mikroklimat-2012

2а). Вследствие испарения воды его показания ниже, чем сухого термометра. По разности показаний двух термометров с использованием справочных таблиц, номограмм и расчетных формул определяется относительная влажность воздуха.

Рис. 2. Психрометры. а – стационарный Августа (1 – термометры со шкалами; 2 – основание; 3 – ткань; 4 – питатель); б – аспирационный Ассмана (1 – металлические трубки;

2 – термометры; 3 – аспиратор; 4 – предохранитель от ветра; 5 – пипетка для смачивания влажного термометра).

Психрометр Ассмана применяется для более точных измерений и представляет собой термометры, заключенные в двойные металлические трубки, причем в верхнюю часть прибора встроен вентилятор-аспиратор (электрический или механический) для пропускания воздуха со скоростью 3-4 м/с (рис. 2б). Относительная влажность воздуха в этом случае также определяется исходя из справочных таблиц, номограмм и формул;

в) скорость движения воздуха – регистрируется в производственной практике анемометрами: крыльчатые анемометры (АСО-3, АП-1м) рекомендуется использовать для измерения скорости воздушного потока в интервале 0,3-5 м/с, а чашечные (МС-13) – от 1-20 м/с. В чашечном анемометре при помощи системы передач вращение передается на измерительные шкалы (единиц, десятков, сотен и тысяч) (рис. 3).

Для точной регистрации скорости движения воздуха могут быть применены термоанемометры (ТАМ-1) и электротермоанемометры, а также цилиндрические и шаровые кататермометры. Принцип работы кататермометра основан на измерении величины собственного охлаждения от совместного действия температуры, влажности и скорости движения воздуха при температуре самого прибора равной 36,5 0С, т.е. при нормальной температуре человеческого тела. Кататермометр представляет собой спиртовый или ртутный термометр, центральная часть которого состоит из стеклянного капилляра со шкалой от 35 до 38 0С. Также на приборе указан его фактор – величина, которая показывает число милликалорий тепла, теряемого с 1 см2 поверхности резервуара кататермометра при его охлаждении от 38 до 35 0С (рис. 4а);

21

2

Рис. 3. Крыльчатые (а, б) и чашечные (в, г) анемометры.

а – «Testo»; б – «LV 100»; в – «АТТ-1021»; г – «МС-13» (1 – чашечки; 2 – шкала единиц и десятков; 3 – шкала сотен; 4 – шкала тысяч).

г) интенсивность теплового излучения – измеряется актинометрами

(инспекторский, ИМО-5) и радиометрами (Аргус-3), действие которых основано на поглощении лучистой энергии и превращении ее в тепловую (рис. 4б). Устройство приборов для регистрации интенсивности теплового излучения может быть выполнено в двух конструктивных направлениях: во-первых, путем использования металлической изогнутой пластины, которая изменяет свой угол изгиба за счет частичного расширения ее материала под воздействием теплового излучения и, во-вторых, путем преобразования лучистой энергии в термоэлектрическую (термоток), возникающую в замкнутой электрической цепи (термоэлементе), состоящей из двух разных проводников. Если места их контактов имеют различную температуру, то в замкнутой электрической цепи возникает электрический ток, сила которого пропорциональна разности температур;

д) барометрическое давление окружающего воздуха – определяется метеорологическим барометром-анероидом (безжидкостной БАММ-1), действие которого основано на свойстве мембранной волокнистой (гофрированной) анероидной коробки деформироваться при изменении атмосферного давления (рис. 4в). Линейные перемещения мембран преобразуются передаточным рычажным механизмом в угловые перемещения указывающей стрелки. При этом основная шкала проградуирована в Па (точнее, в кПа, но на самой шкале может быть указано, что для получения результата в паскалях необходимо показание прибора умножить на 1000). В ряде случаев к шкале барометра с его внутренней стороны прикреплѐн ртутный термометр, по которому отсчитывается температура для определения температурной поправки к показанию прибора.

22

Рис. 4. Оборудование для определения микроклиматических параметров. а – кататермометр (слева – цилиндрический, справа – шаровой); б – инспекторский актинометр

ЛИОТ-М (указаны общий вид (слева) и приемная часть (справа)); в – барометр-анероид.

Для контроля микроклиматических параметров и условий в условиях производства и быта могут быть использованы современные универсальные м е т е о м е т р ы , которые позволяют одновременно регистрировать величины атмосферного давления, относительной влажности воздуха, температуры воздуха, скорости воздушных потоков и интегрального показателя тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса) (рис. 5). Пакет программ, который прилагается к современным метеометрам, дает возможность быстрого компьютерного расчета необходимых микроклиматических величин и соответствующей статистической обработки полученных экспериментальных данных.

Д л я н е п р е р ы в н о г о к о н т р о л я и регистрации параметров микроклимата воздушной среды рабочей зоны во времени (в течение суток): температуры, давления и относительной влажности, используются цифровые комбинированные самописцы – термографы, барографы, гигрографы, электронные психрометры и мониторы тепловой нагрузки (регистрируют ТНСиндекс).

К о н т р о л ь показателей микроклимата должен производиться в начале, середине и конце холодного и теплого периодов года не менее трѐх раз в смену (в начале, середине и конце). Температура, относительная влажность и скорость движения воздуха должны измеряться на высоте 1,0 м от пола при работах, выполняемых сидя, и на высоте 1,5 м – при работах, выполняемых стоя. Поскольку температура воздуха в помещении не является постоянной величиной, то ее значение должно регистрироваться в нескольких позициях (точках) в разное время на высоте 1,3-1,5 м от уровня пола и на расстоянии не менее 1,0-1,5 м от приборов и аппаратов, излучающих тепло, а также от наружных стен.

Температуру поверхностей следует измерять в случаях, когда рабочие места удалены от них на расстояние не более двух метров. Если рабочим местом являются несколько участков производственного помещения, то измерения осуществляются на каждом из них.

23

Рис. 5. Современные универсальные приборы для регистрации и контроля микроклиматических параметров. а – метеометр «МЭС-200»; б – метеометр «МСП-Метео».

К м е т о д а м обеспечения микроклиматических условий с целью защиты работающих от перегрева и охлаждения, простудных и других заболеваний относятся:

–инженерно-технические мероприятия:

1)разработка оптимальных объемно-планировочных работ;

2)рационализация производственных и технологических процессов;

3)механизация и автоматизация трудоемких работ, применение методов дистанционного управления и наблюдения (управление технологическими линиями с помощью компьютеров);

4)рациональное размещение оборудования и уменьшение его тепловых потерь – достигается изменением конструкций нагретого оборудования, утолщением кладки, использованием огнеупорных материалов с малой теплопроводностью;

5)тепловая изоляция зданий, аппаратов и трубопроводов с помощью теплоизоляционных материалов с пониженной теплопроводностью (стекловата) позволяет устойчиво снижать суммарные тепловыделения и предупреждать тепловые травмы;

6)использование козырьков и жалюзи с целью защиты помещений от избыточной инсоляции, представляющей собой процесс облучения поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией), что позволяет предупреждать поступления в производственные помещения дополнительной теплоты;

–санитарно-технологические мероприятия:

7)вентиляция (технологический организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха, загрязненного избыточным теплом и (или) вредными веществами с последующей подачей на

24

его место свежего, благоприятного для здоровья человека и отвечающего требованиям санитарных норм);

8) отопление (технологический организованный и регулируемый процесс поддержания в рабочих зонах производственных помещений температурных условий, соответствующих санитарным нормам, что обеспечивает для работающих благоприятные и здоровые условия труда);

9) кондиционирование (технологический организованный и регулируемый процесс нагревания или охлаждения, увлажнения или осушки воздуха, ионизации и очистки его от пыли);

10) герметизация (способ повышения безопасной работы оборудования, заключающийся в использовании различных уплотнительных материалов (прокладочные и беспрокладочные уплотнения, смазки-уплотнители и т. д.));

11)устройство защитных экранов (из кирпича, листовой стали, стекловолокна), водяных и воздушных завес, водно-воздушного или воздушного душирования, защищающих рабочие места от теплового излучения;

12)снабжение источников интенсивного влагоотделения с открытой поверхностью испарения (емкости и ванны) крышками и местными отсосами;

–медико-профилактические мероприятия:

13)средства индивидуальной и коллективной защиты (спецодежда и спецобувь, в т. ч. средства защиты лица и глаз);

14)рациональный режим труда и отдыха работающих (помещения для отдыха и обогревания, регламентация времени работы, в частности, перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы и др.);

15)рациональный питьевой и водно-солевой режим;

16)периодические медицинские осмотры и повышение устойчивости организма человека к перепадам температуры благодаря приему фармакологических средств (глюкоза, аскорбиновая кислота, дибазол).

Таким образом, оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях могут обеспечиваться кондиционированием воздуха, а допустимые – системами вентиляции и отопления.

3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Внастоящей работе для регистрации микроклиматических условий и параметров используются следующие приборы (классические марки приборов показаны в п. 2.5):

1) барометр-анероид метеорологический «БАММ-1»; 2) психрометр Августа «ПБ1А»; 3) чашечный анемометр «МС-13».

25

3.1 Методика выполнения работы и обработка экспериментальных данных

Задание 1. Измерение температуры воздуха и барометрического давления в помещении.

Ход определения:

1.1) снять показания температуры с сухого термометра психрометра

Августа (tсух, 0С);

1.2) снять показания барометрического давления с барометра (P, Па); 1.3) рассчитать температурную поправку по формуле:

где Pt – искомая температурная поправка, Па; t – температура воздуха, 0С; Pt = -10 Па/град

– температурная поправка на 0С.

1.4) определить поправку на показание шкалы Рш по табл. 8; 1.5) рассчитать величину исправленного отсчета Риспр (Па) давления по формуле:

Таблица 9

Результаты определения температуры воздуха и барометрического давления

Задание 2. Определение и расчет абсолютной, максимальной и относительной влажности воздуха в помещении.

Ход определения:

2.1) снять показания температуры с сухого (tсух, 0С) и влажного (tвл, 0С) термометров психрометра Августа; 2.2) по табл.10 определить максимальную влажность для температуры сухого

(Rmax сух, мм. рт. ст.) и влажного (Rmax вл, мм. рт. ст.) термометров;

2.3) по табл. 11 определить значение психрометрического коэффициента (α) при минимальной величине скорости движения воздуха;

2.4) рассчитать значение абсолютной влажности (Rабс) в мм. рт. ст. и г/м3 по формулам (1) и (2) с учетом данных табл. 12;

Таблица 10

Зависимость максимальной влажности (Rmax) от температуры воздуха (t)

27

Таблица 11

Поправочный (психрометрический) коэффициент (α) на скорость движения воздуха (V)

2.5) определить дефицит насыщения (Dнас, мм. рт. ст.) как разность между

абсолютной Rабс (мм. рт. ст.) и максимальной Rmax (мм. рт. ст.) влажностью;

2.6) рассчитать величину относительной влажности воздуха (φ, %) по формуле (3); 2.7) определить относительную влажность (φ, %) воздуха по номограмме

(рис. 6);

2.8) рассчитать содержание влаги в воздухе помещения (d, влагосодержание) по формуле (6); 2.9) полученные результаты занести в табл.13.

28

Рис. 6. Номограмма для определения относительной влажности воздуха (φ) по показаниям сухого (tcyx) и влажного (tвл) термометров психрометра Августа.

Задание 3. Определение скорости движения воздуха в помещении.

Ход определения:

3.1) снять начальное показание с чашечного анемометра (Nнач) (результат будет четырехзначным); 3.2) с помощью вентилятора направить на чашечный анемометр воздушный

поток на 1-2 минуты (время экспозиции при этом фиксируется секундомером); 3.3) по истечении указанного времени снять конечное показание с

чашечного анемометра (Nкон);

3.4) определить скорость возрастания показаний шкалы чашечного анемометра по формуле (в делениях за секунду):

где Vср – средняя скорость движения воздуха, м/с; Vвоз – скорость возрастания шкалы чашечного анемометра, с-1; 0,8 – порог чувствительности чашечного анемометра, определенный из тарировочного графика.

3.6) полученные результаты занести в табл.14.

Задание 4. Оценка метеорологических условий методами эквивалентноэффективной температуры и теплового ощущения.

Ход определения:

4.1) определить по номограмме (рис. 1) величину эффективной (tэф, 0С) и эквивалентно-эффективной (tээ, 0С) температур.

Для определения эффективной температуры необходимо показания сухого и влажного термометров соединить пунктирной линией и

30