Психрометричний графік для визначення вологості повітря
Робочого місця в навчальному приміщенні.
Мета: Виміряти температуру, вологість, швидкість руху повітря і оцінити ці параметри мікроклімату на основі санітарних норм.
Прилади і обладнання: термограф, стаціонарний або аспіраційний психрометр, анемометр, секундомір.
Теоретичні відомості
Самопочуття і працездатність людини залежать від метеорологічних умов виробничого середовища, в якому вона знаходиться і виконує трудові обов'язки.
Сукупність таких показників виробничого середовища, як температура повітря, °С; відносна вологість, %; швидкість руху повітря, м/с; інтенсивність теплового випромінювання, Вт/м2 (ккал/м2 год.);
барометричний тиск, мм.рт.ст., називають метеорологічними умовами, або мікрокліматом.
Вологість повітря в значній мірі впливає на самопочуття людини і працездатність. Вологість повітря буває абсолютна і відносна.
Абсолютна вологість - це кількість вологи (г), що міститься в 1 м повітря при даній температурі (г/м ).
Відносна вологість - це процентне співвідношення абсолютної кількості водяних парів в повітрі до їх максимально можливої кількості при температурі.
На виробництві показники діють на людину найчастіше сумарно, взаємно підсилюючи або послаблюючи один одного. Наприклад, збільшення швидкості руху повітря посилює ефект низької температури і, навпаки, послаблює дію підвищеної температури на організм людини. Підвищення значення вологості погіршує самопочуття людини, як при ній, так і при підвищеній температурі.
Таким чином, поєднання метеорологічних параметрів виробничого середовища може бути сприятливим або несприятливим для самопочуття людини.
Допустимиминазиваються такі параметри мікроклімату, які при тривалій систематичній дії на людину можуть викликати перехідні, і такі, що швидко нормалізуються, зміни теплового стану організму, які супроводжуються напруженням механізмів терморегуляції, але не виходять за межі фізіологічних пристосувань. При цьому не виникає пошкоджень або порушень стану здоров'я, але можуть спостерігатися дискомфортні тепловідчуття, погіршення самопочуття і зниження працездатності.
Оптимальними називають такі параметри мікроклімату, які при тривалій і систематичній дії на людину забезпечують збереження нормального теплового стану організму без напруження механізмів терморегуляції. Вони забезпечують відчуття теплового комфорту і створюють умови для високого рівня працездатності людини.
Оптимальне поєднання метеорологічних умов виробничого середовища називають комфортністю.
Нормуються показники метеорологічних умов відносно таких параметрів:
• сезону року;
• категорії важкості виконуваної роботи;
• категорії приміщень.
Розрізняють два сезони року (теплий період - сезон, який характеризується середньодобовою температурою зовнішнього повітря +10°С і вище, та холодний, який характеризується середньодобовою температурою зовнішнього повітря нижче +10°С).
Оптимальна величина температури повітря робочої зони встановлена ГОСТ 12.1.005-88, може коливатися залежно від сезону року і важкості виконуваної роботи від 16 градусів до 25, допустима від 12 до 30.
Оптимальна вологість за ГОСТом складає 40-60%. Допустима величина відносної вологості зростає до 75%.
Оптимальна швидкість руху повітря коливається від 0,2 до 0,5 м/с, а в приміщеннях з надлишком тепла збільшується до 1 м/с.
У навчальних приміщеннях є оптимальними такі метеорологічні умови:
Ø в холодний період температура повітря повинна становити 22- 24°С, швидкість руху повітря - 0,1 м/с,
відносна вологість - 40-60%;
Ø в теплий період температура повітря повинна становити 23-25°С, швидкість руху повітря - 0,1 м/с, відносна вологість - 40-60%).
Вологість повітря визначають за допомогою психрометрів та гігрометрів Психрометри поділяються на станційні (психрометр Августа) та аспіраційні (психрометр Ассмана). Психрометр Августа складається з двох однакових термометрів, зафіксованих паралельно один до одного на відстані 5 см на спеціальному штативі або у відкритому футлярі. Резервуар одного з термометрів обгорнутий тонкою тканиною (марля), кінець якої опущений у посудину з дистильованою водою.
Відбувається випаровування з поверхні резервуара вологого термометра, в ньому речовина охолоджується і температура знижується. Із зниженням температури виникає різниця між показниками сухого і вологого термометра, що й дає змогу знайти кількість водяної пари у повітрі (абсолютну вологість). Аспіраційний психрометр Ассмана є більш досконалим і точним приладом порівняно з психрометром Августа. Принцип його побудови такий самий, але термометри поміщені в металеву оправу, а їх резервуари захищені подвійними металевими гільзами від впливу променів радіації. У верхній частині приладу розміщено вентилятор, який забезпечує постійну швидкість повітря біля резервуарів термометрів.
Швидкість руху повітря вимірюють за допомогою анемометрів крильчастих або чашкових. Крильчастий анемометр являє собою колесо з алюмінієвими крилами, що обертаються. Коли колесо перебуває в потоці рухомого повітря, воно починає обертатися відповідно до швидкості руху повітря. Обертання колеса за допомогою зубчаток передається стрічці, яка рухається по градуйованій в умовних одиницях шкалі циферблата. Крильчастий анемометр використовують для вимірювання ним швидкості повітря в межах 0,5-15 м/с. Чашковий анемометр складається з чотирьох порожнистих металевих півкуль і призначений для метеорологічних спостережень у відкритій атмосфері. За допомогою цього приладу можна вимірювати швидкість руху повітря у великих межах (1...м/с). Визначення швидкості руху повітря проводять шляхом співставлення двох відліків по циферблату: до початку досліду і після досліду. Різницю між цими відліками ділять на час проведення досліду в секундах, швидкість руху повітря визначають за графіком (додається до приладу). Швидкість руху повітря в приміщеннях в межах від 0,1 до 1,5 мА можна визначити за допомогою кататермометра.
Кульовий кататермометр являє собою спиртовий термометр з двома резервуарами кульовим внизу і циліндричним вгорі. Шкала кататермометра має поділки від 34 до 40°С. Для роботи з цим приладом попередньо нагрівають кататермометр у водяній бані до 75...80°С, потім витирають насухо і поміщають в досліджуване місце. За величиною падіння стовпчика спирту в одиницях часу в кататермометрі при його охолодженні визначаю швидкість руху повітря.
Порядок виконання роботи
1. Вивчити прилади для вимірювання температури,
вологості, швидкості руху повітря.
За допомогою піпетки зволожити обгортку вологого термометра маючи психрометр вертикально для запобігання попадання води в гільзу і головку приладу. Завести ключем механізм до відпору і помістити психрометр в робочу зону приміщення (висота від підлоги - 1,5-2 м). Через 3-5 хв. під час роботи вентилятора провести розрахунок. Записати покази сухого і вологого термометрів.
2. Розрахувати абсолютну вологість по формулі:
Рb – тиск насиченої водяної пари при температурі
вологого термометра, МПа.
Цю величину визначають за таблицею: «Тиск насиченої
водяної пари і її густина при різних температурах»;
b - психрометричний коефіцієнт, рівний 66,5-10 МПа/°С;
tc - покази сухого термометра, °С;
tb - покази вологого термометра, °С;
РАТМ - атмосферний тиск, МП;
РАТМ.СР, - середнє значення атмосферного тиску.
3. Визначити відносну вологість повітря за формулою:
4. Визначити відносну вологість повітря за психрометричною таблицею або психрометричному графіку, що додається до приладу.
5. Порівняти результати розрахунків і визначені за психрометричною таблицею і графіком значень відносної вологості. Процент відмінності не повинен перевищувати 5%. Результати порівняти з санітарній нормами і зробити висновки.
6. За допомогою анемометра виміряти швидкість руху повітря. Для цього, записавши вихідне положення стрілок на циферблатах (прилад на нуль не установлюють) і від'єднавши за допомогою ричажка, що знаходиться на боковій стороні приладу, рухому частину приладу від стрілок.
Помістити прилад в потік повітря так, щоб вісь обертання колеса була паралельна напрямку потоку повітря. Дати можливість крильцям або чашці анемометра здолати інерцію приладу і набути максимальну швидкість. Протилежним поворотом (зсувом) ричажка включити стрілки і відмітити їх положення, одночасно зафіксувавши час. Записати нове положення стрілок і віднявши перші покази від других, поділити отриманий результат на час експозиції приладу (в секундах). Якщо поділки анемометра проградуйовані не в метрах, то отриманий результат (число поділок в секунду) помножити на поправку, в паспорті приладу, або перерахувати по графіку, зображеному в технічному описі анемометра, Результати вимірювань порівняти з санітарними нормами і зробити висновки.
7. Результати обчислених і виміряних величин занести, в протокол досліджень:
| Місце проведення досліджень | Температура повітря в досліджуваному приміщенні, С0 | Вологість повітря,% | Швидкість руху повітря, м/с | |||
| Фактична (за вимірюваням) | За санітарними нормами | Фактична (за вимірюваням і розрахунками) | За санітарними нормами | Фактична (за вимірюваням і розрахунками) | За санітарними нормами | |
| Аудиторія | ||||||
| Коридор | ||||||
| Перехід |
ДОДАТКИ
Таблиця 1.1
Максимальний вміст водяної пари в повітрі в залежності
від температури
| Температура повітря, С0 | Вміст водяної пари при паровому насичені, г/кг | Температура повітря, 0С | Вміст водяної пари при паровому насичені, г/кг |
| -15 | 1,1 | 20,3 | |
| -10 | 1,7 | 35,0 | |
| -5 | 2,6 | 46,3 | |
| 3,8 | 60,7 | ||
| 5,4 | 79,0 | ||
| 7,5 | 102,8 | ||
| 10,5 | 131,7 | ||
| 14,4 | 168,9 | ||
| 19,5 | 216,1 |
Психрометричний графік для визначення вологості повітря
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1 .Що називають мікрокліматом виробничого середовища?
2.Що таке абсолютна та відносна вологість повітря?
З.Що називають допустимими параметрами мікроклімату?
4.Що розуміють під оптимальними параметрами
мікроклімату?
5.Назвіть нормовані показники метеорологічних умов
відповідно до сезонів року згідно ГОСТу.
6.3а допомогою якого приладу вимірюється вологість
повітря та в яких одиницях?
7.3а допомогою якого приладу вимірюється температура
повітря та в яких одиницях?
8.3а допомогою якого приладу вимірюється швидкість
руху повітря та в яких одиницях?
9.Наведіть формулу для визначення абсолютної вологості
повітря.
Ю.Наведіть формулу для визначення відносної вологості
повітря.
Лабораторна робота № 3
Дослідження освітленості навчальних майстерень,
Лабораторій, кабінетів
Мета: ознайомитися з приладами і методами визначення освітленості в навчальному приміщенні при природному і штучному освітлені.
Прилади і обладнання: об'єктивний люксметр типу Ю-116 (Ю-117), два хронометри або часи з секундною стрічкою, план навчального приміщення з вказаним місцезнаходженням світильників.
Теоретичні відомості
Освітленість Е - це відношення світлового потоку, який падає на елемент поверхні, до площі цього елемента:
де dF - світловий потік;
dS - площа поверхні, на яку падає світловий потік.
За одиницю освітленості прийнято люкс (лк).
Природне освітлення - це освітлення приміщень світлом неба (прямим або відбитим), яке проникає через світлові прорізи в зовнішніх огороджуючих конструкціях. Для природного освітлення характерна висока дифузність (розсіяність) світла, яке позитивно впливає на зорову роботу.
Природне освітлення поділяють на бокове, верхнє і комбіноване.
Бокове - здійснюється через світлові прорізи в зовнішніх стінах.
Верхнє - через ліхтарі, світлові прорізи в покритті, а також через прорізи в стінах в місцях перепаду висот будівлі.
Комбіноване - це поєднання верхнього і бокового освітлень від широти місцевості, пори року і часу дня, а також погоди, основною величиною для розрахунку і нормування природного освітлення всередині приміщень прийнято коефіцієнт природної освітленості е, %.
Коефіцієнт природної освітленості е, % - це відношення природної освітленості, яка створюється в деякій точці заданої площини всередині приміщення світлом неба (Евн), до одночасного значення зовнішньої освітленості на такій самій горизонтальній площині (Езов), яка створюється світлом повністю відкритого небосхилу
Штучне освітлення - використовується для роботи в темні та перехідні години доби, а також при недостатньому або відсутньому природному освітленні.
Штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне.
Робоче освітлення - призначене для нормального перебігу виробничого процесу.
Аварійне освітлення - влаштовують для продовження роботи при аварійному відключенні робочого освітлення. Найменша освітленість робочих поверхонь при аварійному режимі повинна складати не менше 2 лк всередині приміщення і не менше 1 лк на відкритих майданчиках. Світильники аварійного освітлення повинні бути під'єднані до мережі, робочого освітлення.
Евакуаційне освітлення - влаштовують для евакуації людей з приміщення при аварійному робочого приміщення.
Робоче освітлення, в свою чергу, поділяється на загальне, місцеве та комбіноване.
Загальне освітлення - це освітлення, при якому світильники розміщуються у верхній зоні приміщення; поділяється на загальне рівномірне освітлення, при якому світловий потік рівномірно розподілений без урахування розміщення обладнання, та загальне локалізоване, при якому світловий потік розподілений з урахуванням розташування робочих місць.
Місцеве освітлення - створюється світильниками, які концентрують світловий потік безпосередньо на робочих місцях. Використання тільки місцевого освітлення в виробничих умовах заборонено, тому що воно створює велику різницю між освітленістю робочих поверхонь і навколишнього простору.
Комбіноване освітлення - складається з загального освітлення та місцевого освітлення. Комбіноване освітлення використовують для забезпечення високої освітленості на робочих поверхнях.
Джерела світла є важливими складовими частинами освітлювальних пристроїв промислових підприємств. Правильний вибір типів і потужності ламп визначає експлуатаційну і економічну ефективність освітлювальних пристроїв. Штучне освітлення здійснюється за допомогою газорозрядних ламп та ламп розжарювання.
Лампи розжарювання - джерела світла з випромінювачем у вигляді дроту (нитка, спіраль) з тугоплавкого матеріалу, що розжарюється до температури 2500-3000 К. Вони відносяться до джерел теплового випромінювання і поки що є досить поширеними джерелами світла. Це пояснюється такими їх перевагами: зручність в експлуатації;
не вимагають додаткових пристроїв для ввімкнення в мережу; прості у виготовлені.
Газорозрядні лампи - це прилади, в яких вимірювання оптичного діагнозу спектра виникає в результаті електричного розряду в атмосфері інертних газів і парів металів, а також за рахунок явища люмінесценції.
Порядок виконання роботи
1. Ознайомитися з правилами користування люксметром, схематично зобразити лицеву панель вимірювача і фотоелемент з насадками.
2. По хронометру відмітити момент часу і через умовний час вимірювати освітленість всередині приміщення Евн і ззовні Езов..
3. Визначити коефіцієнт природної освітленості (КПО) ефакт за формулою:
,
де Ев - освітлення всередині приміщення, лк; Е3 - освітленість ззовні, лк.
Порівняти отримані результати ефакт з визначеною санітарними нормами етабл)
4. Використовуючи затемнення, визначити за допомогою люксметра фактичну освітленість Ефакт всередині приміщення і на робочому місці.
5. Визначити розрахункову освітленість Ев.розр. за формулою:
де N - число світильників;
n - число ламп в світильнику;
Фi, - світловий потік однієї лампи, лм;
u - коефіцієнт використання забарвлення стін і стель (в
середньому 0,35-0,5);
z - поправочний коефіцієнт світильника (приймають О,75-0,90);
S - площа освітлюваного приміщення, м2 ;
k - коефіцієнт запасу, приймається 1,3.
Порівняти фактичне і розрахункове значення освітленості з
потрібним значенням штучної освітленості.
6. Включити місцеве освітлення, виключивши загальне. Визначити фактичну освітленість Ефакт на робочому місці і порівняти її з необхідною Етабл. .
7. Занести в протокол досліджень результати вимірювань,
розрахунки і табличні значення:
| Навчальне приміщення і характер виконуваних в ньому робіт | Коефіцієнт природної освітленості | Штучна освітленість, лк | |||||
| Фактичне значення, % | Табличне значення | загальна | місцева | ||||
| аудиторія | |||||||
| бібліотека | |||||||
| коридор |
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1 .Що називають освітленістю Е?
2.В яких одиницях вимірюється освітленість?
З.Що розуміють під прямим і штучним освітленням
приміщення?
4.Навести приклади штучного освітлення?
5.Яким приладом вимірюють освітленість?
б.Проаналізувати принцип дії люксметра?
7.Що таке коефіцієнт природної освітленості, та як його
визначити?
8.Вкажіть формулу розрахункової освітленості.
Лабораторна робота № 10