Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 64
поиск по сайту правообладателям
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА НА САМОЧУВСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА
ВВЕДЕНИЕ
Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости движения воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости движения воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота. При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследователями установлено, что при температуре воздуха более 300
С работоспособность человека начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Существенное значение имеет равномерность температуры. Вертикальный градиент не должен выходить за пределы 5 0
С. Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнение болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30…70%. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО
ВОЗДУХА
Параметры внутреннего воздуха должны удовлетворять гигиеническим и технологическим требованиям. Метеорологические условия воздушной среды в рабочей зоне производственных помещений, исходя из гигиенических требований, регламентированы ГОСТ 12.1.005-76 «Воздух рабочей зоны». За рабочую зону принимается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих. Параметры воздушной среды в обслуживаемой зоне помещений жилых и общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий регламентированы СНиП II-33-75. Нормы устанавливают оптимальные и допустимые микроклиматические условия в помещениях в зависимости от категории выполняемой работы и избытков явного тепла для холодного, переходного и теплого периодов года. Оптимальные микроклиматические условия
- сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции. Допустимые микроклиматическ
u
е условия
- сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжение реакций терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей человека. В производственных помещениях необходимо периодически контролировать параметры микроклимата. Осуществляют это с помощью ряда контрольно-измерительных приборов (термометров, психрометров, гигрографов, анемометров). Термометры и психрометры Августа устанавливаются в цехах на стенах или колоннах. При особо точных измерениях применяют портативный аспирационный психрометр Ассмана, шарики термометров которого находятся в потоке воздуха, движущегося с постоянной скоростью. При контроле параметров микроклимата наряду с объективными данными замеров следует вести учет (запись) субъективных ощущений работающих: теплоощущений, ощущений движения и влажности воздуха, удобства одежды, условий труда и общую личную оценку. Анализ получаемых таким образом данных позволяет разрабатывать меры по созданию метеорологических параметров воздушной среды в производственных помещениях, обеспечивающих комфортность среды Допустимые и оптимальные параметры микроклиматических условий для работ категории IIсогласно ГОСТ 12.1.005-76 приведены в табл. 1. В производственных помещениях, в которых по условиям технологии требуется искусственное поддержание постоянных температуры или температуры и относительной влажности воздуха, допускается во все периоды года принимать температуру и относительную влажность воздуха в пределах оптимальных параметров (+ 20
С, но не более 250
С) для теплого и холодного периодов года по данной категории работ и характеристике производственного помещения. Таблица
1. Оптимальные допустимые 18-20
17-19 17-23
15-21 60-40 75 Оптимальные Допустимые в помещениях с избытками явного тепла до 23 Вт/м3
С избыткамиявного тепла более 23 Вт/м3
21-23
20-22 Не более чем на 30
С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не более 280
С Не более чем на 5 0
С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не более 28 0
С 60-40 При 28 0
С не более 55; при 27 0
С - не более 60; при 26 ос - не более 65; при 25 0
С - не более 70; при 24 0
С и ниже - не более 75 В числителе приведены данные для категории работ IIа, в знаменателе - для категории работ IIб. НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА И ОТОПЛЕНИЯ
Вентиляция предназначена для поддержания в помещении параметров воздушной среды, удовлетворяющих гигиеническим и технологическим требованиям, т. е. обеспечивающих хорошее самочувствие, работоспособность и сохранение здоровья людей, и нормальное протекание технологического процесса. Под системой вентиляции понимают комплекс устройств, способствующих удалению из помещений вредных выделений и снабжению помещений чистым воздухом с целью поддержания в них состояния воздуха, отвечающего требованиям санитарных норм. В помещениях различного назначения необходимо поддерживать на постоянном уровне параметры воздушной среды, благоприятные для человека и технологического процесса, независимо от изменения внешних атмосферных условий и режима выделения влаги, вредных паров, газов и др. Процесс создания и поддержания определенных параметров воздушной среды, не зависящих от внешних параметров воздуха, называется кондиционированием. Кондиционирование является разновидностью вентиляции, высшей ступенью ее развития и отличается более полной обработкой воздуха. Комплекс технических средств и устройств для приготовления воздуха с заданными параметрами и поддержания в помещении оптимального или заданного состояния воздушной среды (независимо от изменения внешних и внутренних факторов) называется системой кондиционирования воздуха. Система кондиционирования позволяет автоматически поддерживать заданные температуру, влажность, подвижность воздуха, его чистоту, газовый состав, содержание легких и тяжелых ионов, а в ряде случаев и определенное барометрическое давление. Отопление предназначено для возмещения потерь тепла через строительные ограждения помещений в холодный период года и поддержания в них необходимой температуры воздуха. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА
Атмосферный воздух состоит из сухой части и некоторого количества водяных паров, поэтому его называют влажным воздухом. В состав сухой части воздуха входят (% по массе): азот 75,5, кислород 23,1, углекислота 0,05 и инертные газы 1,3, а также незначительное количество водорода и озона. С достаточной для технических расчетов точностью можно считать, что влажный воздух подчиняется всем законам смеси идеальных газов. Состояние воздуха характеризуется давлением, температурой, плотностью, влажностью, влагосодержанием и энтальпией. Влажность.
Абсолютной влажностью влажного воздуха называется отношение массы водяного пара Мп
(г) к объему V
(м3
) влажного воздуха. По закону Дальтона объем влажного воздуха равен объему водяных паров, поэтому абсолютная влажность воздуха в 1000 раз больше плотности водяных паров и может быть записана как wп
= 1000Мп
/
V
= 1000рг, где wп
- абсолютная влажность воздуха, г/м3
. Если воздух насыщать водяными парами, то при определенной температуре наступит предел насыщения. Абсолютная влажность воздуха при полном насыщении называется влагоемкостью и обозначается w нас
. Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности воздуха к влагоемкости при той же температуре: φ = wп
/wнас
= Рп
/Рнас
. Используя уравнение состояния газа (2.3), можно представить Рп
= pn
/(
Rn
T
)
и Рнас
= рнас
/(
R
п
Т) .
Тогда φ = Рп
/
Рнас ,
(2.7) Рнас
= f(t
) .
(2.8) Следовательно, относительную влажность воздуха можно рассматривать как отношение парциальных давлений водяных и насыщенных паров при той же температуре. Влагосодержанием называется масса водяного пара во влажном воздухе, приходящаяся на единицу массы сухой его части: d
= 1000Мп
/ Мв,
где d
- влагосодержание, г/кг; м
п - масса водяного пара, кг; М в
- масса сухой части воздуха, кг. Учитывая, что объемы пара и сухой части воздуха одинаковы, можно написать d
= 1000рп
/рв, (2.9) Подставив в формулу (2.9) значения РВ (2.4) и (2.5), получим и РП согласно формулам d
= 1000Rв
рп
/(Rп
рв
) . Зная, что Rв
= 287 кДж/(кг*К) и Rп
= 460 кДж/(кг· К), получаем d
= 623 Рп
/Рв
.
Используя выражения (2.1) и (2.7), можно записать d=623φРнас
/(Рб
- φРнас
) . (2.10) ШВЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Рассмотрим процессы обработки в системах кондиционирования воздуха для создания требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне на швейной фабрике, находящейся в г. Москве на 56° с.ш. Рассматриваемый цех расположен на третьем этаже пятиэтажного здания. Его ширина 24 м, длина 48 м, высота 2 м, площадь пола 1152 м2
и объем помещений этажа 4838,4 м3
. Таблица 1 Технологическое оборудование швейного цеха
№ п/н N,
кВт Общее количество одновременно занятых рабочих Пл = 151 человек. Наружные стены состоят из глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе и толщиной 51 см. Световые проемы выполнены в деревянных раздельных переплетах размером 2,5х4,5 м, c сопротивлением теплопередаче 0,42 м20
С/Вт. Hа восток ориентированы остекленные поверхности площадью 78,75 м2
и на запад - 78,75 м2
. Общая площадь заполнений световых проемов 157,5 м2
. Характеристика технологического оборудования приведена в табл. 1. Уравнение теплового баланса для летнего периода года
Общее количество теплопоступлений для теплого периода года Удельная тепловая нагрузка в швейном цехе составит Влаговыделения от людей составляет 102 г/ч, или 0,102 кг/ч Влаговыделения от оборудования ВТО - прессов и утюгов где Wпр.1
- количество влаги, выделяемой одним прессом (поз. 11,15,16., табл. 1), равняется 1,4 кг/ч, и поз. 12,14 - 0,2 кг/ч; Общее влаговыделение оборудованием составит Суммарные влаговыделения в швейном цехе будет Процесс обработки воздуха в тепловое время года для швейного цеха. Связующий эффект составит: - по теплу - по влаге - Необходимый воздухообмен определяется по двум вредным выделениям: По теплу, По влаге, Таблица 2 Параметры воздуха для тёплого периода года
К расчёту принимаем большую величину и определяем объёмное количество воздуха Кратность воздухообмена по теплу Так как кратность воздухообмена велика (17,9 1
/ч), то перед подачей в цех воздух необходимо охлаждать путем адиабатического увлажнения в оросительной камере кондиционера - процесс НК; точку K получим на пересечении адиабаты 𝒊н
- cоnst и относительной влажности φ к
= 90%. C параметрами точки K приточный воздух поступает в цех, где поглощает тепло и влагу цеха - процесс КЦ1
. Массовое количество воздуха по теплу по влаге Объемное количество воздуха Кратность воздухообмена в швейном цехе что отвечает требованиям, предъявляемым к швейным цехам. Таким образом, принимаем в теплое время года подачу воздуха в цех с предварительным охлаждением в оросительной камере. Уравнение теплового баланса для холодного периода года
Составим уравнение теплового баланса для холодного периода года. Тепловыделения в холодное время года Суммарные тепловые потери в швейном цехе определяем c учетом удельной тепловой характеристики здания. B типовых многоэтажных зданиях швейных обувных предприятии удельная тепловая характеристика для цехов, расположенных на последнем этаже, колеблется от 0,24 до 0,35 Вт/мз 0
С и для цехов, находящихся между первым и последним этажом, - от 0,14 до 0,2 Вт/мз
°С. Для швейного цеха на третьем этаже пятиэтажного здания примем qп.х
= 0,17 Вт/мз
°C. Производственный цех в холодный период характеризуется избыточным количеством тепла Для холодного времени года принимаем следующие параметры: - По наружному воздухуtн
=26°Сiн
= -25,3 кДж/кг; - По внутреннему воздуху tв
= 22°Сφв
= 60%; - Теплоизбытки - Влаговыделения W = 36,4 кг/ч Угловой масштаб вентиляционного процесса в цехе: Производительность вентиляционной системы принимаем как для теплого периода года Lx
= Lm
= 50555,5 мз
/ч Вентиляция осуществляется наружным, предварительно обработанным воздухом (процесс происходит без рециркуляции). Определим влагосодержание воздуха, выходящего из кондиционера и поступающего в цех. Для этого из уравнения находим связующий эффект по влаге: Точку K, характеризующую состояние воздуха, выходящего из кондиционера и поступающего в цех, находим на пересечении влагосодержания этой точки dк
= dц
-∆dц
и процесса изменения состояния воздуха в цехе, проведенного из точки Ц параллельно лучу углового масштаба, K - Ц II ОЕх
. Сравнивая теплосодержание и влагосодержание точек H и K, замечаем необходимость подогрева и увлажнения наружного воздуха для достижения им параметров точки K. Положение конечной точки подогрева наружного воздуха определяется пересечением линии процесса нагрева H-П при dн
= dп
- cоnst и изоэнтальпического увлажнения П-К при 𝒊к
=𝒊п
- cоnst. Расход тепла на подогрев где - Полученную производительность системы вентиляции по теплому времени года Lm
, мз
/ч для выбора кондиционера следует увеличить на 10% c учетом расширения производства или возможного наращивания установленной мощности технологического оборудования: Lконд
= Lm
+ 0,1 где Lконд
- производительность, по которой будет выбиратьcя кондиционер, мз
/ч. По полученной производительности 55611 мз
/ч подбираем кондиционер. Принимаем кондиционер КЦКП-63 (табл. 3.) Таблица 3. n, мин-1
ЛИТЕРАТУРА
1.В.Н. Талиева, «Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях», Москва, 1985 год. 2.П.Н. Умняков, «Основы расчёта и прогнозирования теплового комфорта и экологической безопасности на предприятиях текстильной и лёгкой промышленности», Москва, 2003 год. 3.В.А.Кравец, «Безопасность жизнедеятельности в лёгкой промышленности», Москва, 2006 год.
|