10716

Следующим шагом были проведены 2 идентичных эксперимента: в 1-ом случае подавалось напряжение к держателю с бериллием, во 2-ом – к держателю без бериллия. Во время подачи тепловых импульсов измерялась температура белого термометра.

Рис. 6. Зависимость удельной теплоемкости бериллия от температуры.

Для вычисления теплоемкости мы использовали ряд формул:

1.I = U/R,

где I – искомая величина, сила тока, подаваемая на нижний резистор,

А.,

U – напряжение, подаваемое на нижний резистор, В.,

R – сопротивление соединительных проводов и металлической обмотки (резистора) нижней части держателя после охлаждения, Ом.

2.P = Rр × I2,

где P – мощность подаваемого тока, Вт., Rр – сопротивление резистора, Ом.

2.Q = P × τ, где Q – количество теплоты, подаваемое источником тока на нижний резистор держателя, Дж., τ – время нагрева (подачи теплового импульса), с.

3.С = Q/ΔT, где С – теплоемкость вещества, Дж/К., ΔT - разница температур между начальной и конечной температурными значениями, К.

Результаты вычислений представлены в виде графиков на рисунке 5. Наконец, в последнем этапе вычислений мы из значений теплоемкости держателя с бериллием вычли значения теплоемкости держателя без бериллия при условии одинаковой температуры и воспользовались формулой вычисления удельной теплоемкости вещества:

4.с = C/m, где с – удельная теплоемкость вещества, Дж/(кг × К), m – масса вещества, кг.

210

Составлен график зависимости удельной теплоемкости бериллия от температуры (рис. 6).

Вывод: на основании полученных результатов можно сделать вывод о поведении бериллия в сверхнизких температурных условиях: рассматривалось изменения значений удельной теплоемкости в определенном диапазоне температур (от 4 – 13 К.). В результате было показано, что удельная теплоемкость начинает заметно расти в области температур от 9 до 13 К.; до этого уровня теплоемкость металла принимала «среднее» значение (0 – 0, 5 Дж./кг.×К.). Также, исходя из теоретических материалов, можно сказать, что такое поведение металла соответствует общему поведению теплоемкости большинства металлов в зависимости от температуры.

Новые данные, полученные в результате данной работы могут использоваться для проектирования научных систем с бериллиевыми элементами, применяемых при сверхнизких температурах, в будущих промышленных установках.

В перспективе исследований планируется измерение теплопроводности и коэффициента теплового расширения бериллия при сверхнизких температурах.

Литература

1.Беланов А. С. Молекулярная физика и термодинамика: элементы физики твердого тела, физики атомного ядра и элементарных частиц. Ч. 4 [Электронный ресурс]: метод. пособие; Минобрнауки России, Моск. гос. акад. приборостроения и информатики. – М.: Издательство МГАПИ, - 2003. – Электрон. текстовые и граф. дан. (2, 47 Мбайт). – 48 с.

2.Вентура Г., Ризегари Л. Низкотемпературная техника в физическом эксперименте, промышленных и аэрокосмических приложениях // Пер. с англ.: учебно – справочное руководство / Г. Вентура, Л. Ризегари. – Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2011. – 338 с.

3.Воронин, С. В. Физические свойства металлов. Конспект лекций. Ч. 1 [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / С. В. Воронин, В. Д. Юшин, Г. З. Бунова; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т), Самар. - 2012. - Электрон. текстовые и граф. дан. (1,04 Мбайт). – 44 с.

4.Елманов Г.Н., Зуев М.Т., Смирнов Е.А. Теплопроводность металлов и сплавов: Лабораторный практикум. М.: МИФИ, 2007. – 32 с.

5.Популярная библиотека химических элементов/Книга первая: Водород – Паладий: изд. 3-е, испр. и дополн. в двух книгах//ред. И. В. Петрянов – Соколов; состав. В. В. Станцо, М. Б. Черненко. – М.: Издательство «Наука», 1983. – 576 с.

211

6.Справочник химика: свойства химических элементов: бериллий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.chem100.ru/elem.php?n=4

7.Температурная зависимость теплоемкости [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://helpiks.org/3-55235.html

8.Федеральный портал PROTOWN.RU: применение бериллия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.protown.ru/information/hide/5549.html

9.StudFiles [Электронный ресурс]: Upload 2 221 468 файлов/файл:

10./ VVEDENIE.DOC. – с. 2. -Режим доступа: http://www.studfiles.ru/preview/5063777/

Сторожилова Я.В., Горева С.В.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИНФРАЗВУКА ПРИ ВЫКЛЮЧЕННОМ И ВКЛЮЧЕННОМ СОСТОЯНИИ ИСТОЧНИКА ЗВУКА ЦЕХА МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

ООО «ВОЛГАСТАЛЬПРОЕКТ»

Использование в производственной деятельности разнообразных механизмов и машин, увеличение их мощности и габаритов привели к изменению в худшую сторону акустической обстановки на рабочих местах. Прослеживается тенденция увеличения вклада инфразвука в спектр производственного шума [1,2].

Актуальность исследования заключается в том, что в настоящее время инфразвук – наименее изученный вредный и опасный фактор, оказывающий влияние на человека в ходе его повседневной жизни и в трудовой деятельности. Характерной особенностью инфразвука в отличие от слышимого и ультразвукового диапазона является большая длина волны и малая частота колебаний. При этом инфразвуковые волны могут свободно огибать препятствия, распространяясь в воздушной среде на большие расстояния с малой потерей энергии, поскольку поглощение инфразвука в атмосфере незначительно.

Значимость исследований определяется запросами практики и необходимостью научного решения выявленных проблем, основанных на развитии промышленного производства и транспорта, совершенствовании

212

«ВолгаСтальПроект» - металлургическая компания, расположенная в Нижнем Новгороде, которая занимается литьём, производством кованых заготовок, изготовлением поковок, модельной оснасткой.

Предмет исследования – характер распространения инфразвука при выключенном и включенном состоянии источника звука цеха металлообработки ООО «ВолгаСтальПроект».

Цель работы – выявление наличия и особенностей характера распространения инфразвука при выключенном и включенном состоянии источника звука цеха металлообработки ООО «ВолгаСтальПроект».

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1)изучены особенности работы шумомера – «АССИСТЕНТ SI», первого класса точности, работающего с диапазоном инфразвуковых частот 1,6-20 Гц;

2)предложена специальная методика проведения измерения инфразвука в производственной среде;

3)выявлен источник звука цеха металлообработки ООО

«ВолгаСтальПроект» с наибольшим инфразвуковым фоном;

4)проведены измерения инфразвука у исследуемого источника звука при его выключенном и включенном состоянии.

На начальном этапе исследования был выявлен источник звука с наибольшим инфразвуковым фоном - станок лоботокарный РТ-53901, выполняющий функции обтачивания и растачивания в центрах или патроне цилиндров, конусов, торцов, нарезания резьб [2]. Измерения проводились на всех доступных шумомеру «АССИСТЕНТ SI» частотах инфразвукового спектра, октавных и 1/3 октавных среднегеометрических полос, включая диапазон частотных коррекций с характеристикой «медленно» - ZI. Измерения проводились с равномерным увеличением расстояния от источника звука с шагом 2 м (до 10 м).

Исследуя инфразвуковой фон при выключенном источнике звука, проанализируем градацию распространения инфразвука с увеличением расстояния от источника звука (Рис.1). Для этого проведем касательные линии тренда на данном участке, в результате чего можно наблюдать уравновешенную и незначительную динамику роста интенсивности инфразвуковых колебаний с стремящимся к нулю углом подъема давления по всем исследуемым частотам. Максимальный уровень звукового давления наблюдается в диапазоне частотных коррекций ZI. Максимальные преломления наблюдаются в диапазоне 1/3 октавной частоты 4,0 Гц, с пиковым понижением на участке 4 м и максимальным уровнем звукового давления на участках в 6 и 10 м.

Особенностью характера распространения при выключенном источнике звука является ярко выраженная закономерность повышения давления на всех исследуемых участках по всем исследуемым частотам,

213

включая 4,0 Гц, при этом пиковое значение, достигается на частоте 1/3 октавной полосы в 2,0 Гц.

Рис. 1 Линейный график распространения инфразвука с увеличением расстояния от источника звука при его выключенном состоянии

Исследуя инфразвуковой фон при включенном источнике звука, проанализируем градацию распространения инфразвука с увеличением расстояния от источника звука (Рис.2). Максимальный уровень звукового давления наблюдается в диапазоне частотных коррекций ZI. Максимальные преломления наблюдаются в диапазоне 1/3 октавной частоты 2,0 Гц с пиковым понижением на участке в 4 и 8 м и максимальным уровнем на участке в 6 м и в диапазоне октавной частоты 2,5 Гц, с пиковым понижением на участке 4 и 8 м и максимальным уровнем звукового давления на участке в 6 м.

Особенностью характера распространения при включенном источнике звука является ярко выраженная закономерность резкого повышения давления на участке в 8 м по всем исследуемым частотам, включая 2,5 Гц, при этом пиковое значение, достигается на частоте 1/3 октавной полосы в 4,0 Гц.

При проведении анализа данной модели можно наблюдать следующие особенности:

1.При включении источника звука, в среднем уровень звукового давления возрос на 10-15 дБ, что является достаточно большим повышением, свидетельствующим о том, что исследуемый объект, является источником, способным генерировать шум инфразвукового спектра;

2.Пропала ранее выявленная закономерность роста от минимального значения звукового давления у источника шума, с ее последовательным пропорциональным увеличением при удалении от него;

3.Значение уровня звукового давления у источника практически равно наблюдаемому уровню в конце участка измерений.

214

3. Промышленное производство металлургических заготовок «ВолгаСтальПроект» [Электронный ресурс]. – http://www.vspnn.ru.

Слепцов А.С.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТАДИОНА «ЕКАТЕРИНБУРГ АРЕНА» К ЧМ-2018

Стадион "Центральный" в Екатеринбурге - был культовым местом для Уральского федерального округа. В инфраструктуре города стадион "Центральный" выполнял не только спортивно-оздоровительную функцию, но также являлся и немаловажной вехой в развитии социальнозначимых потребностей города. На предстоящем чемпионате 2018 года ему выпала возможность стать одной из площадок для проведения матчей.

Проектируемое сооружение располагается в Верх-Исетском районе в центральной части города. Стадион отсекается улицами Репина, Пирогова, Татищева. Участок проектируемой арены имеет сложную конфигурацию, в плане приближающейся к треугольнику со срезанными углами, ограниченному с западной стороны улицей Пирогова, с юго-восточной стороны – улицей Репина [2].

Архитектурная концепция стадиона строится на сочетании сохраняемой и реставрируемой архитектуры исторических стен 1954 г. и встраиваемого ядра нового стадиона. Фасады нового объема имеют подчеркнуто нейтральную архитектуру, являющуюся фоном для восприятия исторических фасадов стадиона. С западной и восточной стороны между исторической стеной и новым ядром образовано

216

своеобразное атриумное пространство (открытая галерея), служащее аванзоной для зрителей, из которой они по «каскадным» лестницам начинают движение к своим зрительским местам.

После проведения Чемпионата мира по футболу 2018 г. вместимость футбольного стадиона будет уменьшена до 23 000 зрительских мест за счет демонтажа сборно-разборных трибун. Здесь планируется проводить матчи международного уровня и чемпионата России. Также планируется открыть многофункциональный центр, включающий в себя фитнес центр.

Конструкция стадиона спроектирована и рассчитана как комплекс разноэтажных монолитных железобетонных рам, перпендикулярных к футбольному полю. По внутреннему контуру этажерка подтрибунных помещений представляет собой прямоугольник размером 125х85 м. По внешнему контуру трибуны в плане представляют собой окружность диаметром примерно 178 м [1]. Железобетонная чаша стадиона представляет собой 8 температурных блоков. 8 пилонов располагаются по всему контуру и принимают на себя всю нагрузку от покрытия. Конструкция пилона представляет собой стальную трубу диаметром 3 метра, заполненную бетоном.

Используемая конструкция пилона имеет высокую удельную несущую способность и высокую надежность сооружения на аварийные воздействия, поскольку пилон состоит из стальной трубы диаметром 3 метра. Трубобетон обладает повышенной пластичностью и энергодиссипационной способностью. Также сделана приварка к внутренней поверхности стальной трубы гибких упоров (стад-болтов), чтобы происходила совместная работа стальной оболочки и железобетонного сердечника. Чтобы уменьшить вес опоры и производилась экономия расхода железобетона, внутри трубобетонной опоры предусмотрен пустотообразователь из металлической трубы диаметром 1220 мм [1].

Пространственная жесткость и устойчивость несущего каркаса стадиона обеспечивается совместной работой основания, фундаментов и надземных конструкций - железобетонных монолитных рам и диафрагм жесткости, соединенных между собой жестко дисками перекрытий.

Расчеты выполнялись на статические и динамические воздействия:

с учетом пространственной работы конструкций,

при взаимодействии сооружения с грунтом основания,

температурные воздействия,

прогрессирующее обрушение,

устойчивость сооружения.

Специальные опорные узлы установлены на каждом из восьми пилонов, для этого используется система типа «Mаурер». Это конструктивный узел, имеющий вид металлического шарнира. Конструкция круглой формы и диаметром около 1,5 метров устроена по

217

принципу «сустава»: вогнутая металлическая часть располагается на пилоне, а выгнутая примыкает к крыше [3]. Таким образом навес воспринимает деформационные нагрузки и колебания, возникающие из-за изменений погодных условий. Опорный узел выполнен из износоустойчивого материала, который выдерживает высокие температуры, а также обеспечивает низкое трение. Части опорного узла, имеющие сферические поверхности, воспринимают как горизонтальные, так и вертикальные нагрузки, а также обеспечивают равномерное и оптимальное перераспределение усилий на опоры.

Литература

1.Федеральное государственное унитарное предприятие «СпортИнжиниринг» [Электронный ресурс]: [сайт]. – Режим доступа: http://sportin.su//

2.Чемпионат мира по футболу [Электронный ресурс]: [сайт]. –

Режим доступа: https://ru2018.org//

3.Группа Синара [Электронный ресурс]: [сайт]. – Режим доступа: https://www.sinara-group.com/press-centr/news/17550

Забелин В.А., Токмолаева А.С.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

АНАЛИЗ УРОВНЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО РИСКА, КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ И СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ РАБОТНИКОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

В настоящее время в России контроль за состоянием условий труда на рабочем месте осуществляется за счет проведения специальной оценки условий труда и производственного контроля.

Специальная оценка условий труда – это единый комплекс последовательно осуществляемых мероприятий по идентификации вредных и (или) опасных производственных факторов и оценки уровня их воздействия на работника. По результатам специальной оценки условий труда устанавливаются классы и подклассы условий труда на рабочих местах [5].

Но есть у специальной оценки условий труда и недостатки. Вопервых, она не учитывает все вредные и опасные факторы, с которыми может столкнуться работник в процессе своей трудовой деятельности. Так, если гальваник работает в неотапливаемой цехе в зимний период, то пониженная температура воздуха не учитывается при проведении

218

специальной оценки условий, так как в микроклимате учитывается только работа с нагревающим и охлаждающим оборудованием.

Особой опасностью для работников гальванического производства представляет воздействие на них различных химических веществ в воздухе рабочей зоны. При этом надо учитывать тот факт, что развитие профессиональных заболеваний возможно и не при превышении предельно допустимых концентраций веществ в воздухе. Поэтому важно постоянно контролировать концентрацию вредных химических веществ в воздухе рабочей зоны и осуществлять анализ полученных результатов, чтобы выявить вероятности развития тех или иных профессиональных заболеваний на работника. Это очень важно, так как работники гальванического производства могут иметь постоянный контакт с такими веществами как никель, кадмий, свинец, хром (VI), которые при длительном воздействии могут вызывать онкологические заболевания.

В качестве примера, ниже представлен расчет прогностического уровня риска по химическому фактору производственной среды в гальваническом цехе ОАО «НМЗ».

Определение уровня риска по химическому фактору производственной среды производилось согласно методике, приведенной в

[1,2]

По результатам расчетов можно говорить о том, что риск получения профессионального заболевания: на участке хромирования составляет 25%; на участке травки, сернокислого меднения и серебрения составляет 15.5 %; на участке фосфатирования, кадмирования и цинкования составляет 19%; на участке химической полировки, меднения и блестящего никелирования составляет 19%; на участке пассивации, фосфатирования и электрохимической полировки составляет 18%; в окрасочной камере составляет 15%.

Риск получения профессионального риска в целом по гальваническому цеху составляет 21.75%

Источником шума в гальваническом цехе является процесс обдувки деталей сжатым воздухом.

Основным вредным эффектом при воздействии шума на организм человека является риск потери слуха

Вероятность I, II, III степени потери слуха при уровне звукового давления в цехе равном 95дБА, среднем возрасте рабочего в гальваническом цехе равном 50 лет и стаже работе 30 лет определяется по [3] и составляет 52.5, 22 и 10% соответственно.

Источником локальной вибрации в цехе является процесс обработки деталей в дробеструйной камере.

Основным вредным эффектом при воздействии локальной вибрации является развитие вибрационной болезни у работников гальванического цеха.

219