Контрольные вопросы и задания

1. Дайте определения понятий «опасность вещества», «критерий токсичности».

2. Предоставьте классификацию химических веществ в зависимости от их практического использования.

3. От чего зависит эффект воздействия вещества?

4. Какова классификация вредных веществ по характеру воздействия на человека?

5. Типы комбинированного действия ядов.

6. Пути обезвреживания ядов в организме.

7. Дайте определения понятий «ПДК рабочей зоны», «ПДК среднесуточная», «ПДК максимально разовая».

8. Классификация вредных веществ по степени опасности.

2. Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции

Вентиляция – организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения избыточного количества тепла и снижение концентрации вредных примесей (газ, пар, пыль) за счет подачи в него свежего воздуха [6; 7].

По способу подачи в помещение свежего воздуха и удалению загрязненного системы вентиляции подразделяют на естественную, механическую и смешанную.

Естественная система вентиляции – это та, в которой перемещение воздушных масс осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания. Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание. При действии ветра на поверхностях здания образуется с подветренной стороны избыточное давление, на заветренной стороне – разряжение. Естественная вентиляция реализуется в виде инфильтрации и аэрации [3].

Механическая вентиляция – вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических возбудителей. Системы вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, аварийные, смешанные и системы кондиционирования. По способу подачи и удаления воздуха различают приточную, вытяжную, приточно-вытяжную системы вентиляции и системы с рециркуляцией [2; 3].

Работоспособность системы вентиляции определяется показателем кратности воздухообмена (K_в):

, (2.1)

где L – количество воздуха, поступающего в помещение в единицу времени, м³/ч; V_п – объем вентилируемого помещения, м³; K = (1/ч).

При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть в пределах от 1 до 10.

Методика расчета. При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяют из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливают по ГОСТ 12.1.005–88 (2004).

Потребный воздухообмен, необходимый для отвода излишнего количества теплоты, рассчитывается по формуле (м³ч) [5]

, (2.2)

где Q_изб – избыточное количество теплоты, кДж·ч; с – теплоемкость воздуха, с = 1,2 кДж/ кг·К; ρ – плотность воздуха, кг/м³; t_пр – температура приточного воздуха, ^оС; t_уд – температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне.

Расчетное значение температуры приточного воздуха зависит от географического расположения предприятия; в расчете рекомендовано ее принимать равной 22,3 ^оС. Температуру воздуха в рабочей зоне принимают на 3…5 ^оС выше расчетной температуры наружного воздуха.

Плотность воздуха, поступающего в помещение, имеет вид (кг/м³)

(2.3)

Избыточное количество теплоты, подлежащей удалению из производственного помещения, определяют по тепловому балансу (кДж/ч)

Q _изб = Q _пр – Q_расх, (2.4)

где ΣQ_пр – теплота, поступающая в помещение от различных источников, кДжч; ΣQ_расх – потеря теплоты через конструкции зданий, кДжч.

К основным источникам тепловыделений в производственных помещениях относятся:

– горячие поверхности оборудования (печи, сушильные камеры, трубопроводы и др.);

– оборудование с приводом от электродвигателей;

– солнечная радиация;

– персонал, работающий в помещении;

– различные остывающие массы (металл, вода и др.) [3].

Поскольку перепад температур воздуха внутри и снаружи здания в теплый период года незначительный (3…5 ^оС), то при расчете воздухообмена по избытку тепловыделений потери теплоты через конструкции зданий можно не учитывать. При этом некоторое увеличение воздухообмена благоприятно влияет на условия труда работающего персонала в наиболее жаркие дни теплого периода года.

С учетом изложенного, формула (2.4) принимает следующий вид:

Q_изб= ΣQ_пр. (2.5)

В настоящем расчетном задании избыточное количество теплоты определяется только с учетом тепловыделений электрооборудования и работающего персонала

ΣQ_пр = Q_э.о + Q_p, (2.6)

где Q_э.о – теплота, выделяемая при работе электродвигателей оборудования, кДж/ч; Q_p – теплота, выделяемая работающим персоналом, кДж/ч.

Теплота, выделяемая электродвигателями оборудования, рассчитывается по формуле

Q_э.о = 3 528 N. (2.7)

где – коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность его работы, режим работы. (β = 0,25…0,35); N – общая установочная мощность электродвигателей, кВт.

Теплота, выделяемая работающим персоналом, имеет вид

Q_p = n K_p, (2.8)

где n – число работающих человек; K_р – теплота, выделяемая одним человеком, принимается равной при легкой работе 300 кДж/ч, при работе средней тяжести 400 кДж/ч, при тяжелой работе 500 кДж/ч.

Расход приточного воздуха, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах (м³ч) [5]:

L₂ = G /(q_уд – q_пр), (2.9)

где G – количество выделяемых вредных веществ, мг/ч; q_уд – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, которая не должна превышать предельно допустимую, мг/м³, т. е. q_уд q_пдк; q_пр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³, находится по уравнению

q_пр 0,3 q_пдк. (2.10)

Для определения потребного воздухообмена L необходимо сравнить величины L₁ и L₂, рассчитанные по формулам (2.2) и (2.9) и выбрать наибольшую из них.

Кратность воздухообмена рассчитывается по выражению (1/ч)

К = L_max / V_c, (2.11)

где L_max – потребный воздухообмен, м³/ч; V_c – внутренний свободный объем помещения, м³.

Кратность воздухообмена помещений обычно составляет от 1 до 10 (большие значения для помещений со значительными выделениями теплоты, вредных веществ или небольших по объему).

Для машиностроительных и приборостроительных цехов рекомендуемая кратность воздухообмена составляет 1…3, для литейных, кузнечно-прессовых, термических цехов, химических производств около 3…10.