Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
Задача 1. Путём раскрытия уравнения теплового баланса, оценить тепловые ощущения оператора ЭВМ, если температура воздуха в рабочей зоне равна Трз , а температура окружающих поверхностей (стен) – Тст . Другие показатели микроклимата (влажность воздуха, скорость его движения, атмосферное давление) соответствуют норме. Тяжесть труда оператора определить по среднесменной частоте сердечных сокращений (ЧСС). Другие условия задачи приведены в таблице исходных данных. Недостающие данные определить самостоятельно.
Решение. 1.Теплообмен между организмом человека и окружающей средой в части отдачи избыточного тепла (Qос) описывается уравнением: Qос =Qк+Qт+Qи+ Qп+Qд , где Qк – отдача тепла конвекцией; Qт - отдача тепла теплопроводностью; Qи – перенос тепла за счёт излучения на окружающие поверхности; Qп - теплота, отдаваемая человеком в окружающую среду при испарении пота; Qд - расход тепла на нагрев вдыхаемого воздуха.
2. Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона: Qк = αк ּ Fэ(tпов – tос), где αк – коэффициент теплоотдачи конвекцией, равный при нормальных параметрах микроклимата 4,06 Вт/(м2 ×оС); Fэ –эффективная поверхность тела человека, равная 1,8 м2, что составляет 50-80% от геометрической внешней поверхности тела человека; tпов – температура поверхности тела человека (для практических расчетов зимой +27,7оС, летом +31,5оС); tос- температура воздуха, омывающего тело человека (принимается равным Трз ). Qк = 4,06 ּ 1,8(31,5 – 28) = 25,58 Вт 3. Передачу теплоты теплопроводностью можно определить из уравнения: Qт = αт ּ Fэ (tпов-tос), где αт – коэффициент теплопроводности, зависит от свойств и толщины тканей одежды. Для практических расчетов αт можно принимать равным: для летней одежды - 20, для осенней - 10, для зимней - 2 Вт/(м2×оС). Qт = 20 ּ 1,8 (31,5-28) = 126 Вт. 4.Количество тепла, отдаваемого организмом в окружающую среду за счет излучения, в диапазоне температур окружающих человека предметов 10-40оС можно определить с помощью обобщенного закона Стефана-Больцмана: Qи= спр Fэ {(tпов /100 )4- (Tст /100)4 }, где спр – приведенный коэффициент излучения, Вт/(м2×К4), равный для исходных условий задачи - 4,9. Qи= 4,9 ּ 1,8 {(31,5 /100 )4- (20 /100)4 } = 108,2 Вт. 5.Для определения категории тяжести работы данного вида необходимо найти интенсивность общих энерготрат организма (Qоэ) по формуле: Qоэ = Qу ×Fэ, где Qу – удельные энерготраты, Вт/м2 , рассчитывают по формуле: Qу=4ּ(ЧСС-255). Qу=4ּ(80-255) = 580 Вт/м2 Qоэ = 580 ×1,8 = 1044 Вт По найденному значению Qоэ определяем категорию работ по тяжести согласно Приложению 1 СанПиН 2.2.4.548-96. Категория работ равна III- тяжелая. 6. Количество теплоты, отдаваемое человеком в окружающую среду при испарении пота, рассчитывают по формуле: Qп= Gп ּ ρ, где Gп – масса выделяемой и испаряющейся влаги, кг/с; ρ – скрытая теплота испарения выделяющейся влаги, равная 2,5×106 Дж/кг. Количество влаги, выделяющейся с поверхности кожи и из легких человека в г/мин, зависит как от категории тяжести работ, так и от температуры воздуха:
Qп= 8,9/1000 ּ 60ּ 2,5×106 = 1335 Вт 7. Количество теплоты, расходуемой на нагревание вдыхаемого воздуха, рассчитывается по формуле: Qд = Vּ rвдср( tвыд- tвд), где V- объем легочной вентиляции, м3 /с. Этот объем зависит от категории тяжести работ и составляет за рабочую смену (8час) в м3: 4 - для легких работ, 7 - для работ средней тяжести, 10 - для тяжелых работ; r вд – плотность вдыхаемого воздуха, кг/м3; ср - теплоемкость воздуха, Дж / (кгּград.); 1006.1 Дж/(кг oC) tвыд, tвд - температуры выдыхаемого и вдыхаемого воздуха,0С, (соответственно, 36,5 и Трз ). Qд = 10ּ 1,4 ּ 1006,1 ּ (36,5- 28) = 120 Вт 8. Найденные значения слагаемых правой части уравнения теплообмена перевести в проценты и сравнить с их оптимальным соотношением, при котором достигаются комфортные тепловые ощущения. Qос =25,58+126+108,2+ 1335+120 = 1715 Вт Q к+ Qт = (25,58+126)/1715 = 8,8 % Qи = 108,2/1715 = 6,3 % Qп = 1335/1715 = 78 % Qд = 120/1715 = 7 % Экспериментально установлено, что оптимальный теплообмен и, следовательно, максимальная производительность труда имеют место, если составляющие процесса теплоотдачи находятся в следующих пределах: Q к+ Qт ~ 30%, Qи ~ 45%, Qп ~20% и Qд ~5%. При увеличении доли потерь тепла при испарении пота более 30% в общей структуре теплового баланса, микроклимат носит нагревающий характер. 9. Определяем по СанПиН 2.2.4.548-96 оптимальные и допустимые значения показателей микроклимата применительно к условиям труда оператора ЭВМ. Таблица 1 Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
Таблица 2 Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
Из условия задачи видим, что температура поверхностей находится в пределах оптимальных и допустимых значений, а температура рабочей зоны превышает и оптимальные и допустимые значения. Из расчетов видим, что оператор находится в условиях дополнительного выделения тепла (нагрева), поэтому необходимо принять мероприятия по приведению показателей микроклимата к допустимым нормам.
Задача 3. Рассчитать заземляющее устройство в виде группового искусственного заземлителя для электроустановки, питание которой осуществляется от трехфазной сети с изолированной нейтралью, по следующим исходным данным.
Решение. 1. Вычисляем сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя Rв, Ом. для заглублённого в землю уголка по формуле: , где ρ - расчетное удельное сопротивление грунта, Омּсм, равное: = Ψ ּ изм. , Ψ- повышающий коэффициент, учитывающий увеличение удельного сопротивления грунта в течение года за счёт высыхания и (или) промерзания, определяемый из следующей таблицы.
= 2 ּ 1,2×104 = 2,4×104 Ом· см. Ом 2. Методом последовательных приближений определяем число вертикальных электродов по формуле: n = Rв / ηв∙ Rз , где Rв – сопротивление одиночного вертикального электрода, Ом; Rз – допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом; ηв – коэффициент использования вертикальных заземлителей, при помощи которого учитывают явление взаимного экранирования электрических полей параллельно соединенных одиночных электродов. Отношение расстояния между отдельными электродами к их длине, а/l примем равным 2. Коэффициент использования вертикальных электродов ηв рвен 0,77. n = 48 / 0,77×9 = 7. Примем значениеn = 6. 3. Вычисляем сопротивление растеканию горизонтальной соединительной полосы - Rг по формуле: При этом длину полосы принимают равной: Lг = 1,05ּa (n-1) – для заземлителей, расположенных в ряд. Lг = 1,05ּa (n-1) = 1,05×560×(6-1) = 2940 см Ом 4. Результирующее сопротивление растеканию тока группового заземлителя Rгр, Ом, определяют по формуле: где значение коэффициента ηГ = 0,48. Ом 5. Сравнивают вычисленное значение Rгр с допустимой величиной Rз. Величина результирующего сопротивления ненамного меньше величины допустимого сопротивления Rгр < Rз, поэтому расчет можно считать оконченным.
Вопросы: 4,16,18
Вопрос №4.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1144)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |