Измерение параметров микроклимата

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ "ГОРНЫЙ"

Кафедра безопасности производств

Лабораторная работа

По дисциплине:

Безопасность жизнедеятельности

Тема:

Измерение параметров микроклимата

Выполнил: студент. гр. ГГ-09-2

Моисеев С.А.

Проверила: профессор Черкай З.Н.

Санкт-Петербург 2013г.

Введение

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить приборы и правила пользования ими, научиться определять климатические параметры атмосферы и соответствие их допустимые нормам.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Климатические условия (микроклимат) в рабочей зоне - это определенное сочетание взаимосвязанных между собой физических параметров воздуха: температуры, относительной влажности, давления, скорости движения и охлаждающего действия.

Измерение температуры.

Температуру воздуха, газов и жидкостей от - 36 до +37.5⁰С измеряют ртутными термометрами, а от - 65 до +65⁰С - спиртовыми термометрами.

При измерении температуры выше +60⁰С применяют ртутные термометры с ценой деления 1⁰С. Для измерений, требующих повышенной точности, используют термометры с ценой деления 0.1-0.20С.

Для измерения и автоматической записи температуры применяют термограф (рис.1).

Датчиком температуры служит биметаллическая пластинка 4, деформация которой при изменении температуры окружающего воздуха передается системой рычагов 3 на записывающее устройство и записывается на специальной ленте 1, на которой по горизонтали указано время, а по вертикали - температура.

Лента закрепляется на барабане 2 с часовым механизмом, имеющим суточный или недельный завод.

Рис.1 Термограф

Температуру поверхностей измеряют термопарами. Поверхности, температуру которых определяют, должны быть предварительно очищены от грязи, краски, ржавчины и т.д.

Измерение влажности

Влажность воздуха оценивается в абсолютных и относительных единицах. Абсолютная влажность - это количество водяных паров, содержащихся в некотором объеме воздуха. Относительная влажность - это отношение парциального давления водяных паров в воздухе к парциальному давлению насыщенных водяных паров при той же температуре.

Относительную влажность воздуха измеряют психрометрами, гигрометрами и гигрографами.

Аспирационный психрометр с вентилятором (рис.2) состоит из двух ртутных термометров 2, резервуар одного и низ обернут одним слоем батиста и смачивается перед работой с помощью пипетки 5. Воду в пипетке нажатием на грушу 3 доводят до черточки (не ближе 1 см от края) и удерживают с помощью зажима 4. Затем при вертикальном положении прибора пипетку до отказа вводят в трубку 1. Через 3-4 с разжимают зажим (излишняя вода вбирается в грушу) и вынимают пипетку.

Рис.2 Аспирационный психрометр с вентилятором

Воздух с помощью вентилятора 7 поступает в трубки 1 и обтекает резервуары термометров 2 со скоростью не более 2 м/с. Пружина вентилятора заводится ключом 6.

Диапазон измерения относительной влажности от 10 до 100% при температуре окружающей среды от 0 до +40⁰С [1]. Масса прибора - 1.1 кг, с футляром - 2.8 кг.

При отрицательной температуре относительную влажность воздуха рекомендуется измерять волосяным гигрометром (рис.3). Он состоит из металлической рамки 5, на которой с помощью винта 4, блока 1 и грузика 7 укреплен обезжиренный волос 3. На оси блока укреплена стрелка 2. Отсчет берется по шкале 6 в процентах. Принцип работы волосяного гигрометра основан на изменении длины обезжиренного волоса в зависимости от влажности воздуха.

Рис.3 Волосяной гигрометр

Измерение давления

Абсолютное давление воздуха (атмосферы) измеряется барометрами - анероидами и барографами.

Барометр-анероид работает на принципе измерения изменяющейся высоты анероидных коробок в зависимости от колебаний атмосферного давления. Через систему рычагов деформация коробок передается стрелке. Шкала должна быть отградуирована в паскалях.

Барограф (рис.4) по принципу действия аналогичен барометру-анероиду. В барографе изменение высоты анероидных коробок 6 через систему рычагов 5 передается перу 2. Запись давления ведется на специальной ленте 1, укрепленной на барабане 3 с суточным или недельным заводом. Первоначальное давление устанавливается с помощью специального винта 4 по барометру-анероиду.

Рис.4 Барограф

Измерение охлаждающего действия атмосферы

Влияние совокупного действия температуры, скорости и влажности воздуха на отдачу тепла телом человека оценивают кататермометром (рис.5). Он представляет собой спиртовый термометр со шкалой от 32 до 40⁰С. Прибор имеет верхний 1 и нижний 2, заполненный спиртом, резервуары. У каждого кататермометра есть свой фактор F, показывающий потерю тепла в милликалориях с 1 см² спиртового резервуара при охлаждении его от 38 до 35⁰С. Значение фактора определяют при изготовлении прибора и записывают на его обратной стороне.

Рис.5 Кататермометр

Измерения производят как сухим, так и мокрым кататермометром, в последнем случае резервуар обвязывают смоченной в воде марлей или батистом. Сухой кататермометр реагирует на скорость и температуру, а мокрый - на скорость, температуру и влажность воздуха.

Измерение скорости движения воздуха

Скорость замеряют анемометрами, термоанемометрами, воздухомерными трубками, кататермометрами и другими приборами.

Основным прибором для измерения скорости движения воздуха является анемометр. Наибольшее распространение получили крыльчатый анемометр АСО-3 и чашечный МС-13.

Крыльчатый анемометр со струнной осью АСО-3 (рис.6) состоит из крыльчатки 3, размещенной в металлической обечайке 4, счетного механизма 2 и ручки 5. Крыльчатка сообщается со счетным механизмом при помощи трубчатой оси, вращающейся на натянутой стальной струне. Давление движущегося потока воздуха приводит крыльчатку во вращение. Трубчатая ось посредством червячной передачи передает вращение счетного механизма в работу и выключение его производится арретиром 1. Анемометр АСО-3 применяют для измерения скорости от 0.2 до 5 м/с; чашечный анемометр МС-13 (рис.7) - от 1 до 20 м/с.

Рис.6 Крыльчатый анемометр со струнной осью АСО-3

Давление воздушного потока воспринимается четырьмя полусферическими чашечками 1, закрепленными на двух взаимно перпендикулярных стержнях, жестко соединенных с осью 2, на конце которой имеется червячная передача, связанная с редуктором счетного механизма 3. Счет имеет три стрелки, отсчитывающие единицы, сотни и тысячи оборотов. Для измерения средней скорости движения воздуха анемометром применяют метод "обвода" по сечению, при малых скоростях движения воздуха - "точечный" метод.

Рис.7 Чашечный анемометр МС-13

параметр микроклимат рабочая зона

Измеряя охлаждающее действие атмосферы сухим кататермометром, по эмпирическим формулам можно определить скорость движения воздуха: при скорости меньше 1 м/с используют формулу

при скорости более 1 м/с - формулу

где Н - охлаждающее действие атмосферы в катаградусах, определяется путем деления фактора F прибора на время охлаждения его резервуара от 38 до 35⁰С; Dt=36,5-t; 36,5 - средняя температура тела человека, ⁰С; t - температура воздуха, ⁰С.

Приборы должны быть снабжены тарировочными удостоверениями, в которых приведены поправки:

) шкалы;

) температурная;

) добавочная, учитывающая неточности, остающиеся после внесения двух первых поправок.

Таблица 1

Результаты измерений и вычислений

Измерение охлаждающего действия воздуха

t_с, ⁰С

 t_м, ⁰С

t_с - t_м, ⁰С

j, %

d, г/м³

Номер прибора

F _{прибора}

T, с

 Н_с, ката-градус

18,5 17,0 15,4

13,1 10,0 10,6

5,4 7,0 4,8

56 39 53

15,3 14,4 12,8

660 660 660

104,9 74,8 115,3

6,29 8,82 5,72

Таблица 2

Вывод:

Данные параметры микроклимата рабочей зоны по нормативу оптимальных условий для холодного периода попадают под категорию условий оптимальных для работ средней тяжести (t=18-20^◦C; φ=60-40%; V≤0,2м/с).

Второй опыт показывает, что с включением вентиляции в рабочей зоне условия явно ухудшились. Показатели относительной влажности, температуры в рабочей зоне и скорость движения воздуха выходят за рамки оптимальных условий труда. По нормативам их можно отнести к допустимым условиям для тяжелых работ (t=18-21^◦C; φ≤75%; V≤0,5м/с).

Третий опыт показывает, что увлажнение воздуха в проветриваемой рабочей зоне снижает скорость движения воздуха и температуру. В итоге условия в рабочей зоне улучшились и по нормативу подходят как допустимые для работ средней тяжести (t=15-21^◦C; φ≤75%; V≤0,4м/с).

По нормам комфорта первые и третьи параметры подходят для легких работ, вторые - для работ средней тяжести.

Рекомендации:

Для того, чтобы оптимизировать условия в рабочей зоне под легкие работы, необходимо увеличить температуру воздуха с помощью обогревающего оборудования. Однако это может привести к резкому снижению относительной влажности, то есть необходимо еще и увлажнить воздух.

Для категории работ средней тяжести начальные условия нашей рабочей зоны оптимальны.

Для оптимизации рабочей зоны под тяжелые работы необходимо включить вентиляцию, обогрев и увлажнение воздуха.