Инженерно-технические расчеты по безопасности труда

(задачи 1 - 12)

Расчеты по промышленной вентиляции (задачи 1 – 4)

Одним из способов нормализации микроклимата и чистоты воздуха в производственных помещениях является общеобменная вентиляция, которая предназначена для разбавления так называемых " остаточных" вредностей (тепла, влаги, пыли, газов) и поддержания в рабочей зоне соответствующих нормируемых параметров.

Необходимо изучить принцип нормирования микроклимата и содержания в воздухе вредных веществ, а также виды промышленной вентиляции, используемой для нормализации микроклимата и чистоты воздуха рабочей зоны производственных помещений [1, гл 8, § 1 – 7].

Расчет воздухообмена (L, м³/час) ведется по разным формулам в зависимости от вредности:

1. при поступлении в рабочую зону избыточного тепла необходимый воздухообмен находят из соотношения:

2. при поступлении вредных веществ (пыли, газов) воздухообмен определяют по выражению:

где å Q_изб – общее количество тепла, излучаемого в рабочую зону от разных источников, Вт (3, 6 – переводной коэффициент);

с – теплоемкость воздуха (для расчетов принять с=1 кДж/кг× °С);

g - удельная масса воздуха (g@1, 2 кг/м³);

t_ух – температура воздуха, удаляемого из помещения через вытяжные отверстия, °С:

где t_н – нормируемая температура воздуха в рабочей зоне (приложение 1).

Dt – показатель изменения температуры в зависимости от высоты помещения и периода года (значение Dt дается в условии задачи);

t_пр –температура приточного воздуха, которым вентилируется помещение;

G – количество вредного вещества, поступающего каждый час в рабочую зону, г/час или кг/час (соответственно вводятся переводные коэффициенты 10³ или 10⁶);

К_пдк – предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м³ (приложение 2);

К_пр – концентрация того же вредного вещества в приточном воздухе, мг/м³.

При организации воздухообмена важно не допустить появления сквозняков в помещении, поэтому при расчете общеобменной вентиляции определяют еще один показатель – кратность воздухообмена, который показывает сколько раз в час меняется воздух в объеме всего помещения:

где V – объем помещения, м³.

По кратности воздухообмена судят о скорости движения воздуха. В общем случае скорость движения воздуха будет соответствовать норме, если кратность воздухообмена не превышает 3 – 5 раз в час.

Загрязненный пылью воздух перед выбросом в атмосферу очищают в пылеулавливающем оборудовании (циклонах, рукавных фильтрах и др.), работа которого характеризуется эффективностью очистки [2, гл.2].

Этот показатель можно рассчитать по формуле:

где С_вх и С_вых – концентрация пыли в воздухе до и после очистки, соответственно (мг/м³).

Согласно СНиП 2.04.05-91 допускается не предусматривать очистку запыленного воздуха, если содержание пыли не превышает допустимую концентрацию (С, мг/м³), которая определяется в зависимости от объема выбрасываемого воздуха (L, тыс. м³) и ПДК пыли в рабочей зоне:

– при объеме воздуха L> 15 тыс. м³/час

– при объеме воздуха L< 15 тыс. м³/час

где К – коэффициент, зависящий от ПДК пыли в рабочей зоне (табл. 1)

Таблица 1

Производственный шум и вибрация (задачи 5 – 7)

Приступая к решению задач по рассматриваемой теме, необходимо изучить принцип нормирования шума и вибрации и способы их снижения [1, гл. 11].

Чтобы определить необходимость снижения шума (задача 5), следует рассчитать суммарный уровень шума от всех источников и сравнить его с нормой.

Предельно допустимые уровни звукового давления (L_ПДУ, дБ) даны в приложении 3. Обратите внимание, что шум нормируется по предельному спектру (ПС), т.е. норма зависит от частоты излучаемого шума (f, Гц). Кроме того, при нормировании учитывается вид трудовой деятельности, поэтому в нормативном документе представлено несколько предельных спектров.

Суммарный уровень шума определяется не арифметически, а по специальным формулам:

- если все источники имеют одинаковые уровни звукового давления, т.е. L₁=L₂=…=L_n, где n – число источников шума

- если источники шума имеют разную интенсивность

где L_max – больший из двух складываемых уровней;

DL – добавка к максимальному значению, которая зависит от разности двух складываемых уровней (табл. 2).

Таблица 2

Суммирование шума от источников разной интенсивности требует определенной последовательности действий. Во-первых, источники шума располагают в порядке убывания от максимального значения и далее по мере уменьшения величины L и, во-вторых, уровни шума суммируются попарно, начиная от L_max. Таким образом, суммирование по формуле 2 проводится в несколько этапов, число которых зависит от количества источников шума. Обратите внимание на то, что разность двух складываемых уровней с каждым этапом увеличивается, а добавка DL – существенно уменьшается и при разности 20 и более DL = 0.

Расчеты следует вести с точностью до десятых, а окончательный результат округляют до целого числа, т.к. L_ПДУ в нормативном документе представлены целыми числами.

Эффективность звукопоглощения (задача 6) определяется по формуле:

где А₁ и А₂ – звукопоглощающая поверхность до и после акустической обработки помещения.

Звукопоглощающую поверхность находят из выражения: ,

где S – площадь потолка, стен, окон, м²;

a - коэффициент звукопоглощения соответствующего материала.

Рассчитывая звукопоглощающую поверхность после акустической обработки (А₂), будьте внимательны при определении площади S₂.

Обработка помещения считается целесообразной, если уровень шума в помещении снижается до L_ПДУ.

Вывод о необходимости виброзащиты (задача 7) делают на основе сравнения фактических значений виброскорости и уровня виброскорости с нормируемыми значениями (приложение 4).

Фактическую виброскорость рассчитывают по соотношению:

где f – частота вибрации, Гц (f = n/60, где n – число оборотов ротора в минуту);

А – амплитуда вибрации, мм.

Значение уровеня виброскорости находят из выражения:

где V – фактическое значение виброскорости, мм/с;