Аксиома о потенциальной опасности

3. При транспортировке щупов сенсоры должны быть обязательно закрыты защитным кожухом.

При нажатии кнопки «О» включается подсветка и на индикаторе появляются надписи со значениями температуры и влажности

Т.................°С,

Н.................%.

Если аккумуляторная батарея разряжена, надпись в верхней строке будет мигать с частотой (1-2) Гц. В этом случае необходимо выключить МЭС-200А, подключить внешний источник электропитания и произвести подзарядку аккумуляторов в течение 16 ч. О подключении источника электропитания сигнализирует светодиод на нижней торцевой стороне корпуса. Во время заряда МЭС-200А должен быть выключен. Установка режимов работы МЭС-200А осуществляется кнопками «П», «+», «-» в соответствии с циклограммами, представленными на рис. 7.8.

При нажатии кнопки «О» прибор переходит в режим измерения температуры и влажности. Для установки МЭС-200А в режим измерения давления необходимо нажать кнопку «П». При следующем нажатии кнопки «П» МЭС-200А возвращается в режим измерения температуры и влажности и т.д.

Для установки МЭС-200А в режим измерения скорости воздушного потока необходимо после нажатия кнопки «П» нажать кнопку «+» и выждать (2-3) мин до снятия показаний (интервал времени, необходимый для прогрева сенсора скорости воздушного потока).

При следующем нажатии кнопки «П» МЭС-200А устанавливается в режим измерения температуры и влажности и т.д.

В режиме измерения температуры и влажности (Т, Н) при нажатии кнопки «П» и сразу кнопки «-» младшему разряду единицы измерения температуры соответствует 0,01 °С.

В режиме измерения давления (Р) при нажатии кнопки «П» и сразу затем кнопки «-» младшему разряду единицы измерения давления соответствует 0,01 кПа и 0,1 мм рт. ст.

Подсветка матричного индикатора возникает каждый раз при нажатии кнопки «О» и затем любой другой кнопки и продолжается в течение ~ 10 с, а затем подсветка выключается. Для повторной подсветки следует нажать кнопку «+» или «-».

Если в процессе работы с МЭС-200А ни одна из кнопок не нажимается в течение ~ 5 мин, прибор автоматически выключается.

Примечания:

1) при измерении скорости воздушного потока в диапазоне от 0 до 5 м/с температура внутри измерительного щупа Щ-1 может возрастать на 2°С относительно температуры окружающей среды. Измерять температуру с нормированной погрешностью после измерения скорости воздушного потока можно через 10 мин;

2) при измерении скорости воздушного потока измерительный щуп Щ-1 должен быть ориентирован относительно направления воздушного потока таким образом, чтобы плоскость приемного окна сенсора скорости измерительного щупа была перпендикулярна направлению воздушного потока, при этом головка крепежного винта на щупе должна быть направлена в сторону потока.

3) схемы подключения МЭС-200А к персональному компьютеру по стандартным каналам связи RS-232С и RS-485, протоколы обмена и инструкция по работе с программой в среде операционной системы Windows находятся на дискете, поставляемой по специальному заказу в комплекте принадлежностей.

7.5 Работа со щупом измерительным Щ-2

Данный тип щупа предназначен для измерений ТНС-индекса. С этой целью собирают схему, представленную на рис. 7.7.

Подготовка к работе измерительного щупа Щ-2 осуществляется в следующей последовательности:

а) закрепить щуп измерительный температуры шара Тш на подставке, зафиксировав его стопорным винтом;

б) вставить резиновую втулку в отверстие черного шара;

в) черный шар с резиновой втулкой установить на щуп так, чтобы резиновая втулка плотно прижалась к выступу на щупе; при этом сенсор температуры щупа будет установлен в центре черного шара;

г) снять защитный кожух со щупа измерительного Щ-1.

При нажатии кнопки «О» на индикаторе появляются результаты измерения температуры (температура сухого термометра) и относительной влажности окружающей среды:

Т..................°С

Н..................%.

Если аккумуляторная батарея разряжена, надпись в верхней строке будет мигать с частотой (1-2) Гц. В этом случае необходимо выключить МЭС-200А, подключить источник электропитания ИЭС7-1203 к блоку электроники и произвести зарядку аккумуляторной батареи. Зарядка производится в течение 16 ч.

Установка режимов работы МЭС-200А осуществляется кнопками «П»,«+», «-» в соответствии с циклограммой, представленной на рис. 7.9.

При нажатии кнопки «П» МЭС-200А переходит в режим измерения давления. На индикаторе появляются надписи со значениями давления в кПа и мм рт.ст.

При следующем нажатии кнопки «П» МЭС-200А переходит в режим измерения ТНС-индекса и температуры влажного термометра ТВЛ. После следующего нажатия кнопки «П» прибор переходит в режим измерения температуры окружающей среды (температура сухого термометра) и температуры внутри черного шара ТШ. После очередного нажатия кнопки «П» он возвращается в режим измерения температуры и относительной влажности окружающего воздуха.

В режимах измерения температур Т, ТШ, ТВЛ, ТНС при нажатии кнопки «П» и сразу кнопки «-» младшему разряду единицы измерения соответствует 0,01°С.

В режиме измерения относительной влажности аналогично при нажатии кнопки «П» и сразу кнопки «-» младшему разряду единицы измерения влажности будет соответствовать 0,1 %.

В режиме измерения давления при нажатии кнопки «П» и сразу кнопки «-» младшему разряду единицы измерения давления будет соответствовать 0,01 кПа и 0,1 мм рт.ст.Температуру воздуха можно измерить любым термометром, погрешность измерения которым не превышает ±0,2°С. Для этой цели лучше использовать палочный термометр, у которого деления нанесены непосредственно на корпус, что обеспечивает получение результата с указанной точностью.

Современным автоматизированным прибором, для сертификационных исследований параметров микроклимата является монитор тепловой нагрузки 1219 (B & K, Дания). Это цифровой прибор с питанием от элементов типа 363 (6 шт.), который определяет все параметры: скорость движения, температуру и относительную влажность воздуха. На основе измерений в автоматическом режиме рассчитывает температурный индекс, с представлением результата как на ж-к дисплей, так и на внешнюю регистрирующую аппаратуру.

8. Измерение скорости воздушного потока

Для измерения скорости воздуха применяется широкий класс приборов - анемометры. Они выполняются механическими, электрическими и цифровыми. В настоящее время имеются комбинированные цифровые приборы. Одним из них является термоанемометр отечественного производства ТАМ-1 с диапазоном измерений скорости от 0,1 до 2,0 м/с, а анемометр testo-415 (Германия) имеет нижний предел измерения скоростного потока воздуха, близкий к нулю.

Механические и электрические анемометры в качестве рабочего устройства имеют крыльчатку или получашки. Нижний предел измеряемой скорости потока не ниже 0,2 м/с у крыльчатого и 2,5 м/с - у чашечного анемометров.

Крыльчатые анемометры (рис. 8.1) требуют ориентировки крыльчатки вдоль оси воздушного потока. При непостоянстве направлений воздушного потока, например в производственных условиях, пользоваться таким анемометром затруднительно.

Так как верхний предел скорости воздушного потока на рабочем месте в отдельных случаях составляет менее 0,1 м/с, не все из перечисленных анемометров подходят для сертификации этого параметра микроклимата.

Наиболее простым прибором для измерения скорости воздушного потока является кататермометр, принцип действия которого основан на интенсивности теплосъема с рабочей части движущимся воздухом. В силу этого его еще называют тепловым анемометром. Фактически - это обычный термометр, рабочая часть 4 которого имеет увеличенные размеры для снижения погрешности измерений за счет теплоотдачи капиляра 3 и верхнего резервуара 1 (рис. 8.3). Характеристикой прибора является фактор F [мкал*ч·c/см2].

Его величину определяют при изготовлении и наносят на корпус в районе верхнего резервуара 2.

Порядок применение кататермометра следующий:

1. Нижний резервуар нагревают на пару с тем, чтобы часть подкрашенного спирта перешла в верхний резервуар.

2. Размешают прибор в точке измерений и при снижении столбика спирта до отметки 38°С включают секундомер.

3. При достижении отметки 35°С секундомер останавливают.

Отметим, что средний интервал температур составляет 36,5°С и соответствует температуре тела здорового человека.

4. Выполняют рассчеты:

где F - фактор кататермометра; T - время падения столбика спирта между отметками 38,0°С и 35,0°С; t - температура воздуха в точке измерения, °С.

Задача определения скорости воздуха упрощается, если предварительно построить график (рис. 8.2). Как следует из приведенных выражений, график применим при любом значении фактора кататермометра. Диапазон измеряемых скоростей - от сотых долей до 0,5 м/с,

9. Измерение теплового облучения

Для измерений интенсивности теплового облучения применяют радиометры с углом видимости приемника не менее 160о и чувствительностью в инфракрасной и видимой областях спектра. Одним из них является радиометр Argus-03 (рис. 8.4). Это цифровой прибор с широким диапазоном измерений лучистой энергии. Его применение целесообразно на рабочем месте кузнеца, машиниста котельной установки, а также в помещениях теплопунктов.

Методы измерения и контроля этого параметра микроклимата аналогичны приемам при измерении температуры воздуха, а положение точек над уровнем пола указано в табл. 9.1.

Для измерения интенсивности теплового облучения (Вт/м2) может использоваться радиометр Argus-03 отечественного производства (рис. 9.1). Это - компактный прибор с батарейным питанием и углом видимости приемника не менее 160о.

Автоматизированные системы измерения ТНС-индекса (WBGT- индекса по международному стандарту ISO 7243) могут быть как одно-, так и многоканальные. Они позволяют измерять необходимые для расчета параметры параллельно в трех точках и выдавать результат на встроенный дисплей и/или на принтер.

Одноканальный комплект фирмы Брюль и Къер (Дания) показан на рис. 9.3. Комплект датчиков типа ММ 0030 включает шаровой термометр 1, сухой 2 и влажный 3 термометры. Влажный термометр имеет емкость, заполненную дистиллированной водой. Измерительный прибор, выполненный по компьютерной технологии, и выдает результат без вмешательства оператора.

Трехканальная конфигурация этого прибора позволяет определить ТНС-индекс, включая взвешенный показатель. Для этого достаточно перед измерениями задать режим работы измерительного прибора.

Блок схема 3-х канального комплекса приведена на рис. 9.5. Такая комплектация позволяет одновременно измерять значение WBGT-индекса в рассмотренных точках и рассчитывать взвешенный показатель

10. Проведение сертификационных испытаний

Порядок проведения испытаний рассмотренных параметров различных режимов воздушной среды установлен стандартом системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте СТ ССФЖТ ЦТ-ЦП 129-2002 СТ ССФЖТ ЦТ-ЦП 129-2002. Локомотивы, моторвагонный и специальный подвижной состав железных дорог. Кабины салоны, служебные и бытовые помещения. Методики испытаний по показателям систем обеспечения микроклимата. Разработан ВНИИЖГ МПС России.. Стандарт предусматривает оценку параметров микроклимата, как в кабине машиниста подвижного состава, так и в салонах и служебных помещениях при проведении сертификационных испытаний. Для реализации требований сертификации стандартом устанавлены методические требования по оценке следующих показателей (табл. 10.1):

1. коэффициента теплопередачи ограждений;

2. коэффициента герметичности;

3. эффективности системы подогрева;

4. эффективности системы охлаждения;

5. подпор воздуха (избыточное давление);

6. колическтво наружного воздуха, подаваемого в помещение (инфильтрация).

10.1 Сертификация показателя «Коэффициент теплопередачи ограждений»

Для поддержания оптимального температурного режима в кабине машиниста необходимо знать коэффициент теплопередачи ограждений:

где Q - тепловой поток

Установленные стандартом показатели должны измеряться в определенных точках в зависимости от сертифицируемого объекта. При этом объекты классифицируются по площади помещения: до 12 м2 и свыше. В обоих случаях точки располагаются в трех сечениях горизонтальной и вертикальной плоскостях. К первым относятся кабины машиниста, схема расположения точек измерения для которых показана на рис. 10.1.

Измеряемыми показателями являются:

· мощность электрообогревателей, кВА;

· температура воздуха, °С

ѕ в помещении объемом до 12 м3 в 9-ти точках, а при объеме более 12 м3 - в 18 точках;

ѕ в цехе с двух сторон от объекта на уровне 1,5 м от пола;

· площадь ограждения (внутренняя и внешняя).

Порядок проведения испытаний

Испытываемый объект (например, локомотив) устанавливают в помещении и прогревают до температуры окружающего воздуха. Затем в кабине размещают электрообогреватели мощностью 0,8-1,0 кВт в расчете на каждые 10 м3 помещения.

Внутри кабины равномерно размещают в 9-18 точках (в зависимости от объема) термодатчики измерительной аппаратуры по схеме (рис.10.1 и 10.2). Собирают измерительный комплекс температур и расхода электроэнергии.

Процесс испытания делят на два периода - период предварительного прогрева кабины и период непосредственного проведения измерений при достижении стационарного температурного режима. Продолжительность прогрева помещения должна составлять не менее 8-12 часов. В этот период ведут запись всех температур с целью определения момента выхода на стационарный режим.

Когда изменение показаний термодатчиков изменяются в пределах 1,0°С, начинают регистрацию показаний всех приборов с интервалом 15 мин в течение 1-2 часа.

Обработка результатов

Средний коэффициент теплопередачи ограждения К вычисляют по формуле (Вт/м2·К):

К= , (1)

где Q - тепловой поток, проходящий через ограждение помещения, Вт,

Q= I·U, Вт (2)

где I, U - соответственно, ток А и напряжение В в цепи питания электрообогревателей; tср - средний перепад температур воздуха в испытываемом помещении относительно наружного (в депо), оС;

tср = tвн -tн,; (3)

где j - точка замера; tj - температура воздуха в j-ой точке помещения; m - количество точек измерения; n - количество измерений по времени при установившемся температурном режиме.

Погрешность испытаний

Точность полученного путем вычислений среднего коэффициента теплопередачи ограждений помещения выражается интервалом, в котором с вероятностью 0,95 находится искомый результат, т.е.

Р = (К - К К К + К) = 0,95, (7)

где р - надежность получения результата, Р= 95% (0,95); К - средний коэффициент теплопередачи ограждений помещения из n измерений:

n - количество повременных измерений, идущих в зачет; ki - результат вычисления коэффициента теплопередачи в каждый момент времени; К - доверительный интервал:

t,n-1 - коэффициент Стьюдента, который зависит от объема выборки (n) и доверительной вероятности (p=1-); SK - среднеквадратическое отклонение результата вычисления коэффициента теплопередачи ограждений помещения:

St - суммарное среднеквадратическое отклонение результата перепада температур воздуха в помещении относительно наружного;

S?t - систематическая погрешность прибора по измерению температуры; S?t - случайная погрешность измерения

SF - суммарное среднеквадратическое отклонение результата измерений средней площади ограждения помещения:

С - погрешность одного линейного измерения; m - количество линейных измерений; SQ - суммарное среднеквадратическое отклонение результата измерения мощности электрообогревателя, установленного в помещении;

S'Q - систематическая погрешность измерительного прибора:

Qвп - верхний предел измерения прибора; Кл - класс точности измерительного прибора; Qi - результат повременного измерения

В случае, если погрешность испытаний превышает приписанную методике испытаний 0,05 Вт/м2·К, испытания проводят повторно.

Средний коэффициент теплопередачи ограждений помещения оценивают удовлетворительно, если он меньше или равен нормативному значению. В противном случае его оценивают неудовлетворительно.

10.2 Сертификация показателя "Эффективность системы подогрева помещений"

При сертификации показателя эффективности подогрева помещения оценивают следующие параметры:

· максимальный перепад температур в помещении относительно наружной при максимально отрицательной наружной температуре tmax, заданной ТУ, оС;

· время достижения заданной температуры воздуха в помещении при заданной ТУ наружной температуре , мин;

· точность поддержания температуры воздуха в помещении, t, 0С.

Время достижения заданной температуры определяют при включении системы отопления на максимальную мощность при испытаниях на стоянке.

Эффективность системы отопления измеряют в диапазоне отрицательных наружных температур и заданной постоянной скорости движения объекта:

· для локомотивов и МВПС с конструкционной скоростью;

· для самоходного СПС с конструкционной скоростью и на стоянке;

· для несамоходного СПС - на стоянке.

В случае невозможности проведения испытаний при конструкционной скорости допускается проводить испытания при другой постоянной скорости с последующим расчетом на условия, заданные ТУ.

Окна и двери в помещении должны быть закрыты, устройство подачи наружного воздуха должно работать с номинальной производительностью, а скорость ветра не должна превышать 7 м/с.

В случае жидкостной системы отопления объекта температура охлаждающей жидкости двигателя должна поддерживаться на уровне, предусмотренном ТУ.

Система отопления должна быть включена на максимальную производительность. При отрицательных наружных температурах, близких к 0оС, допускается проводить испытания на частичной мощности системы отопления. Полученный результат пересчитывают.

Приняты следующие показатели оценки сертифицируемого параметра:

· температура наружного воздуха в одной точке на уровне нижней кромки окна помещения, оС;

· температура воздуха в помещении на уровне 1,5 м от пола, оС:

ѕ в кабине - в одной точке в центре (рис. 10.1);

ѕ в помещениях, площадью от 5 до 10 м2 - в 2-4 точках (рис. 10.1);

ѕ в салоне вагона - в шести точках (рис. 10.2);

· скорость ветра снаружи на уровне 1,5 м от земли на открытом пространстве, м/с;

· скорость движения транспортного средства, км/ч;

· время нагрева до заданной температуры, мин.

Точность приборов должна быть не хуже:

Параметр

Прибор

Погрешность

Температуру воздуха

Цифровой или аналоговый

термометр

не более 0,50С

Скорость движения объекта

Штатный скоростемер

5 км/ч

Скорость ветра

Анемометр

0,3 м/с

Время

Секундомер

1 с

Средства измерения должны быть поверены в установленном порядке и иметь действующие свидетельства о поверке.

Порядок проведения испытаний

1. Определение времени достижения заданной температуры выполняют в следующей последовательности:

· закрывают окна, двери и другие вентиляционные проемы (в т.ч. закрывают дефлекторы и перекрывают подачу наружного воздуха системой принудительной вентиляции);

· включают систему отопления на максимальную мощность;

· фиксируют время включения системы отопления и время достижения заданной нормируемой температуры в помещении.

2. Определение эффективности системы отопления проводят в следующем порядке:

· измеряют скорость ветра;

· устанавливают постоянную производительность системы отопления и фиксируют положение переключателя (максимальная/минимальная, I, II и т.д. ступени);

· в случае испытаний системы отопления, использующей тепло дизеля, устанавливают постоянный тепловой режим дизеля в соответствии с ТУ;

· устанавливают постоянную скорость движения испытуемого объекта в соответствии;

· измеряют температуру воздуха в помещении в заданных точках;

· зачетное измерение температур воздуха проводят через 3 ч после включения системы отопления не менее 3-х раз через 15 мин. В случае открывания окон или дверей по технологическим причинам измерение температур проводят через 15 минут после закрывания проемов.

Обработка результатов.

По полученным результатам строят зависимость (рис.10.3):

где t= tвн - tн , оС; tвн - средняя температура в помещении, оС

где ti и tj - температуры воздуха в точках измерения; n - количество точек измерений по площади помещения; m - количество циклов испытаний, m =3; tн - наружная температура, оС.

Перепад температур в помещении является линейной функцией наружной температуры, параметры которой устанавливаются методом наименьших квадратов (МНК) в виде:

По полученной зависимости вычисляют перепад температур при наружной температуре, заданной ТУ.

Точностью поддержания температуры воздуха в помещении °С является отклонение от средней температуры за период измерения:

где tmax, tmin - максимальная и минимальная температура в одной точке (геометрический центр помещения) на высоте 1,5 м от пола.

Полученные результаты заносят в табл. П3, которая является приложением к протоколу испытаний.

Расчет погрешности измерений

Оценку погрешности испытаний производят в соответствии с выражением:

р(Y1 - dy Y Y2 + dy) =0,95

т.е. р(t1-d(t) t t2+d(t)=0,95,

где p=0,95 - уровень достоверности полученного результата;

dy= d(t) - доверительный интервал:

где y - среднеквадратическая погрешность результата; m, c - среднеквадратическая погрешность коэффициентов уравнения; t,n-1 - коэффициент Стьюдента, который зависит от объема выборки (n) и заданной доверительной вероятности p= 1-;

Допустимая погрешность испытаний составляет 3,5оС.

10.3 Сертификация показателя "Эффективность системы охлаждения помещений"

При сертификации показателя эффективности охлаждения помещения оценивают следующие параметры При испытаниях системы охлаждения в помещении допускают наличие, кроме бригады, двух испытателей.:

· максимальный перепад температур в помещении относительно наружной при максимально положительной наружной температуре, заданной ТУ, tТУ, оС;

· время достижения заданной температуры воздуха в помещении при заданной ТУ наружной температуре, ТУ, мин;

· точность поддержания температуры воздуха в помещении, t, 0С.

Перечисленные параметры определяются в следующих режимах:

· систему вентиляции вагона испытывают без нагрузки и пассажиров.

· систему охлаждения испытывают на стоянке.

· систему вентиляции испытывают в движении с эксплуатационными скоростями.

Испытания проводят при температурах наружного воздуха выше плюс 20оС в период максимальной солнечной радиации (12-16 ч местного времени) в отсутствие облачности и осадков.

В процессе испытаний измеряют следующие показатели вне зоны прямого попадания солнечной радиации:

· температура воздуха, оС:

ѕ снаружи в тени вблизи объекта испытаний на уровне 1,5 м от поверхности земли;

ѕ в кабине в 2-х точках на уровне 1,5 м от пола (рис. 10.6);

а) кабина машиниста

ѕ в служебном помещении в 2-4 точках на уровне 1500 мм от пола (рис. 10.6);

ѕ в салоне в 3-х поясах слева и справа на уровне 1500 мм от пола (рис. 10.7).

· скорость воздуха снаружи вблизи объекта испытаний на уровне 1,5 м от поверхности земли, м/с.

· скорость движения объекта испытаний, км/ч.

Приборы должна обеспечивать точность измерений не хуже, указанных в таблице:

Параметр

Прибор

Погрешность

Температуру воздуха

Цифровой или аналоговый

термометр

не более 0,50С

Скорость движения объекта

Штатный скоростемер

5 км/ч

Время

Секундомер

1 с

Средства измерения должны быть поверены в установленном порядке и иметь действующие свидетельства о поверке.

Порядок проведения испытаний

1. Испытание эффективности системы охлаждения, принудительной и естественной вентиляции производят в следующем порядке:

· Определяют скорость ветра.

· Устанавливают систему охлаждения и принудительной вентиляции в режим максимальной мощности (ручное управление), систему естественной вентиляции - на максимальную производительность (открыты все вентиляционные проемы).

· Устанавливают режим работы объекта испытания:

ѕ стоянка;

ѕ движение с постоянной скоростью.

· Проведение измерений температур воздуха в помещении:

ѕ при наличии кондиционера замеры температуры производят с момента включения системы и фиксируют время достижения заданной температуры;

ѕ при испытаниях принудительной или естественной вентиляции.

Зачетное испытание начинают с момента установления постоянства температур в помещении. Зачетные замеры производят в количестве не менее трех с интервалом 15-30 минут.

Указанные испытания проводятся при трех значениях наружной температуры в диапазоне 20-40оС.

Обработка результатов измерений

Определение эффективности системы охлаждения, принудительной и естественной вентиляции.

Для определения эффективности системы охлаждения, принудительной и естественной вентиляции проводят измерение температур воздуха в помещении, находят среднюю температуру в помещении и перепад температур в помещении относительно наружной.

По полученным данным строят зависимость t=f(tн) (рис.10.8), которая позволяет вычислить перепад температур в помещении относительно наружной при любой наружной в диапазоне летних температур.

Перепад температур в помещении для системы охлаждения, принудительной и естественной вентиляции выражается зависимостью:

t =А·tн + В

где А, В - коэффициенты, характеризующие систему теплозащиты и эффективности кондиционера принудительной и естественной вентиляции.

Эффективность системы охлаждения, принудительной и естественной вентиляции оценивается перепадом температур t:

t=tвн -tн ,

где tвн - средняя температура в помещении, оС; tн - температура наружного воздуха, оС.

Построение зависимости перепада температур в помещении относительно наружной температуры.

Зависимость t =f(tн) должна быть линейного вида:

y= mx + c;

m= ; c= - m ; =

D= 2; = ;

где y - перепад температур воздуха в помещении относительно наружной, t, оС; x - температура наружного воздуха, tн, оС; m - угол наклона функции к оси абсцисс, ?; c - значение функции при наружной температуре 0оС, В, оС; n - количество измерений при различных наружных температурах; i - i-ое измерение.

Оценка погрешности измерения производится в соответствии с выражением:

P(Y1 - dy Y Y2 + dy) =0,95

т.е. P(t1-d(t) t t2+d(t)=0,95;

dy= d(t)= t,n-1, y =

где p=0,95 - уровень достоверности полученного результата; dy= d(t) - доверительный интервал; y - среднеквадратическая погрешность результата; m, c - среднеквадратические погрешности коэффициентов уравнения; t,n-1 - коэффициент Стьюдента, который зависит от объема выборки (n) и заданной доверительной вероятности р= 1-;

(m)2 = ; di =yi - yi; (c)2 = ( + ) ,

где yi- значение функции в i-той точке

Время охлаждения помещения (мин) при условиях, заданных в ТУ, определяют по формуле:

где Ро - мощность системы кондиционирования, кВт; К - коэффициент теплопередачи помещения, Вт/м2К; F - средняя площадь ограждения помещения, м2; tпо, tпф - перепад температур в помещении относительно наружной при условиях, заданных ТУ, в начальный момент и при достижении нормируемой температуры, оС;

tпоТУ=tпо- tнТУ; tпфТУ= tпф-tнТУ,

где tпо, tпф - температура воздуха в помещении, соответственно в начальный момент измерений и в момент времени , оС; tнТУ- температура наружного воздуха, заданная в ТУ, оС; сэ - эффективная теплоемкость помещения, Дж/К.

По результатам испытаний определяют эффективную теплоемкость помещения сэ, Дж/К:

где физм - измеренное время охлаждения помещения до заданной температуры при наружной температуре на момент испытаний, мин; tпоизм, tпфизм - измеренные перепады температур в помещении относительно наружной, соответственно в начальный момент и при достижении нормируемой температуры, оС;

tпоизм= tнизм- tпоизм; tпфизм= tнизм - tпфнорм,

где tпоизм - температура воздуха в помещении в начальный момент измерений, оС; tпфнорм - заданная температура воздуха в помещении, оС; tнизм - температура наружного воздуха при испытаниях, оС.

Точностью поддержания температуры воздуха в помещении является отклонение от средней температуры за период измерения:

где tmax, tmin - максимальная и минимальная температура в геометрическом центре помещения на высоте 1,5 м от пола.

Оценка полученных результатов

Эффективность системы охлаждения помещения оценивают удовлетворительно, если создаваемый ею перепад температур в диапазоне расчетных температур по ТУ не менее нормируемого время достижения заданной температуры ф и точность поддержания температуры воздуха (при наличии системы автоматического регулирования) соответствуют нормативным значениям.

В случае если хотя бы один показатель не соответствует нормативным значениям, ее оценивают неудовлетворительно.

Приложение

Мощность

системы

отопления

Q, кВт Скорость движения

V, км/ч Наружная

температура

tн, °C Измеряемая

внутренняя

температура

Tк, °C Измеренный

перепад

t, °C Расчетные условия,

заданные ТУ

(°С; км/ч)

Перепад

t, °C Температура в кабине

tк, °С

6. Вредные вещества: классификация, факторы, влияющие на их токсичность. Наиболее распространенные промышленные яды. Методы борьбы с отравлениями.

Введение

На человека в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать вредные (вызывающие заболевания) производственные факторы. Вредные производственные факторы подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизиологические. Вредными для здоровья физическими факторами являются: повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; высокие влажность и скорость движения воздуха; повышенные уровни шума, вибрации, ультразвука и различных излучений - тепловых, ионизирующих, электромагнитных, инфракрасных и др. К вредным физическим факторам относятся также запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; недостаточная освещенность рабочих мест, проходов и проездов; повышенная яркость света и пульсация светового потока.

Химические вредные производственные факторы по характеру действия на организм человека подразделяются на следующие подгруппы: общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие (вызывающие аллергические заболевания), канцерогенные (вызывающие развитие опухолей), мутагенные (действующие на половые клетки организма). В эту группу входят многочисленные пары и газы: пары бензола и толуола, окись углерода, сернистый ангидрид, окислы азота, аэрозоли свинца и др., токсичные пыли, образующиеся, например, при обработке резанием бериллия, свинцовистых бронз и латуней и некоторых пластмасс с вредными наполнителями. К этой группе относятся агрессивные жидкости (кислоты, щелочи), которые могут причинить химические ожоги кожного покрова при соприкосновении с ними. К биологическим вредным производственным факторам относятся микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и макроорганизмы (растения и животные), воздействие которых на работающих вызывает заболевания. К психофизиологическим вредным производственным факторам относятся физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов слуха, зрения и др.). Уровни воздействия на работающих вредных производственных факторов нормированы предельно-допустимыми уровнями, значения которых указаны в соответствующих стандартах системы стандартов безопасности труда и санитарно-гигиенических правилах.

Предельно допустимое значение вредного производственного фактора - это предельное значение величины вредного производственного фактора, воздействие которого при ежедневной регламентированной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводит к снижению работоспособности и заболеванию как в период трудовой деятельности, так и к заболеванию в последующий период жизни, а также не оказывает неблагоприятного влияния на здоровье потомства.

Классификация вредных веществ и пути их поступления в организм человека

Нерациональное применение химических веществ, синтетических материалов неблагоприятно влияет на здоровье работающих. Вредное вещество (промышленный яд), попадая в организм человека во время его профессиональной деятельности, вызывает патологические изменения. Основными источниками загрязнения воздуха производственных помещений вредными веществами могут являться сырье, компоненты и готовая продукция. Заболевания, возникающие при воздействии этих веществ, называют профессиональными отравлениями (интоксикациями1).

По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

1-й - вещества чрезвычайно опасные;

2-й - вещества высокоопасные;

3-й - вещества умеренно опасные;

4-й - вещества малоопасные.

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в таблице.

Наименование Норма для класса опасности показателя 1-го 2-го 3-го 4-го Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/куб.м

Менее 0,1 0,1-1,0 1,1-10,0

Более 10,0 Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг Менее 15 15-150 151-5000 Более 5000 Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг Менее 100 100-500 501-2500 Более 2500 Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/куб.м Менее 500 500-5000 5001-50000 Более 50000 Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) Более 300 300-30 29-3 Менее 3 Зона острого действия Менее 6,0 6,0-18,0 18,1-54,0 Более 54,0 Зона хронического действия Более 10,0 10,0-5,0 4,9-2,5 Менее 2,5 Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности2.

Токсические вещества поступают в организм человека через дыхательные пути (ингаляционное проникновение), желудочно-кишечный тракт и кожу. Степень отравления зависит от их агрегатного состояния (газообразные и парообразные вещества, жидкие и твердые аэрозоли) и от характера технологического процесса (нагрев вещества, измельчение и др.). Преобладающее большинство профессиональных отравлений связано с ингаляционным проникновением в организм вредных веществ, являющимся наиболее опасным, так как большая всасывающая поверхность легочных альвеол, усиленно омываемых кровью, обусловливает очень быстрое и почти беспрепятственное проникновение ядов к важнейшим жизненным центрам. Поступление токсических веществ через желудочно-кишечный тракт в производственных условиях наблюдается довольно редко. Это бывает из-за нарушения правил личной гигиены, частичного заглатывания паров и пыли, проникающих через дыхательные пути, и несоблюдения правил техники безопасности при работе в химических лабораториях. Следует отметить, что в этом случае яд попадает через систему воротной вены в печень, где превращается в менее токсические соединения.

Вещества, хорошо растворимые в жирах и липоидах, могут проникать в кровь через неповрежденную кожу. Сильное отравление вызывают вещества, обладающие повышенной токсичностью, малой летучестью, быстрой растворимостью в крови. К таким веществам можно отнести, например, нитро- и аминопродукты ароматических углеводородов, тетраэтилсвинец, метиловый спирт и др. Токсические вещества в организме распределяются неодинаково, причем некоторые из них способны к накоплению в определенных тканях. Здесь особо можно выделить электролиты, многие из которых весьма быстро исчезают из крови и сосредоточиваются в отдельных органах. Свинец накапливается в основном в костях, марганец - в печени, ртуть - в почках и толстой кишке. Естественно, что особенность распределения ядов может в какой-то мере отражаться и на их дальнейшей судьбе в организме.

Вступая в круг сложных и многообразных жизненных процессов, токсические вещества подвергаются разнообразным превращениям в ходе реакций окисления, восстановления и гидролитического расщепления. Общая направленность этих превращений характеризуется наиболее часто образованием менее ядовитых соединений, хотя в отдельных случаях могут получаться и более токсические продукты (например, формальдегид при окислении метилового спирта)3. Выделение токсических веществ из организма нередко происходит тем же путем, что и поступление. Нереагирующие пары и газы частично или полностью удаляются через легкие. Значительное количество ядов и продукты их превращения выделяются через почки. Определенную роль для выделения ядов из организма играют кожные покровы, причем этот процесс в основном совершают сальные и потовые железы. Необходимо иметь в виду, что выделение некоторых токсических веществ возможно в составе женского молока (свинец, ртуть, алкоголь). Это создает опасность отравления грудных детей. Поэтому беременных женщин и кормящих матерей следует временно отстранять от производственных операций, выделяющих токсические вещества.

Токсическое действие отдельных вредных веществ может проявляться в виде вторичных поражений, например, колиты при мышьяковых и ртутных отравлениях, стоматиты при отравлениях свинцом и ртутью и т. д. Опасность вредных веществ для человека во многом определяется их химической структурой и физико-химическими свойствами. Немаловажное значение в отношении токсического воздействия имеет дисперсность проникающего в организм химического вещества, причем, чем выше дисперсность, тем токсичнее вещество. Условия среды могут либо усиливать, либо ослаблять его действие. Так, при высокой температуре воздуха опасность отравления повышается; отравления амидо- и нитросоединением бензола, например, летом бывают чаще, чем зимой. Высокая температура влияет и на летучесть газа, скорость испарения и т. д. Установлено, что влажность воздуха усиливает токсичность некоторых ядов (соляная кислота, фтористый водород).

Классификация токсических веществ

В классификации по токсическому (вредному) эффекту воздействия на организм человека химические вещества разделяют на общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию.

Общетоксические химические вещества (углеводороды, сероводород, синильная кислота, тетраэтилсвинец) вызывают расстройства нервной системы, мышечные судороги, влияют на кроветворные органы, взаимодействуют с гемоглобином крови.

Раздражающие вещества (хлор, аммиак, оксид азота, фосген, сернистый газ) воздействуют на слизистые оболочки и дыхательные пути.

Сенсибилизирующие вещества (антибиотики, соединения никеля, формальдегид, пыль и др.) повышают чувствительность организма к химическим веществам, а в производственных условиях приводят к аллергическим заболеваниям.

Канцерогенные вещества (бензпирен, асбест, никель и его соединения, окислы хрома) вызывают развитие всех видов раковых заболеваний.

Химические вещества, влияющие на репродуктивную функцию человека (борная кислота, аммиак, многие химические вещества в больших количествах), вызывают возникновение врожденных пороков развития и отклонений от нормального развития у потомства, влияют на внутриутробное и послеродовое развитие потомства.

Мутагенные вещества (соединения свинца и ртути) оказывают воздействие на неполовые (соматические) клетки, входящие в состав всех органов и тканей человека, а также на половые клетки. Мутагенные вещества вызывают изменения (мутации) в генотипе человека, контактирующего с этими веществами. Число мутаций увеличивается с дозой, и если мутация возникла, она носит стабильный характер и передается из поколения в поколение в неизмененном виде. Такие индуцированные химическими веществами мутации носят ненаправленный характер. Их груз вливается в общий груз спонтанных и ранее накопленных мутаций. Генетические эффекты от мутагенных факторов носят отсроченный и длительный характер. При воздействии на половые клетки мутагенное влияние сказывается на последующих поколениях, иногда в очень отдаленные сроки.

Вредное биологическое действие химических веществ начинается с определенной пороговой концентрации. Для количественной оценки вредного воздействия на человека химического вещества используются показатели, характеризующие степень его токсичности. К таким показателям относятся средняя смертельная концентрация вещества в воздухе (ЛК50); средняя смертельная доза (ЛД50); средняя смертельная доза при нанесении на кожу (ЛДК50); порог острого действия (LimО.Д); порог хронического действия (LimХ.Д); зона острого действия (ZО.Д); зона хронического действия (Z Х.Д), предельно допустимая концентрация.

Гигиеническое нормирование, т. е. ограничение содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до предельно допустимых концентраций (ПДКрз) применяют для ограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ. В связи с тем, что требование полного отсутствия промышленных ядов в зоне дыхания работающих часто невыполнимо, особую значимость приобретает гигиеническая регламентация содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГН 2.2.5.1313-03 “Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны”, ГН 2.2.5.1314-03 “Ориентировочные безопасные уровни воздействия”).

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКРЗ) -- концентрация вещества, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или другой продолжительности, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

ПДКРЗ, как правило, устанавливают на уровне в 2-3 раза более низком, чем порог хронического действия. При выявлении специфического характера действия вещества (мутагенного, канцерогенного, сенсибилизирующего) ПДКРЗ снижают в 10 раз и более.

Влияние вредных веществ на организм человека

По характеру развития и длительности течения различают две основные формы профессиональных отравлений - острые и хронические интоксикации. Острая интоксикация наступает, как правило, внезапно после кратковременного воздействия относительно высоких концентраций яда и выражается более или менее бурными и специфическими клиническими симптомами. В производственных условиях острые отравления чаще всего связаны с авариями, неисправностью аппаратуры или с введением в технологию новых материалов с малоизученной токсичностью. Хронические интоксикации вызваны поступлением в организм незначительных количеств яда и связаны с развитием патологических явлений только при условии длительного воздействия, иногда определяющегося несколькими годами5. Большинство промышленных ядов вызывают как острые, так и хронические отравления. Однако некоторые токсические вещества обычно обусловливают развитие преимущественно второй (хронической) фазы отравлений (свинец, ртуть, марганец). Помимо специфических отравлений токсическое действие вредных химических веществ может способствовать общему ослаблению организма, в частности снижению сопротивляемости к инфекционному началу. Например, известна зависимость между развитием гриппа, ангины, пневмонии и наличием в организме таких токсических веществ, как свинец, сероводород, бензол и др. Отравление раздражающими газами может резко обострить латентный туберкулез и т. д.

Развитие отравления и степень воздействия яда зависят от особенностей физиологического состояния организма. Физическое напряжение, сопровождающее трудовую деятельность, неизбежно повышает минутный объем сердца и дыхания, вызывает определенные сдвиги в обмене веществ и увеличивает потребность в кислороде, что сдерживает развитие интоксикации. Чувствительность к ядам в определенной мере зависит от пола и возраста работающих. Установлено, что некоторые физиологические состояния у женщин могут повышать чувствительность их организма к влиянию ряда ядов (бензол, свинец, ртуть). Бесспорна плохая сопротивляемость женской кожи к воздействию раздражающих веществ, а также большая проницаемость в кожу жирорастворимых токсических соединений. Что касается подростков, то их формирующийся организм обладает меньшей сопротивляемостью к влиянию почти всех вредных факторов производственной среды, в том числе и промышленных ядов.

Воздействие вредных химических веществ на человека. ПДК

Вредные химические вещества способны проникать в организм человека тремя путями: через дыхательные пути (основной путь), а также через кожу и с пищей, если человек принимает ее, находясь на рабочем месте. Действие этих веществ следует рассматривать как воздействие опасных или вредных производственных факторов, так как они оказывают негативное (токсическое) действие на организм человека, в результате которого у человека возникает отравление -- болезненное состояние, тяжесть которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вредного вещества.

Существуют различные классификации вредных веществ, в зависимости от их действия на человеческий организм. В соответствии с наиболее распространенной (по Е.Я. Юдину и С.В. Белову) классификацией вредные вещества делятся на шесть групп: общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную (детородную) функцию человеческого организма.

Общетоксические химические вещества (углеводороды, спирты, анилин, сероводород, синильная кислота и ее соли, соли ртути, хлорированные углеводороды, оксид углерода) вызывают расстройства нервной системы, мышечные судороги, нарушают структуру ферментов, влияют на кроветворные органы, взаимодействуют с гемоглобином.

Раздражающие вещества (хлор, аммиак, диоксид серы, туманы кислот, оксиды азота и др.) воздействуют на слизистые оболочки, верхние и глубокие дыхательные пути.

Сенсибилизирующие вещества (органические азокрасители, диметиламиноазобензол и другие антибиотики) повышают чувствительность организма к химическим веществам, а в производственных условиях приводят к аллергическим заболеваниям.

Канцерогенные вещества (асбест, нитроазосоединения, ароматические амины и др.) вызывают развитие всех видов раковых заболеваний. Этот процесс может быть отдален от момента воздействия вещества на годы, и даже десятилетия.

Мутагенные вещества (этиленамин, окись этилена, хлорированные углеводороды, соединения свинца и ртути и др.) оказывают воздействие на неполовые (соматические) клетки, входящие в состав всех органов и тканей человека, а также на половые клетки (гаметы). Воздействие мутагенных веществ на соматические клетки вызывают изменения в генотипе человека, контактирующего с этими веществами. Они обнаруживаются в отдаленном периоде жизни и проявляются в преждевременном старении, повышении общей заболеваемости, злокачественных новообразований. При воздействии на половые клетки мутагенное влияние сказывается на последующее поколение. Это влияние оказывают радиоактивные вещества, марганец, свинец и т.д.

Химические вещества, влияющие на репродуктивную функцию человека (борная кислота, аммиак, многие химические вещества в больших количествах), вызывают возникновение врожденных пороков развития и отклонений от нормальной структуры у потомства, влияют на развитие плода в матке и послеродовое развитие и здоровье потомства.

Основные методы защиты от вредных веществ на химически опасных предприятиях заключаются:

1. В исключении или снижении поступления вредных веществ в рабочую зону и в определенную среду.

2. В применении технологических процессов, исключающих образование вредных веществ (замена пламенного нагрева электрическим, герметизация, применение экобиозащитной техники).

Один из способов защиты человека от воздействия вредных веществ является нормирование, или установление ПДК - предельно - допустимой концентрации, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего стажа не вызывает заболеваний или нарушений здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Различают максимально разовые (воздействующие в течение 20 минут), среднесменные и среднесуточные ПДК. Для веществ с неустановленными ПДК временно вводятся ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ), которые должны пересматриваться через 3 года с учетом накопленных данных или заменяться ПДК. При этом используется:

1) ПДК рабочей зоны (рабочая зона - пространство, ограниченное предприятием сверху).

2) ПДК для атмосферного воздуха селитебной зоны (ПДК средняя суточная).

Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в воздухе рабочей зоны

К основным способам защиты населения от химически опасных веществ в чрезвычайных ситуациях относятся:

1. Индивидуальные средства защиты: средства защиты органов дыхания, средства защиты кожи, средства профилактики и экстренной помощи.

1.1. Средства защиты органов дыхания: фильтрующие противогазы, изолирующие противогазы, респираторы противогазовые.

1.2. Средства зашиты кожи: специальные (изолированные (воздухонепроницаемые) фильтрующие (воздухопроницаемые)), подручные.

1.3. Средства профилактики и экстренной помощи: индивидуальные аптечки, индивидуальный противохимический пакет, индивидуальный перевязочные пакет

2. Укрытие людей в защитных сооружениях.

3. Рассредоточение и эвакуация.

Эффективность использования средств защиты в условиях чрезвычайных ситуаций определяется их постоянной технической готовностью к применению, а также высокой степенью обученности персонала объекта и населения. Первым мероприятием в системе защиты персонала и населения в аварийной ситуации принято считать прогнозирование аварийной химической обстановки и оповещение людей об опасности поражения. Вторым по степени важности мероприятием является использование средств и способов индивидуальной и коллективной защиты. В качестве обеспечивающего защиту мероприятия выступает химическая разведка и химический контроль.

Заключение

Человеческий организм состоит из химических соединений, химических элементов, и окружающая его среда, живая и неживая, также состоит из химических соединений и элементов. Жизнь всего живого на планете сопровождается перемещением и превращениями веществ. Но вещества в природе должны находиться в определенном месте и в определенном количестве и перемещаться с определенной скоростью. При нарушении пределов, случайном, непреднамеренном или искусственно вызванном, возникают серьезные нарушения в функционировании природных объектов и систем или в жизни человека.

Проблема влияния веществ на живые организмы насчитывает более чем тысячелетнюю историю. Вглубь веков уходят предания о встречах людей с ядовитыми растениями и животными, об использовании ядов для охоты, в военных целях, в религиозных культах и т.п. Учение о вредном действии веществ на организм человека разрабатывали Гиппократ (около 460-377 г г. до н.э.), Гален (около 130-200 г г.), Парацельс (1493-1541 г г.), Рамацзини (1633-1714 г г.).

Развитие химии в XVIII-XIX веках дало новый толчок развитию учения о ядах, потерявших к тому времени свое мистическое значение. Это учение начало опираться на знание строения и свойств вещества. Научно-техническая и промышленная революция ХХ века сделала проблему воздействия веществ на живые объекты особенно актуальной. Научная и хозяйственная деятельность человека привела в настоящее время к воздействию на человека и окружающую среду миллионов химических соединений, многие из которых раньше были несвойственны нашей биосфере.

Следует отметить, что факторы вредного воздействия хозяйственной деятельности на человека и окружающую среду бывают разнообразными. Можно выделить три группы факторов воздействия: физические, химические и биологические. По этому же принципу классифицируются загрязнения и загрязнители. К физическим относятся механические, тепловые, шумовые, радиационные; к биологическим - микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.

...