и для контроля результатов применения других методов.
Экспрессные методы просты и оперативны, но по точности уступают лабораторным методам. Анализы этими методами производятся на специальных приборах (например: газоанализаторы УГ-2,W-5, ГХ-4, ПГФ).
Автоматические методы анализа воздуха производственных помещений осуществляются чаше всего стационарными газоанализаторами, которые настроены на определенный уровень загазованности воздуха и при его достижении подают соответствующий сигнал. Выполнение автоматического анализа, как правило, сопровождается непрерывным отбором пробы воздуха, протягиваемого через ряд очистных, охладительных, редуцирующих и других устройств, что усложняет устройство автоматических анализаторов. Работа таких анализаторов должна находиться под постоянным контролем квалифицированного обслуживающего персонала.
Для определения концентраций пыли в воздухе рабочей зоны применяется радио изотопный пылемер «Приз - 2», а для автоматического измерения и записи содержания пыли и сажи в атмосферном воздухе контрольно-измерительный комплекс «Пост -1» и комплексная лаборатория «Пост - 2».
1.1.5 Профессиональные заболевания, отравления и их профилактика
Профессиональное заболевание – заболевание, вызванное воздействием вредных условий труда. Острым профессиональным заболеванием называется заболевание, возникшее после однократного воздействия вредного вещества на работающего; хроническим – развивающееся после систематического длительного воздействия малых концентраций или доз вредного вещества. Групповое профессиональное заболевание – заболевание, при котором одновременно заболело (пострадало) два и более человек.
Профессиональное отравление – острая или хроническая интоксикация, вы-званная вредным химическим фактором в условиях производства: острое – возникшее после однократного (в течение не более одной рабочей смены) воздействия вредных профессиональных факторов; хроническое – возникшее после многократного и длительного воздействия вредных производственных факторов.
Снижение уровня воздействия на работающих вредных веществ достигается путем проведения технологических, санитарно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, применением средств индивидуальной защиты. К технологическим мероприятиям относится внедрение непрерывных технологий, автоматизация и механизация производственных процессов, дистанционное управление, герметизация оборудования и т.д. Санитарно-технические мероприятия: оборудование рабочих мест приточно-вытяжной вентиляцией, укрытие оборудования пыленепроницаемыми кожухами и т.д. Лечебно-профилактические ме-роприятия: предварительные и периодические медосмотры, дыхательная гимнастика, обеспечение лечебно-профилактическим питанием и молоком и т.д. Индивидуальные средства защиты: органов дыхания (противогазы, респираторы), очки, спецодежда.
1.1.6 Анализ несчастных случаев, расследование, учет профессиональный отравлений и заболеваний, отчет о них
При расследовании и учете профессиональных заболеваний следует руководствоваться Инструкцией о порядке извещения, расследования, регистрации и учета профессиональных заболеваний, а также Инструкцией по применению Списков профессиональных заболеваний.
Врачом, выявившим или заподозрившим профессиональное заболевание или отравление, заполняется экстренное извещение в поликлиниках, амбулаториях, врачебных здравпунктах, НИИ гигиены труда и медицинских институтах. Извещение высылается в течение 12 часов в санитарно–эпидемиологическую станцию.
Специальному расследованию подлежит каждый случай острого профессионального заболевания (отравления). Этот вид расследования проводится санитарным врачом по гигиене труда в течение 24 часов с момента получения экстренного извещения. В процессе специального расследования проводится обследование рабочего места, где возникло заболевание, при необходимости организуется проведение лабораторных и инструментальных исследований, оценивается состояние санитарно–гигиенических условий труда работающего при возникновении заболевания (отравления), на основе результатов обследования разрабатываются санитарно-профилактические, организационные и технические мероприятия по ликвидации и преду-преждению случаев заболевания (отравления).
Одновременно острое профессиональное заболевание расследуется и как несчастный случай на производстве в установленном порядке. По результатам специального расследования составляется в 4 экземплярах акт расследования. Первый экземпляр остается у администрации предприятия, второй в санэпидстанции, третий – передается в лечебно–профилактическое учреждение, обслуживающее предприятие, четвертый – в профком или другой общественной организации предприятия.
Порядок расследования и учета хронических профессиональных заболеваний аналогичен вышеописанному. Извещение о хроническом профессиональном заболевании (отравлении) заполняется в клиниках НИИ гигиены труда и профессиональных заболеваний. Каждый случай хронического профессионального заболевания (отравления) подлежит самостоятельному, специальному расследованию, которое проводится санитарным врачом по гигиене труда или другим врачом СЭС в течении 7 дней с момента получения извещения о заболеваний.
1.1.7 Доврачебная помощь при отравлениях
Медицинская помощь при острых отравлениях направлена на введение спе-циальных противоядий, удаления яда из организма, поддержания жизненно важных функций поддержание нарушенных жизненно важных функций. До прибытия скорой медицинской помощи можно самостоятельно промыть водой загрязненные ядом участки кожи и слизистых оболочек, провести промывание желудка, (активированный уголь в количестве 30-50 г взрослому человеку), либо слабительное (20-30 г магния сульфата, 50-100 г касторового масла). При нарушениях дыхания (рвоте западении языка) нужно придать голове пострадавшего удобное положение, вывести язык, в случае остановки дыхания проводить искусственное дыхание (при этом следует помнить об опасности дыхания рот в рот при отравлениях бытовыми химическими веществами и промышленными ядами, т. к. спасающий может отравиться сам). Пострадавшего, находящегося в бессознательном состоянии, следует уложить на постель, кушетку и придать такое положение голове, чтобы не западал язык и не развилась закупорка дыхательных путей слизью, рвотными массами. Лучше, если он будет лежать на боку так, чтобы голова была опущена не-сколько ниже уровня тела
Описанные мероприятия первой помощи являются общими и проводятся практически при всех отравлениях, тем - более, что далеко не всегда бывает известен вид яда, его наименование. В то же время комплекс этих мероприятий часто определяется внешними проявлениями отравления, зависящими от механизма токсического действия попавшего в организм вещества. Промывание желудка проводится с целью удаления из него различных отравляющих веществ. В домашних условиях до прибытия медицинской помощи или при невозможности получения ее (места, значительно удаленные от населенных пунктов) промывание желудка проводится без зонда и заключается в приеме 4-5 стаканов воды одновременно. Обычно используется обычная водопроводная вода комнатной температуры. В ряде случаев допускается промывание 1-2% раствором пищевой соды (при отравлении метиловым спиртом, тормозной жидкостью) либо слаборозовым раствором марганцовокислого калия (при пищевых отравлениях, токсикоинфекциях). Эффективно добавление в воду активированного угля (порошок или размельченные таблетки) в количестве 50-100 г (взрослому) на весь объем промывания в виде водной взвеси.
При всей простоте и доступности промывание желудка без зонда имеет серьезные противопоказания. Категорически не рекомендуется эта процедура в случаях, когда отравление сопровождается потерей сознания, судорогами из-за опасности попадания воды или рвотных масс в дыхательные пути и развития удушья, а также при отравлении кислотами, щелочами, нефтепродуктами.
Отравления угарным газом может отмечаться в очаге пожара, при неисправностях печной отопительной системы, при отравлениях выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания и т.д. Необходимо немедленно вынести пострадавшего на свежий воздух. Вызвать “скорую помощь”. Рекомендуется по возможности непрерывная подача кислорода, холод к голове, горячий сладкий чай, если пострадавший находится в сознании.
При глубоком нарушении функций дыхания и сердечной деятельности – искусственное дыхание и непрямой массаж.
1.1.8 Средства индивидуальной зашиты органов дыхания
Средства зашиты органов дыхания предназначены для того, чтобы предохранить от вдыхания и попадания в организм человека вредных веществ (пыли, пара, газа) при проведении различных технологических процессов. При подборе средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) необходимо знать следующее: с какими веществами приходится работать; какова концентрация загрязняющих веществ; сколько времени приходится работать; в каком состоянии находятся эти вещества: в виде газа, паров или аэрозоли; существует ли опасность кислородного голодания; каковы физические нагрузки в процессе
Существует два типа средств защиты органов дыхания: фильтрующие и изолирующие. Фильтрующие подают в зону дыхания очищенный от примесей воздух рабочей зоны, изолирующие — воздух из специальных емкостей или из чистого пространства, расположенного вне рабочей зоны.
Изолирующие средства зашиты должны применяться в следующих случаях: в условиях возникновения недостатка кислорода во вдыхаемом воздухе, а условиях загрязнения воздуха в больших концентрациях или в случае, когда концентрация загрязнения неизвестна; в условиях, когда нет фильтра, который может предохранить от загрязнения; в случае, если выполняется тяжелая работа, когда дыхание через фильтрующие СИЗОД затруднено из-за сопротивления фильтра.
В случае, если нет необходимости в изолирующих средствах зашиты, нужно использовать фильтрующие средства. Преимущества фильтрующих средств заключаются в легкости, свободе движений для работника; простоте решения при смене рабочего места. Недостатки фильтрующих средств заключаются в следующем: фильтры обладают ограниченным сроком годности; затрудненность дыхания из-за сопротивления фильтра; ограниченность работы с применением фильтра по времени, если речь не идет о фильтрующей маске, которая снабжена поддувом. Не следует работать с использованием фильтрующих СИЗОД более 3 ч в течение рабочего дня.
1.1.9 Нормирование качества воды
В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.59-96 питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.
Качество воды - характеристики воды, которые определяют ее пригодность для конкретных видов водопользования (питьевая, вода для культурно-бытовых целей, вода для рыбохозяйственных целей и т.п.). По общесанитарному признаку учитывают микробиологические и паразитологические показатели воды (число бактерий в единице объема). По санитарно-токсилогическому показателю - определяют безвредность хи-мического состава. По органолептическому показателю - учитывают температуру, прозрачность, цвет, запах, вкус, жесткость воды. ПДК устанавливается по каждому из этих признаков.
ПДК в воде водоема культурно-бытового и хозяйственно-питьевого пользования (ПДКв) - концентрация вредного вещества, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.
ПДК в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) - концентрация вредного вещества, которая не должна оказывать влияния на популяцию рыб, особенно промысловых.
Например, по ртути ПДКв - 0,0005 мг/л, ПДКвр - 0,0001 мг/л.
В гидрохимической практике используют метод интегральной оценки качества воды.
Сi - концентрация вредного вещества в воде; Ki - балл кратности превышения ПДКвр; Hi - повторяемость случаев превышения ПДК; NПДКi - количество измерений, при котором превышено ПДК; Ni - общее количество измерений; Bi - общий оценочный балл.
Вещества, для которых Bi ≥ 11 - лимитирующие показатели загрязненности воды. По их сумме считают комбинаторный индекс загрязненности и устанавливают класс загрязненности воды.
Для воды определяют следующие показатели:
• концентрация растворенного кислорода
• водородный показатель (рН)
• БПК (биологическое потребление кислорода). Используют показатель БПК5 - количество кислорода, необходимое для окисления органического вещества, находящегося в воде (в течение 5 суток). БПК20 - за 20 суток - этот показатель используется чаще.
• ХПК5, ХПК20 - количество кислорода, необходимое для окисления химических веществ, находящихся в воде.
1.1.10 Нормирование химического загрязнения почв
В СССР был установлен лишь один норматив, определяющий допустимый уровень загрязнения почвы вредными химическими веществами - ПДК для пахотного слоя почвы. Принцип нормирования содержания химических соединений в почве основан на том, что поступление их в организм происходит преимущественно через контактирующие с почвой среды. Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) - это концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.
Нормативы ПДКп разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции.
Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и гигиенических исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются коэффициент концентрации химического элемента Кс и суммарный показатель загрязнения Zc.
Коэффициент концентрации определяется как отношение реального содержания элемента в почве С к фоновому Сф:
Кс=С/Сф.
Поскольку часто почвы загрязнены сразу несколькими элементами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения, отражающий эффект воздействия группы элементов:
Где Ксi - коэффициент концентрации i-ого элемента в пробе, n - число учитываемых элементов.
Суммарный показатель загрязнения может быть определен как для всех элементов в одной пробе, так и для участка территории по геохимической выборке. Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю Zc проводится по оценочной шкале:
Таблица 1.1 – Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю
Kатегории за-грязнения почв ВеличинаZс Изменение показателей здоровья населения в очагах загрязнения
Допустимая меньше 16 Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений
Умеренно опас-ная 16-32 Увеличение общего уровня заболеваемости
Опасная 32-128 Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хрони-ческими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечно-сосудистой системы
Чрезвычайно опасная больше 128 Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза при беременности, преждевре-менных родов, мертворождаемости, гипотрофий новорожденных).
1.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1.2.1 Цель работы
Определить концентрацию вредных веществ в воздушной среде производственных помещений или в каком-то объеме анализируемого объекта и сделать вывод о степени их опасности для работающих.
1.2.2 Методика выполнения работы
Для определения концентрации токсичного газа в воздухе производственного помещения экспресс-методом используется универсальный газоанализатор, принцип действия которого основан на измерении длины окрашенного столбика, полученного в процессе протягивания через индикаторную трубку воздуха, содержащие вредные примеси. Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке, пропорциональная концентрации анализируемого газа в воздухе, измеряется по шкале, градуированной в мг/м3.
К достоинствам прибора можно отнести простоту и быстроту исследований, а к недостаткам – малую точность (погрешность до 50 %).
Общий вид показан на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Общий вид газоанализатора
Измерение содержания вредного газа в воздушной среде производят следующим образом.
Открывают отверстие в емкости с вредным газом и вставляют подготовлен-ную индикаторную трубку в соответствие с направлением, указанным на труб-ке. Другой конец трубки соединяют с трубкой прибора и прокачивают необходимый объем 100 или 200 м3. В результате этого индикатор в трубке окрашивается в определенный цвет. В зависимости от объема прокачанного воздуха по соответствующей шкале определяют значение концентрации вредного вещества в воздухе. Цифру, совпадающую с границей окрашенного столбика, сравнивают с ПДК.
Для определения концентрации вредного вещества в воздухе лабораторным методом применяют анализатор-течеискатель АНТ-3. Общий вид прибора показан на рисунке 1.2.
Главное достоинство данного вида прибора – высокая точность. Недостатком является длительное время проведения анализа.
Рисунок 1.2 – Общий вид анализатора-течеискателя АНТ-3
Измерение концентрации вредных веществ в воздухе производится следую-щим способом.
Открывают отверстие в емкости с исследуемым веществом, включают прибор при помощи красной кнопки на панели управления. Затем вставляют трубку прибора в отверстие и кнопкой Выбор найти необходимое вещество и дважды нажать кнопку Пуск на панели управления (рисунок 1.2). На экране прибора отображается 2 числа: 2-ое отражает ПДК выбранного вещества, а 1-ое – концентрацию выбранного вещества в воздухе в мг/м3. Измерение производится до момента, пока концентрация не перестанет увеличиваться. Отличительной особенностью является то, что при большом превышении измеряемой концентрации ПДК прибор автоматически включает звуковую сигнализацию.
1.2.3 Результаты работы
Результаты опытов сведем в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Результаты измерения концентрации вредных веществ
Вещество ПДК в воздухе ра-бочей зоны Результаты измерения концентрации вещества, мг/м3
АНТ-3 УГ-2
Ацетон 200 1150
Аммиак 20 152 30
Бензин 100 275
Этанол 1000 765
1.3 ОХРАНА ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ
При выполнении работы могут возникнуть следующие опасности,
- при неправильном обращении может вылететь шток хроматографа УГ-2 и причинить механический ушиб;
- в момент приготовления газовой смеси в помещении или каком-то другом анализируемом объекте концентрация вредного вещества может превысить ПДК, привести к отравлению. Поэтому шток следует прижимать и отпускать медленно и плавно, а воздушную смесь следует готовить в вентиляционном шкафу. При себе иметь противогаз с соответствующей фильтрующей коробкой.
В остальном прибор безопасен. При работе с ним следует соблюдать общие меры безопасной работы в лаборатории.
Вывод
В данной лабораторной работе было изучено использование анализатора-течеискателя АНТ-3 и универсального газоанализатора УГ-2 для экспресс-анализа воздуха на наличие вредных веществ, и с их помощью были определены концентрации вредных веществ (ацетона, аммиака, бензина, этанола) в исследуемых емкостях. Для всех вредных веществ, кроме этанола, обнаружено превышение предельно допустимой концентрации в воздухе рабочей зоны.
2 Лабораторная работа №2
Исследование освещенности на рабочем месте
2.1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1.1 Производственное освещение, его роль в производственной деятельности и основные требования
Освещение – комплекс условий, характеризующий возможность зрительного восприятия окружающего мира и оказывающий влияние на психофизиологическое состояние человека и уровень его безопасности жизнедеятельности. Свет оказывает существенное влияние на результат выполняемой работы. Освещенность рабочих мест в соответствии с нормами искусственного освещения способствует повышению производительности труда на 10%. При хорошем освещении устраняется напряжение глаз, облегчается различение обрабатываемых деталей, ускоряется темп работы. Неудовлетворительное освещение вызывает преждевременное утомление, притупляет внимание, снижает производительность труда, может оказаться причиной несчастного случая.
Степень освещенности в производственных помещениях нормируется и со-ставляет 50-5000 лк.
Освещение делится на искусственное, естественное и смешанное.
2.1.2 Основные светотехнические единицы
Световой поток (Ф) – мощность светового потока излучения, оцениваемая по зрительному ощущению человеческим глазом, измеряется в люменах (лм).
Сила света (I) – пространственная плотность светового потока в заданном направлении, т.е. световой поток, отнесенный к телесному углу w, в котором он излучается: I=Ф/w. Единица измерения – кандела (кд).
Освещенность (Е) – плотность светового потока на освещенной им поверхности, т.е. световой поток, отнесенный к площади освещаемой им поверхности при условии его равномерного распределения по поверхности, когда свет источника падает на нее перпендикулярно (Е=Ф/S). Единицей освещенности является люкс (лк). Люкс соответствует поверхностной плотности светового поток в 1 лм (люмен), равномерно распределенного на площади в 1 м2.
Яркость (L) – световая величина, непосредственно воспринимаемая глазом, определяется отношением силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к направлению излучения. Измеряется в кд/м2.
Коэффициент отражения поверхности (ρ) характеризует ее способность отражать падающий на нее световой поток, определяется отношением отраженного и падающего световых потоков.
2.1.3 Естественное освещение и его нормирование
Естественное освещение используется в светлое время суток и является обя-зательным для помещений с постоянным пребыванием людей. Оно обеспечивает достаточно хорошую и равномерную освещенность, оказывает тонизирующее воздействие на человека. К недостаткам естественного освещения относят тенеобразование, возможность ослепления ярким солнечным светом, непостоянство.
Естественное освещение во многом зависит от архитектурно-планировочных решений, качества строительно-монтажных работ и т.д.
Естественное освещение делят на боковое (свет падает на рабочую поверх-ность сбоку с одной или двух сторон через оконные проемы), верхнее (свет проходит через светоаэрационные фонари, проемы в перекрытиях и в местах перепада высот зданий) и комбинированное (сочетание бокового и верхнего).
Естественное (природное) освещение непрерывно меняется, поэтому норми-ровать его в лк не представляется возможным. Вследствие этого освещенность характеризуется не абсолютной величиной, а относительной – коэффициентом естественной освещенности (K.Е.О.), который представляет собой отношение освещенности внутри помещения к освещенности снаружи. Для производственных помещений в зависимости от вида работ он составляет по СН и П 23-05-95 от 0,1 до 4.
2.1.4 Искусственное освещение и его нормирование
Искусственное освещение применяется как в темное время суток, так и в светлое, когда для нормальных условий по освещенности естественное освещение недопустимо, недостаточно или невозможно. Искусственное освещение может быть общим (для освещения всего рабочего помещения), местным (для освещения только рабочего места) и комбинированным (состоит одновременно из общего и местного освещения). По функциональному назначению выделяют рабочее, охранное, специальное, аварийное искусственное освещение.
Использование только местного освещения не разрешается из-за того, что неравномерность освещенности на рабочем месте и в помещениях снижает работоспособность зрения и вызывает его утомление.
Общее освещение достигается при равномерном расположении по всему помещению светильников, как правило, одного типа и одинаковой мощности.
Сочетание систем общего и местного освещения дает совмещенное освеще-ние.
Степень освещенности в производственном помещении нормируется в лк и в соответствии со СН и П 23-05-95 может составлять на рабочем месте от 50 до 5000 лк. Измерение уровня освещенности производится люксметрами Ю-116, Ю-117, а яркости – фотометром ФП-4.
2.1.5 Принципиальный расчет искусственного и естественного освещения
Расчет искусственного и естественного освещения в любых помещениях ве-дется в соответствии со СН и П 23-05-95.
Для того, чтобы найти необходимую освещенность на рабочем месте, необходимо сначала определить:
- эквивалентный размер объекта различения при зрительной работе либо при работе, связанной с общим наблюдением за ходом производственного процесса, периодичность наблюдения и характер пребывания людей в помещении;
- контраст объекта с фоном (малый, средний или большой);
- характеристики фона (светлый, средний или темный)
(в случае грубой зрительной работы, работы со светящимися материалами и общего наблюдения за ходом производственного процесса последние два шага пропускаются), и по таблице «Требования к освещению помещений промышленных предприятий» в соответствии с типом освещения в помещении (искусственное комбинированное, искусственное общее, естественное верхнее, комбинированное или боковое, совмещенное верхнее, комбинированное или бо-ковое) найти норму освещенности.
2.1.6 Источники искусственного освещения. Светильники
Источники искусственного света – устройства, предназначенные для превращения какого-либо вида энергии в оптическое излучение.
Для искусственного освещения в настоящее время используют несколько видов источников света. Основными из них являются люминесцентные лампы, лампы накаливания, специальные лампы с повышенной световой отдачей (ртутные лампы высокого давления), галогенные, натриевые, ксеноновые лампы.
Лампы накаливания общего назначения представляют собой несовершенные источники света как по экономичности, так и по спектру излучения. Их коэффициент полезного действия едва достигает 13%, а световая отдача – 7-20 лм Вт. Срок службы до 2,5 тыс. часов.
Люминесцентные (газоразрядные) лампы частично лишены недостатков ламп накаливания. Они имеют световую отдачу 40-110 лм/Вт, повышенный срок службы 8-12 тыс. часов, более совершенный спектральный состав света, позволяющий улучшить освещение рабочих мест, где требуется различение цвета или мелких деталей, имеющие небольшое различие в цвете с фоном.
В системах производственного освещения предпочтение отдается газоразрядным лампам, а использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или экономической нецелесообразности применения газоразрядных ламп.
Основными характеристиками ламп являются: номинальное напряжение питания, величина светового потока в лм, величина световой отдачи (отношение величины светового потока к мощности лампы), срок службы в ч.
Светильник – это осветительный прибор, состоящий из источника искусст-венного света и осветительной арматуры. Последняя выполняет следующие функции: перераспределение светового потока в пространстве, защита глаз работающих от прямого света, подвод электропитания, крепление светильника и предохранение его от загрязнения и механических повреждений.
По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого света (значительная часть светового потока направлена в нижнюю полусферу), рассеянного света (световой поток направлен в верхнюю и нижнюю полусферу примерно одинаково) и отраженного света (значительная часть светового потока направлена в верхнюю полусферу, а на рабочую поверхность – только свет, отраженный от потолка).
В зависимости от исполнения и уровня защиты источника света от механических повреждений светильники бывают открытого, защищенного, пыленепроницаемого, влагозащищенного, взрывозащищенного исполнения.
2.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.2.1 Цель работы
Научиться приемам измерения и подбора освещенности на рабочем месте.
2.2.2 Подготовка к работе
Для замера освещенности в работе используется прибор «ТКА-ПКМ»/41 – комбинированный прибор серии «ТКА-ПКМ».
Конструктивно прибор выполнен в виде двух функциональных блоков: блока обработки сигналов 1 и измерительной головки с зондом 2, соединенных между собой кабелем связи 3 (рисунок 2.1). На лицевой стороне корпуса прибора расположены ЖК-индикатор и переключатель каналов измерений. Принцип работы приборы заключается в преобразовании датчиками световых и климатических параметров микроклимата в электрические сигналы обработкой и цифровой индикацией полученных числовых значений параметров на дисплее прибора. Для определения необходимого параметра достаточно поместить прибор в зону измерений и считать с жидкокристаллического дисплея измеренное значение. Переключение каналов измерений производится поворотом переключателя, при этом прибор автоматически включается. Выключение производится возвратом переключа-теля в исходное положение.
Рисунок 2.1 – Внешний вид прибора «ТКА-ПКМ»/41
1 – блок обработки сигналов; 2 – измерительная головка; 3 – кабель связи; 4 – защитный колпачок
2.2.3 Зависимость освещенности от высоты подвеса светильника
Необходимо замерить освещенность в центре рабочего стола в зависимости от высоты подвеса светильника и затем построить график зависимости освещен-ности (в лк) от высоты подвеса светильника, м. Результаты измерения приведены в таблице 2.1 и на рисунке 2.2.
Таблица 2.1 – Зависимость освещенности от высоты источника света над рабочей поверхностью
Высота источника света над рабочей поверхностью, м Освещенность, лк
1,2 630
1,4 560
1,6 500
1,8 470
2 460
2,2 430
Рисунок 2.2 – Зависимость освещенности от высоты источника света
над рабочей поверхностью
2.2.4 Зависимость освещенности от смещения светильника по горизонтали от центра рабочего стола
Необходимо смещая светильник по горизонтам от центра рабочего стола (по оси X) измерить освещенность центра рабочего стола (в лк) от смешения X, в м. Результаты измерения приведены в таблице 2.2 и на рисунке 2.3.
Таблица 2.2 – Зависимость освещенности от смещения источника света по отношению к рабочему столу
Смещение от центра стола, м Освещенность, лк
0 440
0,1 425
0,2 415
0,3 395
0,4 390
0,5 380
Рисунок 2.3 – Зависимость освещенности от смещения источника света
по отношению к рабочему столу
2.2.5 Зависимость отраженного света от цвета отражающей поверхности
Следует положить экран, окрашенный в белый цвет, на стол, а фотоэлемент люксметра установить в рамку на штативе светочувствительной стороной (на определенной высоте от последнего) к образцу и подвесить также светильник на заданию высоту Затем необходимо измерить отраженную от белого экрана освещенность. Аналогичным путем необходимо измерить отраженную освещенность от красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового и черного экранов. Строить график зависимости отраженной освещенности (лк) от цвета образца (по спектру). Результаты измерения приведены в таблице 2.3 и на рисунке 2.4.
Таблица 2.3 – Зависимость отраженной освещенности от цвета фона
Цвет фона Освещенность
Белый 240
Красный 170
Оранжевый 200
Желтый 230
Зеленый 175
Голубой 200
Синий 165
Фиолетовый 165
Черный 160
Рисунок 2.4 – Зависимость отраженной освещенности от цвета фона
2.2.6 Подбор искусственной освещенности для выполнения данной работы.
В соответствии с полученным заданием и нормами искусственного освещения определите: размер объекта различия (мм) и наименьшую общую и комбинированную освещенность (лк) при лампе, используемой в работе.
Под термином "объект различия" понимается отдельная часть рассматриваемого предмета (например, нить ткани, точка, линия, царапина, пятно), которую требуется различать при работе.
В данной лабораторной работе наименьший размер объекта различения примем от 1 до 5 мм (размер элементов букв в методическом пособии или цифр на экране люксметра), что соответствует зрительной работе малой точности. Такие малые объекты в процессе работы наблюдались только на светлом или среднем фоне, поэтому выбираем подразряд зрительной работы а. В соответствии с этим находим в СН и П 23-05-95 в таблице «Требования к освещению помещений промышленных предприятий», что наименьшая освещенность при комбинированном освещении не нормируется, при общем (которое и имело место в помещении, где выполнялась лабораторная работа) – составляет 200 лк. В соответствии с таблицей 2.1 в центре поверхности рабочего стола (высота источника света 2,2 м) освещенность составляет 430 лк, следовательно, СН и П 23-05-95 в процессе данной лабораторной работы не был нарушен.
3 ОХРАНА ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ
Люксметр безопасен в работе, поэтому при измерении им следует соблюдать лишь общие правила безопасной работы в лаборатории.
Вывод
В данной лабораторной работе были произведены замеры освещенности люксметром в различных условиях. Было выявлено, что с увеличением высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью и смещения его от центра последней освещенность на ней убывает. Кроме того, замечено, что отраженная освещенность выше при отражении от светлых экранов (белый, оранжевый, желтый, голубой), чем от темных (синий, зеленый, фиолетовый, черный).
Показано, что данная работа выполнялась в допустимых условиях искусст-венного освещения в соответствии со СН и П 23-05-95.
Лабораторная работа 3
Измерение сопротивления изоляции
3.1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1.1 Общие меры электробезопасности
Электробезопасность — система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, связанной с влиянием электрического тока и электромагнитных полей. Электробезопасность включает в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Правила электробезопасности регламентируются правовыми и техническими документами, нормативно-технической базой. Знание основ электробезопасности обязательно.
Методы защиты:
• применение малых напряжений;
• электрическое разделение сетей;
• электрическая изоляция;
• защита от опасности при переходе с высшей стороны на низшую;
• контроль и профилактика повреждения изоляции;
• защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;
• защитное заземление, зануление, защитное отключение;
• применение индивидуальных защитных средств.
3.1.2 Производственный электротравматизм и его профилактика
Электротравматизм – это совокупность электротравм, характеризуемая определенными причинно-следственными связями между элементами системы "человек–электроустановка-среда" (Ч-Э-С). В этой системе человек является непосредственным объектом поражения, электроустановка – непосредственным источником поражения, а среда оказывает влияние как на человека, так и на электроустановку.
Одной из защитных мер в электроустановках является контроль и профилактика повреждения изоляции. Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) наименьшее сопротивление изоляции проводов относительно земли для большинства электроустановок напряжением до 1000 В должно быть не ниже 500000 Ом. Уменьшение сопротивления изоляции ниже пределов может быть причиной коротких замыканий в сети, замыканий на корпус и землю, что опасно для людей и электрооборудования. Поэтому электрооборудование испытывают при повышенном напряжении и проверяют сопротивление изоляции при вводе оборудования в эксплуатацию и после ремонта,
В порядке профилактики необходимо периодически контролировать состояние сопротивления изоляции проводов относительно земли и друг друга. Сроки контроля определены правилами эксплуатации электроустановок.
Например, в сырых помещениях исправность изоляции должна проверяться не реже 1 раза в год, а в особо сырых не реже двух раз в год.
Перспективной мерой защиты является двойная изоляция, сущность которой состоит в том, что кроме обычной изоляции металлические корпуса и другие элементы электроустановок покрывают защитной изоляцией (специальной краской, слоем специальных пластмасс и т. п.)
В электрических сетях опасных производств применяют приборы контроля изоляции. При появлении неисправности в изоляции эти приборы немедленно подают звуковой, световой или одновременно световой и звуковой сигналы, принимаются экстренные меры по устранению возникших в изоляции неисправностей.
3.1.3 Индивидуальные защитные средства от поражения током
Средства индивидуальной защиты от поражения электрическим током разделяют на основные и дополнительные. К основным средствам защиты относят: при напряжении сети более 1000 В — изолирующие измерительные штанги и клещи, указатели напряжения, изолирующие устройства, оборудование и приспособления в виде лестниц, площадок, захватов; при напряжении сети до 1000 В — инструменты с изолирующими ручками, диэлектрические перчатки, указатели напряжения, изолирующие клещи, трапы, кронштейн-площадки. Дополнительными средствами защиты являются диэлектрические сапоги и галоши, изолирующие подставки, диэлектрические монтерские когти с ремнями,, диэлектрические коврики и дорожки, монтажные пояса (для работы на высоте), страхующие канаты, лестницы-стремянки и приставные лестницы.
Исправность защитных средств необходимо проверять, осматривая их перед каждым применением, а также периодически через 6... 12 мес; изолирующие средства необходимо периодически испытывать.
3.1.4 Пожарная безопасность в электрических установках
1. Электроустановки зданий, сооружений и строений должны соответствовать классу пожаровзрывоопасной зоны, в которой они установлены, а также категории и группе горючей смеси.
2. Кабели и провода систем противопожарной защиты, средств обеспечения деятельности подразделений пожарной охраны, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации, аварийной вентиляции и противодымной защиты, автоматического пожаротушения, внутреннего противопожарного водопровода, лифтов для транспортирования подразделений пожарной охраны в зданиях, сооружениях и строениях должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону.
3. Кабели от трансформаторных подстанций резервных источников питания до вводно-распределительных устройств должны прокладываться в раздельных огнестойких каналах или иметь огнезащиту.
4. Линии электроснабжения помещений зданий, сооружений и строений должны иметь устройства защитного отключения, предотвращающие возникновение пожара при неисправности электроприемников. Правила установки и параметры устройств защитного отключения должны учитывать требования пожарной безопасности, установленные в соответствии с настоящим Федеральным законом.
5. Распределительные щиты должны иметь конструкцию, исключающую распространение горения за пределы щита из слаботочного отсека в силовой и наоборот.
6. Разводка кабелей и проводов от поэтажных распределительных щитков до помещений должна осуществляться в каналах из негорючих строительных конструкций или погонажной арматуре, соответствующих требованиям пожарной безопасности.
7. Горизонтальные и вертикальные каналы для прокладки электрокабелей и проводов в зданиях, сооружениях и строениях должны иметь защиту от распространения пожара. В местах прохождения кабельных каналов, коробов, кабелей и проводов через строительные конструкции с нормируемым пределом огнестойкости должны быть предусмотрены кабельные проходки с пределом огнестойкости не ниже предела огнестойкости данных конструкций.
8. Кабели, прокладываемые открыто, должны быть не распространяющими горение.
9. Светильники аварийного освещения на путях эвакуации с автономными источниками питания должны быть обеспечены устройствами для проверки их работоспособности при имитации отключения основного источника питания. Ресурс работы автономного источника питания должен обеспечивать аварийное освещение на путях эвакуации в течение расчетного времени эвакуации людей в безопасную зону.
10. Электрооборудование без средств пожаровзрывозащиты не допускается использовать во взрывоопасных, взрывопожароопасных и пожароопасных помещениях зданий, сооружений и строений, не имеющих направленных на исключение опасности появления источника зажигания в горючей среде дополнительных мер защиты.
11. Пожарозащищенное электрооборудование не допускается использовать во взрывоопасных и взрывопожароопасных помещениях.
12. Взрывозащищенное электрооборудование допускается использовать в пожароопасных и непожароопасных помещениях, а во взрывоопасных помещениях - при условии соответствия категории и группы взрывоопасной смеси в помещении виду взрывозащиты электрооборудования.
13. Правила применения электрооборудования в зависимости от степени его взрывопожарной и пожарной опасности в зданиях, сооружениях и строениях различного назначения, а также показатели пожарной опасности электрооборудования и методы их определения устанавливаются федеральными законами о технических регламентах для данной продукции и (или) нормативными документами по пожарной безопасности.
3.1.5 Статическое электричество и защита от него. Молниезащита
Величина потенциалов зарядов искусственного статического электричества на ременных передачах и лентах конвейеров может достигать 40 кВ, при механической обработке пластмасс и дерева до 30 кВ, при распылении красок до 12 кВ. При соответствующих условиях происходит пробой воздушной прослойки, сопровождающийся искровым разрядом, что может инициировать взрыв или пожар.
Основные мероприятия, применяемые для зашиты от статического электричества производственного происхождения, включают методы, исключающие или уменьшающие интенсивность генерации зарядов, и методы, устраняющие образующиеся заряды. Интенсивность генерации зарядов можно уменьшить соответствующим подбором пар трения или смешиванием материалов таким образом, что в результате трения один из смешанных материалов наводит заряд одного знака, а другой — другого.
Изменением технологического режима обработки материалов также можно добиться снижения количества генерируемых зарядов (уменьшение скоростей обработки, скоростей транспортирования и слива диэлектрических жидкостей, уменьшение сил трения).
При заполнении сыпучими веществами или жидкостями диэлектриками ре-зервуаров на входе в них применяют релаксационные емкости, чаще всего в виде заземленного участка трубопровода увеличенного диаметра, обеспечивающего стекание всего заряда статического электричества на землю.
Образующиеся заряды статического электричества устраняют чаше всего путем заземления электропроводных частей производственного оборудования. Сопротивление такого заземления должно быть не более 100 Ом. При невозможности устройства заземления практикуется повышение относительной влажности воздуха в помещении. Возможно увеличить объемную проводимость диэлектрика, для чего в него вносят графит, ацетиленовую сажу, алюминиевую пудру, а в жидкие диэлектрики — специальные добавки. Для ряда машин и агрегатов нашли применение нейтрализаторы статического электричества (коронного разряда, радиоизотопные, аэродинамические и комбинированные). Во всех типах этих устройств путем ионизации воздуха вблизи элемента конструкции, накапливающего заряд статического электричества, образуются ионы, в том числе со знаком, противоположным знаку заряда, что и вызывает его нейтрализацию.
К средствам индивидуальной защиты от статического электричества относятся электростатические халаты и специальная обувь, подошва которой выполнена из кожи либо электропроводной резины, а также антистатические браслеты.
Значительно большую опасность представляет атмосферное статическое электричество, эффективным средством защиты от которого является молниеза-щита. Она включает комплекс мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, загораний и разрушений, возможных при воздействии молний.
Для всех зданий и сооружений, не связанных с производством и хранением взрывчатых веществ, а также для линий электропередач и контактных сетей проектирование и изготовление молниезащиты должно выполняться согласно «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» РД 34.21.122—87.
По степени зашиты зданий и сооружений от воздействия атмосферного электричества молниезащита подразделяется на три категории. Категория молниезащиты определяется назначением зданий и сооружений среднегодовой продолжительностью гроз, а также ожидаемым числом поражений здания ияи сооружения молнией в год.
Для создания зон защиты применяют одиночный стержневой молниеотвод; двойной стержневой молниеотвод; многократный стержневой молниеотвод; одиночный ним двойной тросовый молниеотвод.
3.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.2.1 Цель работы
В работе ставится цель:
- научиться измерять сопротивление изоляции проводников с помощью ме-гомметра Ml101;
- измерить сопротивление изоляции между жилами кабеля или других подобранных проводников, сделать вывод о его пригодности , эксплуатации по требованиям ПУЭ к изоляции.
3.2.2 Методика проведения работы
Применяемый для измерения сопротивления мегомметр М1101 может ис-пользоваться при испытании сопротивления изоляции сетей, обмоток машин, трансформаторов и других электрических установок между проводниками и относительно земли. Принципиальная схема мегомметра показана на рисунке 3.1.
Измерительным устройством мегомметра является двухрамочный магнито-электрический логометр, измеряющий сопротивление токов в двух рамках прибора. Ток в одной из рамок не зависит от измеряемого сопротивления, а ток в другой рамке главным образом определяется измеряемым сопротивлением. Поэтому отклонение стрелки шкалы мегомметра будет зависеть только от величины измеряемого сопротивления. При изменении напряжения генератора соотношение токов в рамках не изменяется, по этой причине шкала прибора градуирована непосредственно в Омах.
Шкала мегомметра имеет два ряда отметок: верхняя шкала соответствует пределу измерения от 0 до 1000 МОм, нижняя соответствует пределу от 0 до 1000 кОм.
Генератор мегомметра рассчитан на работу при скорости вращения рукоятки 120 об/мин. Вращение рукоятки передается якорю генератора через зубчатую передачу, доводящую скорость вращение якоря до 1920 об/мин.
При вращении якоря в обмотке генератора индуктируется переменная электродвижущая сила, которая при помощи коллектора выпрямляется и подается в схему. Генератор снабжен центробежным регулятором.
Для исключения влияния поверхностных токов утечки применяется экрани-рование «Э» (экран). С той же целью логометр, переключатель, а также зажим Л экранированы от токов утечки. Экранированием обычно пользуются при измерении больших сопротивлений.
С помощью переключателя П измеряемое сопротивление может подключаться к рабочей рамке последовательно или параллельно. При этом резко уменьшается предел измерения. На крышке прибора эти два положения переключателя отмечены надписями М и К.
Рисунок 3.1 – Принципиальная схема мегомметра М1101
1 – рабочая рамка, 2 – противодействующая рамка, С1, С2 – конденсаторы, Д1, Д2 – диоды
Перед началом работы следует проверить мегомметр на исправность. Проверка производится следующим образом. Вращая ручку генератора при разомкнутых зажимах, наблюдают за тем, чтобы стрелка шкалы прибора установилась на отметке шкалы мегомов, если переключатель находится в положении М, или на отметке 0 той же шкалы мегомов, если переключатель находится в положении К. В противном случае мегомметр неисправен.
Затем в зависимости от величины измеряемого сопротивления переключатель ставится на К или М. К зажимам Л и 3 присоединяется измеряемое сопротивление. Вращая ручку генератора, производим измерение сопротивления.
3.2.3 Результаты работы
Для каждого из исследуемых кабелей (3 шт.) измерим сопротивление между каждыми двумя из различных его проводниками (для обнаружения пробоев изоляции) и между концами одних и тех же проводников (для обнаружения обрыва проводника в кабеле). Результаты сведем в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Результаты измерения сопротивления
Исследуемые проводники Сопротивление Результат
Кабель №1 (черный длинный, четырехжильный)
Белый №1 – красный 1000 МОм Изоляция цела
Белый №1 – зеленый ∞ Изоляция цела
Белый №1 – белый №2 ∞ Изоляция цела
Красный – зеленый ∞ Изоляция цела
Красный – белый №2 ∞ Изоляция цела
Белый №2 – зеленый ∞ Изоляция цела
Белый №1 (оба конца) 0 Проводник цел
Красный (оба конца) 0 Проводник цел
Белый №2 (оба конца) 0 Проводник цел
Зеленый (оба конца) 0 Проводник цел
Кабель №2 (синий, четырехжильный)
Белый №1 – серый 1000 МОм Изоляция цела
Белый №1 – голубой ∞ Изоляция цела
Белый №1 – белый №2 ∞ Изоляция цела
Серый - голубой ∞ Изоляция цела
Серый – белый №2 ∞ Изоляция цела
Белый №2 – Голубой ∞ Изоляция цела
Белый №1 (оба конца) 0 Проводник цел
Серый (оба конца) 0 Проводник цел
Белый №2 (оба конца) 0 Проводник цел
Голубой (оба конца) 0 Проводник цел
Кабель №3 (белый, двухжильный)
Проводник №1 – проводник №2 ∞ Изоляция цела
Проводник №1 (оба конца) 0 Проводник цел
Проводник №2 (оба конца) ∞ Проводник поврежден
3.3 ОХРАНА ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ
При работе на приборах М1101 следует соблюдать следующие меры безопасности:
- так как мегомметр может применяться только для измерения изоляции це-пей, не находящихся под напряжением, то перед измерением следует убедиться в отсутствии напряжения на проверяемом объекте;
- прибор можно подключить только к заземленной испытуемой цепи;
- ввиду высоких напряжений на выходе прибора в процессе измерения нельзя прикасаться к соединительным элементам проверяемого объекта;
- в лаборатории следует иметь средства индивидуальной защиты от поражения электрическим током – диэлектрический коврик, диэлектрические перчатки и средства для оказания первой медицинской помощи.
Вывод
В данной лабораторной работе с помощью мегомметра М1101 было измерено сопротивление проводников в электрических кабелях и между ними. Было выяснено, что изоляция всех проводников цела, но один из проводников белого кабеля поврежден.
4 Лабораторная работа №4
Определение температуры вспышки нефтепродуктов
4.1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1.1 Общие сведения о процессах горения
Горение — это сложный физико-химический процесс превращения компо-нентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света и лучистой энергии. Приближенно можно описать природу горения как бурно идущее окисление.
Дозвуковое горение (дефлаграция) в отличие от взрыва и детонации протекает с низкими скоростями и не связано с образованием ударной волны. К дозвуковому горению относят нормальное ламинарное и турбулентное распространения пламени, к сверхзвуковому — детонацию.
Горение подразделяется на тепловое и цепное. В основе теплового горения лежит химическая реакция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяющегося тепла. Цепное горение встречается в случаях некоторых газофазных реакций при низких давлениях.
Условия термического самоускорения могут быть обеспечены для всех реакций с достаточно большими тепловыми эффектами и энергиями активации.
Горение может начаться самопроизвольно в результате самовоспламенения либо быть инициированным зажиганием. При фиксированных внешних условиях непрерывное горение может протекать в стационарном режиме, когда основные характеристики процесса — скорость реакции, мощность тепловыделения, температура и состав продуктов — не изменяются во времени, либо в периодическом режиме, когда эти характеристики колеблются около своих средних значений. Вследствие сильной нелинейной зависимости скорости реакции от температуры горение отличается высокой чувствительностью к внешним условиям. Это же свойство горения обусловливает существование нескольких стационарных режимов при одних и тех же условиях (гистерезисный эффект).
4.1.2 Условия, необходимые для горения
Для процесса горения необходимо наличие:
1) горючей среды, состоящей из горючего вещества и окислителя;
2) источника воспламенения.
Чтобы возник процесс горения, горючая среда должна быть нагрета до определенной температуры при помощи источника воспламенения (пламя, искра электрического или механического происхождения, накаленные тела, тепловое проявление химической, электрической или механической энергий).
После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения. Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода, а также при определенных температурах и запасе тепловой энергии источника воспламенения. Горение веществ может протекать не только в среде кислорода, но также в среде некоторых веществ, не содержащих кислорода, хлора, паров брома, серы и т.д.
4.1.3 Продукты сгорания, теплота и температура горения
Различают следующие виды горения:
- полное - горение при достаточном количестве или избытке кислорода;
- неполное - горение при недостатке кислорода.
При полном горении в кислороде продуктами сгорания являются двуокись углерода (CO2), вода (H2O), азот (N), сернистый ангидрид (SO2), фосфорный ангидрид и тому подобные оксиды. При неполном горении обычно образуются едкие, ядовитые горючие и взрывоопасные продукты: окись углерода, спирты, кислоты, альдегиды.
Теплота горения (теплота сгорания) — это количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания (дж или кал на 1 кг, м³ или моль).
Для её измерения пользуются методами калориметрии. Теплота сгорания определяется химическим составом горючего вещества.
В теплотехнике различаются следующие температуры горения газов: жаро-производительность, калориметрическую, теоретическую и действительную (расчетную). Жаропроизводительность tж — максимальная температура продуктов полного сгорания газа в адиабатических условиях с коэффициентом избытка воздуха α = 1,0 и при температуре газа и воздуха, равной 0°C:
tж = Qн /(∑Vcp)
где Qн — низшая теплота сгорания газа, кДж/м3; ∑Vcp — сумма произведе-ний объемов диоксида углерода, водяного пара и азота, образовавшихся при сгорании 1 м3 газа (м3/м3), и их средних объемных теплоемкостей при постоянном давлении в пределах температур от 0°С до tж (кДж/(м3•°С).
Калориметрическая температура горения tK — температура, определяемая без учета диссоциации водяных паров и диоксида углерода, но с учетом фактической начальной температуры газа и воздуха. Она отличается от жаропроизводительности tж тем, что температура газа и воздуха, а также коэффициент избытка воздуха α принимаются по их действительным значениям. Определить tK можно по формуле:
tК = (Qн + qфиз)/(ΣVcp)
где qфиз — теплосодержание (физическая теплота) газа и воздуха, отсчиты-ваемое от 0°С, кДж/м3.
Теоретическая температура горения tT — максимальная температура, определяемая аналогично калориметрической tK, но с поправкой на эндотермические (требующие теплоты) реакции диссоциации диоксида углерода и водяного пара, идущие с увеличением объема:
СО2 ‹–› СО + 0,5О2 — 283 мДж/моль
Н2О ‹–› Н2 + 0,5О2 — 242 мДж/моль
При высоких температурах диссоциация может привести к образованию атомарного водорода, кислорода и гидроксильных групп ОН. Кроме того, при сжигании газа всегда образуется некоторое количество оксида азота. Все эти реакции эндотермичны и приводят к снижению температуры горения.
Теоретическая температура горения может быть определена по следующей формуле:
tT = (Qн + qфиз – qдис)/(ΣVcp)
где qдис — суммарные затраты теплоты на диссоциацию СО2 и Н2О в продуктах сгорания, кДж/м3; ΣVcp — сумма произведения объема и средней теплоемкости продуктов сгорания с учетом диссоциации на 1 м3 газа.
Действительная (расчетная) температура продуктов сгорания tд — температура, которая достигается в реальных условиях в самой горячей точке факела. Она ниже теоретической и зависит от потерь теплоты в окружающую среду, степени отдачи теплоты из зоны горения излучением, растянутости процесса горения во времени и др. Действительные усредненные температуры в топках печей и котлов определяются по тепловому балансу или приближенно по теоретической или калориметрической температуре горения в зависимости от температуры в топках с введением в них экспериментально установленных поправочных коэффициентов:
tд = tтη
где η — т.н. пирометрический коэффициент, укладывающийся для различных печей в пределах 0,60–0,85.
4.1.4 Адиабатическое воспламенение. Холодное пламя
Если нагреть горючую смесь, находящуюся в сосуде с холодными стенками, подвергая ее адиабатическому сжатию, т. е, достаточно быстро для исключения теплообмена с окружающей средой, то она воспламенится.
Воспламенение при адиабатическом сжатии отличается от самовоспламене-ния в нагретом сосуде тем, что стенки сосуда, оставаясь холодными, не принимают участия в инициировании активных центров цепной реакции и не влияют на минимальную температуру воспламенения. Поэтому температура адиабатического воспламенения выше температуры самовоспламенения в нагретом сосуде. При адиабатическом сгорании, т. е. не сопровождающемся тепловыми потерями, весь запас химической энергии горючей смеси расходуется на нагревание продуктов реакции. Температура продуктов адиабатического сгорания не зависит от скорости протекающих в пламени реакций, а зависит лишь от их суммарного теплового эффекта и теплоемкости конечных продуктов. Эиа величина называется температурой горения Tв и является важной характеристикой горючей смеси. Величина Тв распространенных горючих смесей лежит в пределах 1500—3000 К-
Явление самовоспламенения может осложниться возникновением холодно-го пламени, характеризующего такой режим горения, при котором химическое взаимодействие сопровождается свечением, но реакция остается незавершенной. В этом случае смесь разогревается в меньшей степени, чем при полном адиабатическом сгорании, когда вся химическая энергия горючей смеси расходуется на разогрев продуктов реакции. Зона холоднопламенного горения в виде свечения наблюдается в пространстве между аппаратами в производствах синтетического каучука и других, если в помещения цехов попадают газовоздушные смеси, содержащие диэтиловый эфир и сероуглерод.
Возникновение холодного пламени связано с развитием реакции по чисто цепному механизму с образованием более или менее стабильных промежуточных продуктов или радикалов, способных к сравнительно длительному существованию.
Холодное пламенное горение не сопровождается значительным ростом давления и само по себе опасности для аппаратуры не представляет. Однако в определенных условиях оно может инициировать возникновение обычного пламени.
4.1.5 Источники зажигания
Источник зажигания — источник энергии, инициирующий загорание. Должен обладать достаточной энергией, температурой и длительностью воздействия. В зависимости от вида энергии Источники зажигания условно делятся на 4 класса: термические, механические, химические и электрические.
Термические источники зажигания — открытое пламя, нагретая поверхность, искры, тлеющие материалы, нагретые газы, солнечные лучи.
Механические источники зажигания — поверхности, нагретые трением, сжатием, ударом, прессованием, а также фрикционные искры.
Химические источники зажигания — нагрев вещества за счет жизнедеятель-ности микроорганизмов, химического взаимодействия с несовместимыми веществами.
Электрические источники зажигания — разряд атмосферного электричества, разряд статического электричества, газовый разряд, короткое замыкание.
Чтобы зажечь определенное вещество, источник зажигания должен обладать энергией, превосходящей минимальную энергию зажигания данного вещества. Возможны случаи, когда от источника зажигания загорается не данное вещество, а находящееся рядом, которое становится источником зажигания для данного вещества. В связи с этим различают первичный и вторичный источники зажигания.
4.1.6 Температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения
Для характеристики пожароопасных свойств жидкостей широко применяется показатель, называемый температурой вспышки, под которым понимается минимальная температура, при которой в условиях специальный испытаний над ее поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхнуть в воздухе от постороннего источника зажигания. При температуре вспышки не возникает стабильное горение жидкости, так как при этой температуре не поддерживается устойчивая концентрация паров жидкости с воздухом, что является необходимым условием для такого горения.
Температура вспышки – один из основных параметров, по
Не Пропустите: