Дослідження метерологічних умов на робочих місцях МЕТА РОБОТИ - ознайомлення з приладам й методами контролю метеорологічних умов на виробництві.
ТЕОРЕТИЧНИЙ ВСТУП До показників, які характеризують метеорологічні умови (мікроклімат належать: температура, відносна вологість, швидкість руху повітря, теплої випромінювання. Усі ці фактори мають великий вплив на перебіг життєвих процесів організмі людини. Параметри мікроклімату можуть змінюватися в широка межах, і тим самим викликають зміни в системі і органах людини, які приймають участь у процесі терморегуляції організму - в системах кровообіг потовиділення, нервовій системі. Значні відхилення окремих фактор: мікроклімату може бути причиною фізіологічних зсувів, а в деяких випадках патологічних станів і професійних захворювань. Основу профілактики негативного впливу виробничого мікроклімату І організм людини складає його нормування. Норми виробничого мікроклімату регламентуються ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". Цей ГОСТ передбачає наявність оптимальних та допустимих параметр мікроклімату. Оптимальні показники розповсюджуються на всю робочу зону забезпечують відчуття комфорту. Допустимі показники встановлюють диференційно для постійних і непостійних робочих місць, і тільки у випадках коли технологічні умови, або технічні чи економічні причини не дозволяют створити оптимальні умови. В кабінах, пультах, і постах управління технологічними процесами, залах обчислювальної техніки, а також в інших приміщеннях при виконані робіт операторського типу, пов'язаних із нервово - емоційним напруженням повинні бути створені тільки оптимальні параметри мікроклімату. Величини оптимальних та допустимих параметрів мікроклімату в робочі зоні, в залежності від пори року й категорії виконуваних робіт, подані в таблиці 5. Пояснення термінів, що є в таблиці 5: Холодний період року - період року, який характеризуєте середньодобовою температурою зовнішнього повітря рівною +10°С і нижче. Теплий період року - період року, який характеризуєте середньодобовою температурою зовнішнього повітря вище -10°С. Категорії робіт: диференціація робіт по важкості встановлюється на основі загальних енергозатрат організму в ккал/год (Вт); І Легкі фізичні роботи - усі види діяльності з витратою енергії не більше 150 ккал/год (175 Бт). Легка Іа (енерговитрати до 120 ккал/год, 139 Вт) - роботи, які виконуються сидячи і супроводжуються незначним фізичним навантаженням. Легка 16 (енерговитрати 121-150 ккал/год, 140-174 Вт) - роботи, які виконуються сидячі, стоячи або пов'язані з ходінням і супроводжують незначним фізичним навантаженням. II Середньої важкості фізичні роботи - усі види діяльності з витратою енергії 151-250 ккал/год (175-290 Вт). Середньої важкості ІІа (енергозатрати від 151 до 200 ккал/год, 175-232 Вт) - роботи, пов'язані з постійним ходінням, переміщенням дрібних (до 1 кг) вантажів у положенні стоячи або сидячи. Середньої важкості ІІб (енерговитрати від 201 до 250 ккал/год, 233-290 Вт - роботи, пов'язані з постійним ходінням, переміщенням вантажів до 10 кг. Ш Важкі фізичні роботи - види діяльності з витратою енергії більше 250 ккал/год (290 Вт). Це роботи, пов’язані з постійнім переміщенням вантажів (більше Ш кг). Робоча зона - простір, обмежений по висоті 2 м над рівнем підлоги або площадки, на яких знаходяться місця постійного або тимчасового перебування працюючих. Вимірювання температури повітря. Опис приладів та виконання інструментальних замірів. Температура повітря вимірюється в робочій зоні в декількох точках. Для вимірювання температури вище ОС користуються ртутними термометрами, в яких ртуть при нагріванні розширюється рівномірно, а при температурі нижче -39°С вона замерзає. Тому для вимірювання низьких температур використовують спиртові термометри. Для реєстрації зміни температури в часі користуються термографами. Термограф М-16 використовують для реєстрації зміни температури протягом доби, а термограф М-16А - протягом тижня. Для вимірювання дійсної температури в умовах теплового випромінювання користуються парним термометром. Парний термометр складається із двох ртутних термометрів. Резервуар із ртуттю одного з них покритий чорною фарбою, я другого - тонким шаром срібла. Таким чином, термометр з чорним резервуаром поглинає теплові промені, а термометр із посрібленим ртутним резервуаром - відбиває їх. Дійсну температуру повітря в робочій зоні визначають за. формулою (1): (1) де t і t - показники чорного і посрібленого термометрів, град, С. k - константа парного термометра (визначається при його виготовленні). Вимірювання температури повітря в приміщенні можна також проводити з допомогою сухого термометра аспіраційного психрометра Ассмана.
Вимірювання вологості повітря. При оцінюванні метеоумов у виробничих приміщеннях, найчастіше враховують відносну вологість, яка являє собою відношення абсолютної вологості до максимальної при певній температурі повітря і виражається відсотках (%). Максимальна вологість - кількість водяних парів у грамах, яка моя міститися в 1 м повітря в насиченому стані. Кількість водяних парів у грамах, що містить в 1 м повітря в момент дослідження називається абсолютної вологістю. Відносна вологість вимірюється за допомогою психрометрів, гігрометрі гігрографів. Психрометри бувають стаціонарні - типу Августа і переносні – тип Ассмана Психрометр Августа (рис.І) складається з двох спиртових термометрів сухого і вологого, закріплених на одній панелі. Кулька сухого термометра завжди знаходиться в сухому стані, а вологого покрита тканиною й опущена у воду. За рахунок випаровування води з поверхні вологої кульки, цей термометр буде показувати нижчу температуру, ніж сухий.
Рис. 1. Психрометр Августа Рис.2. Психрометр аспіраційний Розрахунок відносної вологості повітря за показами психрометра Авгусге виконується за формулою: , % (2) де Рв Рс- пружність насичених водяних парів (максимальна вологіть при температурі відповідного вологого й сухого термометрів; - психрометричний коефіцієнт, який залежить від швидкості руху повітря (табл.2); tі t- відповідно показники сухого і вологого термометрів. град.С Н- барометричний тиск, мм.рт.ст. (визначається за барометром). Для наближеного визначення відносної вологості можна користуватися психрометричною таблицею 3, яка складена для швидкості руху повітря 0.2 м/с барометричного тиску- 760 мм.рт.ст. Відносну вологість за показами психрометра Августа можна також визначити за номограмою (рис.З) Пружність насичених водяних парів Таблиця 1 Температура,С Пружність мм.рт.сг. Температура, С Пружність мм.рт.ст. Температура, °С Пружність мм.рт.ст.
10 9.14 18 14,93 26 24,96
Н 9,77 19 16,32 27 26,47
12 10,48 20 17,36 28 28,07
13 11,14 21 18,47 29 29,74
14 11,88 22 19,68 ЗО 31,51
15 12,67 23 20.68 31 32,37
16 13,51 24 22,06 32 35,32
17 14.40 25 - 23.52 33 37,37
Психрометричний коефіцієнт а при різних швидкостях руху повітря Таблиця 2 Швидкість руху, м/с
Психрометр Ассмана (рис.2) складається також з двох ртутних термометрів сухого і вологого. Кулька вологого обв'язана тонкою тканиною і змочується водою. Обидва термометри закріплені в спеціальній блискучій оправі, яка захищає термометри від теплового опромінення. Для зменшення впливу на покази термометрів руху навколишнього повітря, в верхній частині приладу розміщено вентилятор, який відсмоктує повітря повз кульки термометрів зі швидкістю 2 м/с. Вентилятор дозволяє також скоротити час температурного зрівноваження приблизно у два рази, порівняно з психрометром Августа (3-4 хв., замість 7-8 хв.). Відносну вологість за показами аспіраційного психрометра можна розрахувати за формулою (3): (3) де 760 – середній барометричний тиск в мм.рт.ст. Для прямого визначення вологи служать гігрометри. Їх дія полягає в тому, що людське волосся має властивість змінювати свою довжину в залежності від зміни відносної вологості ( завдяки гігроскопічності ) видовжуватися у вологому і скорочуватися у сухому повітрі. Для реєстрації зміни відносної вологості в часі слухать гігрографи. Вимірювання швидкості руху повітря. Для вимірювання швидкості руху повітря використовуються анемометри: чашкові і крильчасті, а також кататермометри. В чашковому анемометрі МС-13 приймальною частиною повітряного потоку служить хрестовина з чотирма півкулями, закріпленими на вертикальній осі. Під час замірів вісь чашкового анемометра повинна бути перпендикулярною до напрямку руху повітря. Швидкість обертання півкуль залежить від швидкості руху повітря. Оберти осі, через механічну передачу передаються на стрілки приладу лічильника обертів. Межі вимірювань від 1 до 20м/с, поріг чутливості анемометра 0,8 м/с. Крильчастий ручний анемометр АСО-3 використовують при вимірюваннях швидкості повітря від 0,3 до 5 м/с. Приймальною частиною анемометра служить легка крильчатка, встановлена на трубчату вісь. За допомогою черв’ячної передачі, оберти крильчатки передаються стрілкам лічильника обертів приладу. Під час вимірювання площина крильчатки повинна бути перпендикулярною до напрямку повітряного потоку. До кожного приладу додаються графіки для визначення дійсної швидкості руху повітря. Кататермометри використовуються для вимірювання малих швидкостей руху повітря менше 1,0 м/с (при температурі не більше 29С). Кататермометр - це спиртовий термометр, принцип дії його полягає в тому, що при різних швидкостях руху повітря, з різною швидкістю буде охолоджуватися кулька термометра, який попередньо нагріли. Швидкість руху повітря знаходять розрахунковим способом. Порядок виконання роботи 1. Виміряти температуру у двох місцях робочої зони приміщення на рівні 1,3 – 1,5 м від рівня підлоги. Вимірювання температури можна виконувати по сухому термометру психометра. 2. Визначити відносну вологість повітря: а) використовуючи психрометр Августа, за допомог піпетки змочити марлю вологого термометра. Через 7...8 хв. можна знімати покази термометр обох термометрів і визначити відносну вологість за формулою (2) і номограмою. б) використовуючи аспіраційний психометр, також змочити марлю у вологому термометрі, далі включити вентилятор. Через 3 – 4 хв. після запуску вентилятора записати покази термометрів і визначити відносну вологість за формулою (3) і номограмою. Результати записати в протоколі 1. Вимірювання швидкості руху повітря. Записати початкові покази по шкалах лічильника. Розташувати анемометри в місці заміру швидкості повітря і через 10 – 15 с, коли чашки крильця почнуть обертатися з постійною швидкістю, одночасно включити анемометр і секундомір. Через 10 с анемометр виключити й записати показники по шкалах лічильника. Визначити різницю в показ лічильника. Виміри повторити 3 рази. Знайти суму різниць показів лічильника розділити її на сумарний час вимірів. Таким чином, дізнаємость зміну показів лічилька за 1 секунду. Далі, користуючись графіками визначити швидкість руху повітря. Результати занести в протокол 2. Одержані результати метеоумов порівняти з параметрами ГОСТ. Протокол 1 Визначення відносної вологості Тип психрометра Показники термометрів Барометричний тиск, мм рт.ст Відносна вологість %
сухого вологого
По таблицях по номограмі За формулами
Августа 22 20.1 72 82 90 87.9
Ассмана 22.3 21.2 78 91 83 93.83
Протокол 2 Визначення швидкості руху повітря Тип анемометра Показники анемометрів Час вимірювання, с Швидкість руху повітря, м/с
початковий кінцевий різниця показників
Чашковий 8959 8992 33 30 0.65
Крильчастий 9521 9608 87 30 1.5
Зведення результатів Місце замірювань
Пора року
Категорія робіт Виміряні параметри Оптимальні параметри
Температура
Вологість Швидкість руху повітря Температура
Вологість
Швидкість руху повітря
Холо- дна
22 86.6 1.01 22-24 40-60 0.1
22 86.6 1.01 21-23 40-60 0.2
Висновок: На даній лабораторній роботі ми досліджували метеоумови на робочих місцях. Вивчили методику вимірювань основних факторів мікроклімату, для чого використовували психометри типу Августа та типу Ассмана, для визначення відносної вологості повітря і чашковий та крильчатий анемометри для визначення швидкості руху повітря.
