Измерение параметров микроклимата

 

Министерство  образования и науки Российской Федерации

 

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

 

 

 

Кафедра безопасности производств

 

 

 

Кафедра: БП и РГП

По дисциплине: Безопасность жизнедеятельности

(наименование  учебной дисциплины согласно  учебному плану)

 

Лабораторная  работа

Измерение параметров микроклимата

 

 

Выполнили: студенты  гр. ЭГ-09           ______________         /Кутилкина А.Н./

                                                                                                              ^{(подпись)                                            (Ф.И.О.)}  

                                                                    ______________         /Михайлова Е.О./

                                                                                                              ^{(подпись)                                            (Ф.И.О.)}  

                                                                     ______________         /Шашкова Т.Е./

                                                                                                              ^{(подпись)                                            (Ф.И.О.)}  

                                                                     ______________         /Яцынина О.Н./

                                                                                                              ^{(подпись)                                            (Ф.И.О.)}  

 

 

 

Дата: __________________

 

ПРОВЕРИЛ:

 

Руководитель   профессор, к.т.н.                ____________                / Галкин А.Ф./

                                                 ^{(должность)                                         (подпись)                                            (Ф.И.О.)}

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012 год.

 

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

 

Изучить приборы и правила пользования  ими, научиться определять климатические  параметры атмосферы и соответствие их допустимым нормам.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Одним из основных факторов, влияющих на работоспособность и здоровье рабочих, является состояние воздушной  среды производственных помещений  или микроклимата. Параметры микроклимата должны соответствовать ГОСТ 12.1.005-76 «Воздух рабочей зоны, общие санитарно-гигиенические  требования», СНиП 11-33-75 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования» и «Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71).

Для подземных и горных выработок  требования к микроклимату указаны  в «Правилах безопасности в угольных и сланцевых шахтах» (М., Недра, 1976), «Единых правилах безопасности при  разработке рудных, нерудных и россыпных  месторождений подземным способом» (М., Недра, 1977), «Правилах безопасности при строительстве подземных  гидротехнических сооружений» (М., Недра, 1978).

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

 

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА

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.

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 черточк5и (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 (рис.4) работает на принципе измерения изменяющейся высоты анероидных коробок в зависимости от колебаний атмосферного давления. Через систему рычагов деформация коробок передается стрелке. Шкала должна быть отградурирована в паскалях.

Рис. 4 Барометр-анероид

Барограф (рис.5) 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. 5 Барограф

Измерение охлаждающего действия атмосферы. Влияние совокупного действия температуры, скорости и влажности воздуха на отдачу тепла телом человека оценивают кататермометром (рис.6). 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. 6 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, термоанемометрми, 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.7) 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.8) - от 1 до 20 м/с.

 

Рис. 7 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. 8 Чашечный анемометр МС-13

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: 1) шкалы; 2) температурная; 3) добавочная, учитывающая неточности, остающиеся после внесения двух первых поправок.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ  УСТАНОВКА

Лабораторная установка (рис.9) представляет собой климатическую камеру размерами 800 х 400 х 250 мм.

В климатической камере измеряют: температуру  и относительную влажность воздуха - психрометром 2; скорость движения воздуха - крыльчатым анемометром II типа АСО-3; охлаждающее действие атмосферы - кататермометром 3. Указанные параметры атмосферы в климатической камере изменяют в широких пределах с помощью нагревателя 14, ванны с водой 15 и вентилятора 9.

Рис. 9 Лабораторная установка

Параметры микроклимата в климатической  камере измеряют в трех режимах: 1) при  выключенном вентиляторе 9; 2) при  включенном вентиляторе 9; 3) при включенном вентиляторе 9 и нагретой воде в ванне 15.

Перед выполнением лабораторной работы студенты обязаны: ознакомиться с «Инструкцией по технике безопасности в учебных  лабораториях кафедры рудничной  вентиляции и охраны труда; получить инструктаж у преподавателей и расписаться  в контрольном листе.

При выполнении работы необходимо соблюдать  следующие меры безопасности:

1. проверить заземление лабораторной установки;
2. не доводить до кипения воду в ванне 15 и колбе 6;
3. не оставлять без присмотра включенные нагреватели и вентилятор;
4. после выполнения лабораторной работы обесточить установку.

Порядок выполнения работы

А. При выключенном  вентиляторе

1. Измерить относительную влажность воздуха в климатической камере. Для этого необходимо: а) вынуть психрометр 2 из гнезда; б) смочить водой с помощью пипетки резервуар термометра, обернутого батистом; в) завести до отказа пружину вентилятора; г) установить психрометр в гнездо климатической камеры.

Через 4-5 мин взять отсчеты температуры t_с и t_м по сухому и мокрому термометрам. По психрометрической таблице определить относительную и абсолютную влажность воздуха, результаты записать в табл.1. Опыт Б – при включённом вентиляторе. Опыт В – при включённом увлажнителе воздуха.

Таблица 1

Измерение охлаждающего действия воздуха
Опыт	tс , 0С	tм ,  0С	tс - tм , 0С	φ, %	d, г/м3	F прибора	T, с	Нс, ката-градус
А	22	19	3	75	19,5	660	139	4,75
Б	16	19	3	72	13,6	660	81	8,15
В	21,5	20,5	1	91	18,4	660	80	8,25