Установки и приборы для исследования запыленности воздушной среды
1. Элементы установки для весового исследования пыли
1.1. Простейшая установка:
а) фильтр-датчик (аллонж), стеклянная трубка d=15-20мм (заполненная 0.5 г гигроскопической ваты или 2 г стеклянной ваты;
б) реометр (ротаметр) для измерения скорости прокачки запыленного воздуха;
в) воздушный насос (пылесос) для прокачки запыленного воздуха.
1.2. Специальная переносная ротационная установка ПРУ-4, в которой воздуходуховка совмещена с электродвигателем и реометром. Установка ПРУ-4 состоит из следующих основных частей:
1. Электромотор
2. Воздуходувка
3. Распределительная труба
4. Сухие реометры для определения скорости прохождения воздуха.
Приборы для счетного метода исследования запыленности воздушной среды называются кониметрами и содиметрами.
К ним относятся:
а) струнный счетчик, в который исследуемый воздух втягивает насос в увлажненную трубку и далее через щелевидное отверстие в охлажденную камеру. При резком расширении воздуха в охлажденной камере температура его понижается и влага конденсируется на пылинках, которые при дальнейшем движении ударяются о покровное стекло и оседают на нем в виде пылевой дорожки. Покровное стекло извлекается из прибора и укладывается на предметное стекло микроскопа;
б) пылемер 6Н-2 действует аналогично струйному счетчику, но имеет несколько отличную от него форму;
в) седиментатор представляет собой камеру определенного объема с покровным стеклом на дне. После взятия пробы воздуха в камере пыль осаждается по действием собственного веса или принудительно.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В данной работе мы определим концентрации пыли в объеме воздуха весовым методом, форму, дисперсность, число пылинок данного размера в см" воздуха счетным методом.
Весовой метод является наиболее простым и надежным способом определения • концентрации пыли. По этому методу отбор проб производится путем просасывания воздуха через специальные аэрозольные фильтры АФА-В-18 и АФА-В-10. С помощью ротационной установки ПРУ-4 можно отбирать одновременно 4 пробы, из них две пробы отбираются со скоростью прохождения воздуха от 2 до 20-25 л/мин и 2 пробы со скоростью от 0.1 до 1.0 л/мин.
Основные части установки:
1. установка ПРУ-4 для аспирации /просасывания воздуха/
2. аналитические весы
3. патрон с фильтром
4. камера, в которой создается запыленный воздух (пылесосом)
5. пылесос
Методика определения запыленности воздуха с использованием фильтров АФА-В-18 наиболее прогрессивная и достоверная по сравнению с ранее существующими методами пылевого контроля. Фильтры АФА обладают рядом преимуществ:
а) высокая эффективность пылеулавливания
б) возможность их взвешивания без высушивания
в) небольшой собственный вес.
Они применяются в виде комплекта, состоящего из собственного фильтра и бумажных защитных колец. Края фильтров отпрессованы для удобства обращения. Внешний диаметр фильтра 7.0 см., площадь рабочей поверхности 18 см. Фильтры улавливают содержащиеся в воздухе пылевые частицы. Зная количество примеси, задерживающийся на фильтре, скорость и время прохождения воздуха через данный фильтр, можно определить количество пыли в единице объема воздуха по формуле:
С=Р*103 / V* t мг/м3 , (1)
Где: P=Р2 - Р1 - количество пыли в мг, осевшей на фильтре
Pi и Р.- вес фильтра до и после опыта /в мг/
V - расход воздуха через фильтр /л/мин/
t - время прохождения воздуха / мин./
Счетный метод. Для определения дисперсионного состава пыли, формы пылинок. подсчета числа пылинок данного размера в воздухе используется кониметр. Измеряемая проба воздуха, с содержанием в ней частиц пыли, с большей скоростью всасываются воздушным насосом через впускное отверстие. При этом пыль осаждается на установленном под форсункой поле объект-шайба смазано тонким слоем вяжущего вещества. Пыльное пятно исследуется под микроскопом.
Кониметр состоит из трех частей: воздушного насоса, ручного микроскопа, вращающейся объект-шайба с десятью нумерованными полями. Части кониметра закреплены на общем основании. Прибор ставится на штатив с зеркалом. Воздушный насос с поршнем имеет цилиндр объемом 5 см3. В патрон всасывания кладется пылевой фильтр из ткани покрытой медью с диаметром отверстия 50 мкм.
Окуляр микроскопа устанавливается на сетевой микрометр, чтобы путем вращения кольца с рефлением сделать изображение пылевого пятна ярче.
Сетевой микрометр кроме того служит для оценки размеров пылевых частиц, на расстоянии 5 мкм от сторон центрального квадрата нанесены параллельные линии. Величина пылинок, заключенных между ними составляет не более 5 мкм.
Настройка нумерования полей объек-шайбы на прием пыли и ее рассмотрение под микроскопом производится с помощью подвижного фланца основания: поле напротив черной отметки под микроскопом.
Кониметр применяется на асбестовых заводах, в шахтах, на химических заводах и др. Кроме того, он служит для контроля КПД на пылечистительных установках.
Особые преимущества данного кониметра: - быстрое и простое его использование - равномерное кругообразное распределение пылевого пятна на шайбе - всасывание точно измеренного воздуха - точная установка пылевого пятна за счет нумерации объектива.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Весовой анализ запыленности воздушной среды
1. Ознакомится с устройством установки ПРУ-4 и подготовить ее к работе
2. а) включить электроспиратор в сеть напряжения 220 В
б) открыть правый вентиль, регулирующий скорость прохождения воздуха (вращая его против часовой стрелки)
в) перемещением тумблера снизу вверх включить .электроаспиратор
г) путем вращения рукоятки крайнего правого вентиля установить скорость просасывания воздуха 25 л/мин.
д) выключить электроспиратор (перемещением тумблера вниз)
3. Подготовить фильтр-датчик к работе:
а) из кассеты извлечь комплект фильтра, вскрыть пакет, развернуть защитные кольца. Пинцетом взять фильтр и положить на весы б) взвесить фильтр на аналитических весах.
ПРИМЕЧАНИЕ: В связи с тем, что взвешивание фильтров на аналитических весах требует специальной подготовки, то эту операцию производит преподаватель или лаборант. Поэтомупросьба к студентам - не производитьсамим взвешивание фильтров.
4. Отвернуть гайку и снять прижимное кольцо в воздухозаборной воронке, поместить взвешенный фильтр в углубление воздухозаборной воронки, поставить прижимное кольцо v- завернуть гайку
5. Установить воздухозаборную воронку с фильтром в отверстие пылевой камеры, а конец резиновой трубки присоединить к крайнему правому штуцеру установки ПРУ-4
6. Включить бытовой электропылесос на 5-10 секунд, создав тем самым запыленную воздушную среду в пылевой камере
7. Одновременно с выключением бытовою эл/пылесоса включить установку ПРУ-4, протягивая через фильтр запыленный воздух в течении 4 минут, заметив время включения установки. По истечению четырех минут установку ПРУ-4 выключить
8. Отсоединить воздухозаборную воронку от пылевой камеры, отвернуть гайку, снять прижимное кольцо и фильтр. Фильтр взвесить на аналитических весах.
9. Данные опыта занести в таблицу 1, рассчитать концентрацию пыли, содержащейся в воздухе по формуле 1
Таблица 1
| Вес фильтра в млг | Расход воздуха Скорость в л/мин V | Продолжительность отбора пробы t | Концентрация пыли | ||
| До опыта Р1 | После Опыта Р2 | По результатам опыта мг/м3 | Предельно допустимая мг/м3 | ||
ПРИМЕЧАНИЕ: Величины предельных допустимых концентрации даны в приложении 1.
СЧЕТНЫЙ АНАЛИЗ
1. Ознакомиться с устройством кониметра.
2. Рассмотреть пыльное пятно в микроскоп, для чего:
а) вращением фланца основания добиться расположения под номером указанным преподавателем, под микроскопом;
б) включить настольную лампу;
в) вращением кольца с рефлением микроскопа и поворотом зеркала добиться ясной видимости сетки микроскопа, параллельных центральному квадрату линий, частичек пыли.
3. Определить размер пылинок, зная, что расстояние между сторонами центрального квадрата и параллельными линиями на сетке микрометра составляет 5 мкм.
4. Подсчитать число пылинок разных размеров в видимом поле микроскопа: до 5 мкм: более 15 мкм. Результаты внести в таблицу 2.
Подсчитать % пылинок вышеуказанных размеров от общего количества пылинок для известного вещества.
5. Рассмотреть форму пылинок и указать в выводах.
6. Подсчитать число пылинок в 1 см воздуха, если известно, что отобрано 5 см запыленного воздуха.
Таблица 2
| Наименование пыли | Исследование поля объекта шайбы | Объем воздуха | До 5 мкм число % | До 5-10 мкм число % | 10-15% | Более 5% | Общее колличество пылинок | Формы пылинок |
| 5см3 1см3 |
Выводы:
ОТЧЁТНОСТЬ В РАБОТЕ:
1. Начертить схему установки для определения запыленности воздуха и напел переносной ротационной установки.
2. После определения запыленности по весовому методу нанести данные в таблицу 1 экспериментальных и расчетных данных, сделать заключение о санитарно-гигиеническом режиме в данных производственных условиях.
3. Начертить схематический разрез кониметра.
4. После анализа пыли по счетному методу внести данные в таблицу 2 и сделать заключение о дисперсном составе данной пыли, форме ее частиц.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как изменяются физико-химические свойства вещества измельченного до высокодисперсного состояния?
2. Что такое производственная пыль и каковы ее размеры?
3. Классификация пыли по характеру действия на организм?
4. Методы исследования воздуха на запыленность и применяемые приборы?
5. Сущность весового метода и его преимущества? Сущность счетного метода и его преимущества?
7. Преимущества данного кониметра перед другими типами кониметров?
8. Схема установки для весового анализа пыли, устройство ПРУ-4?
9. Меры .безопасности при выполнении работы?
10. Что такое предельно-допустимая концентрация пыли в воздухе производственных помещений?
литература
1. Безопасное взаимодействие человека с техническими системами: Учебное пособие / В.Л. Лапин, В.М. Попов, Ф.Н. Рыжков, В.И. Томаков; Курск. гос. техн. ун-т. Курск, 1995. 238 с.;
2. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда): Учебное пособие для вузов / П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Пономарев и др. – 2-е изд., испр. и доп. М.: Высш. шк., 2002. – 319 с.: ил.;
3. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов/С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 1999. – 448 с.: ил.;
4. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / Под ред. проф. Э.А. Арустамова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский Дом «Дашков и К°», 2001. – 678 с.;
5. Безопасность производственных процессов: Справочник / С.В. Белов, В.Н. Бринза, Б.С. Векшин и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с., ил.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Предельно-допустимая концентрация пыли в воздухе производственных помещений
| Характеристика пыли | Допустимая концентрация в мг/м3 | |
| Все раздражающие пыли не содержащие SiO2 | 10.0 | |
| Цементная, минеральная и их смеси, не со держащие SiO2 | 6.0 | |
| Борита, апатита, фосфорита, цемента, искусственных абразивов, содержащие до 10° % SiO2 | 5.0 | |
| Тальковая, одивиновая, угольная, растительного животного происхождения содержащие до 10°/о Si02 | 4.0 | |
| Стеклянного и минерального волокна, табачная | 3.0 | |
| Асбестовая, угольная и др., содержащие от 10 до 70% Si02 | 2.0 | |
| Кварц и др., содержащие более 70% свободной и ее кристаллической модификации | 1.0 | |
| Свинец сернистый, пятиокись ванадия, пыль | 0.5 | |
| Марганец мышьяковый и мышьяковистый, ангидриды | 0.3 | |
| Гексахлорциклогексан, дым для пятиокиси ванадия, селенистый ангидрид | 0.1 | |
| Свинец и его неорганические соединения | 0.01 |