2 Принцип действия прибора

Интерферометр шахтный ШИ-11 представляет собой переносной прибор, предназначенный для определения содержания метана и углекислого газа, прежде всего, в рудничном воздухе. Эксплуатация прибора рекомендована при следующих условиях: температура окружающей среды, °С - от -10 до +40; атмосферное давление, мм. рт. ст. - 720 – 800; время одного определения, мин - 0,5.

Принцип работы газоиндикатора ШИ основан на интерференции, т. е. усилении или ослаблении однородных световых волн при их наложении друг на друга. Возникающий при этом интерференционный спектр в виде окрашенных полосок создается заданной разностью хода лучей в приборе.

По величине смещения интерференционного спектра вдоль шкалы можно судить о содержании в воздухе определяемого газа.

В выполняемой лабораторной работе в качестве источника выбросов диоксида углерода в атмосферу рассматривается человек.

3 Ход работы

3. 1 Подготовка прибора к работе:

- проверить исправность резиновой груши (насоса). Груша исправна, если расправление ее происходит медленно;

- перевести флажок на верхней панели прибора в положение «СО₂»;

- проверить герметичность газовой линии прибора. Для этого необходимо резиновую трубку груши надеть на штуцер, выведенный из корпуса прибора рядом с окуляром, пальцем плотно закрыть штуцер для засасывания в прибор

проверяемого воздуха и сжать грушу. Газовая линия герметична, если расправление груши происходит медленно;

- произвести установку прибора на "0". Для этого необходимо продуть газовую камеру чистым атмосферным воздухом, с помощью сжатия груши (не менее 3-х раз);

- нажать кнопку подсветки, расположенную на боковой панели. Свет от электрической лампочки падает на зеркало и, отражаясь, проходит через оптическую систему индикатора. В оптическом поле окуляра наблюдается шкала прибора с равномерными делениями, градуированная в процентах и рассчитанная на метан с наложенной поверх неё подвижной шкалой интерференционных полос. Для улучшения резкости интерференционной картины и шкалы следует вращать окуляр вправо или влево. Прибор готов к работе.

3.2 Выполнение практической части:

- для определения концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе, поднести резиновую трубку ко рту;

- сжать резиновую грушу;

- отпуская грушу, начать выдох. Закончить выдох при полном расправлении груши;

- нажать кнопку подсветки. Зафиксировать смещение интерференционной шкалы вправо. Снять цифровое показание прибора.

4 Расчёт массы выброса углекислого газа

Сделать пересчет полученного значения, с учетом нормальных условий для проведения физического эксперимента.

Нормальные условия - стандартные физические условия, с которыми обычно соотносят свойства веществ. Они определены следующими величинами:

- атмосферное давление 101325 Па = 760 мм рт. ст.; (Р_н.у.)

- температура воздуха 273,15 K = 0° C; (Т_н.у.)

Примечания

1 При проведении расчетов необходимо также учитывать оптимальное для человеческого организма значение температуры, которое равно 20 ^о С. (Т_опт)

2 При определении содержания СО₂ в воздухе, используется поправочный коэффициент 0,95.

,

где П_прив – приведенное к нормальным условиям показание прибора;

П – показание прибора, %;

Р – атмосферное давление в помещении на момент проведения

определения, мм. рт. ст.;

Р _н.у. – стандартная физическая величина, мм. рт. ст.;

Т _опт. – оптимальная температура, ° С;

Т _н.у. - стандартная физическая величина, ° С;

Т – температура воздуха в помещении на момент проведения

определения, ° C.

Рассчитать объём выдыхаемого воздуха за один год.

, м³/год

где V_в – средний объем выдыхаемого воздуха за 1 один раз (в среднем, 0,5 л);

n – число выдохов в минуту (в среднем 16);

t – количество минут в году .

Рассчитать массовую концентрацию углекислого газа, С,

кг/м^з

где П_прив - приведенное к нормальным условиям показание прибора, %;

ρ^СО₂ – плотность СО₂ при н. у. (1,98), кг/м³.

Рассчитать годовую массу выброса углекислого газа,

кг/год

где С – массовая концентрация углекислого газа в воздухе, кг/м³;

V - объём выдыхаемого воздуха, м³/год.