Охорона працы

 

3.4 Задачі до контрольної роботи та вказівки до їх рішення

Задача 1. Робоче місце, де періодично виконуються технологічні операції тривалістю до 20 хвилин, віддалене від стінки печі площею F, м² на відстань l, м. Оцінити відповідність інтенсивності теплового випромінення на робочому місці припустимому рівню за ГОСТ 12.1.005-88. Матеріал кладки, її товщина S, мм і температура внутрішньої поверхні t_в, ⁰С, температура оточуючого повітря та обладнання t₀, ⁰С наведені в табл. 1

Таблиця 1- Вихідні дані до задачі 1

№№ вар.	Матеріал кладки	F, м2	l, м	S, мм	tв, 0С	t0, 0С
1	Шамот	3,5	6	700	1150	30
2	Динас	1,5	1	400	1100	30
3	Піношамот	3	4,5	500	850	20
4	Червона цегла	6,5	10	300	650	20
5	Шамот	8,8	2	600	1220	25
6	Динас	4	1,5	550	1200	25
7	Піношамот	1,5	3	400	800	30
8	Червона цегла	4	1	360	620	30
9	Шамот	18	1	480	980	20
0	Динас	12	2	620	1250	20

Вказівки до рішення

Інтенсивність теплового випромінення на робочому місці наближено можна визначити за формулами:

 

- при l £ F   , Вт/м²;                       (3.1.1)

 

- при l > F   , Вт/м²                           (3.1.2)

 

де Т₃ – абсолютна температура зовнішньої поверхні стінки печі, К, яку знаходять за методом ітерацій. Спочатку приймають t₃ = Т₃ –273 = t₀, ⁰С, коефіцієнт тепловіддачі від стінки в оточуюче середовище a₃ = 15¸20 Вт/(м²*К) та знаходять:

• середню температуру кладки: , ⁰С;
• коефіцієнт теплопровідності матеріалу кладки l, Вт/(м*К) при цій температурі за відповідною формулою додатку 2;

 

• тепловий потік крізь кладку: , Вт/м².

Потім уточнюють величини t₃ та a₃:

 

, ⁰С; , Вт/(м²*К),     (3.1.3)

 

де С₀ = 5,67 Вт/(м²*К⁴) – коефіцієнт випромінення абсолютно чорного тіла;

e₃ – ступінь чорноти поверхні кладки (додаток 2);

Т₀ =t₀ + 273 – абсолютна температура оточуючого середовища, К.

Ці значення t₃ та a₃ використовують для уточнення t, l, q за наведеними формулами. Аналогічно виконують переуточнення t₃, a₃ , t, l, q у другому та наступних наближеннях. Якщо значення t ₃, що отримано у попередньому та наступному наближенні, відмінні не більш, ніж на 5⁰С, уточнення t ₃ припиняють і приймають у якості розрахункової величину, яка отримана в останньому наближенні.

Припустимий рівень теплового  випромінення знаходять з додатку 3 у залежності від тривалості роботи, що треба виконувати на робочому місці.

Задача 2. Визначити максимальну тривалість неперервного виконання технологічних операцій робітником на відстані l,м від нагрітої до температури t₃, ⁰С поверхні обладнання площею  F,м². Який сумарний час на протязі години він може працювати на цьому місці?

Таблиця 2- Вихідні дані до задачі 2

№№ вар.	F, м2	l, м	t3, 0С
1	2,2	2,5	350
2	1,5	1	350
3	3	3,2	375
4	1,5	1,6	300
5	8,8	2	250
6	4	1,5	300
7	1,5	6	800
8	4	1	300
9	18	1	200
0	12	2	270

Вказівки до рішення

 

Інтенсивність теплового випромінення на робочому місці визначають як:

 

, Вт/м² при l £ F                 (3.2.1)

 

або , Вт/м²   при l > F,                (3.2.2)

 

де Т₃ – абсолютна температура поверхні обладнання, К.

За величиною q інтерполяцією даних додатку 3 знаходять величини t₁ і t_S.

Задача 3. У скільки разів буде зніжено інтенсивність теплового випромінення на робочому місці, якщо зовнішню поверхню кладки печі площею F, м² з температурою t₃, ⁰С екранувати металевим листом? Відстань від екрана до робочого місця l, м; зазор між екраном та кладкою l₃ = 200мм. Матеріал кладки та екрана наведений в табл. 3; температура оточуючого повітря і конструкцій t₀ = 30⁰С.

Таблиця 3- Вихідні дані до задачі 3

№№ вар.	F, м2	l, м	t3, 0С	Матеріал
				Кладки	Екрана
1	2,2	2,5	250	Шамот	Алюміній полірований
2	1,5	1	250	Динас	Алюміній шорсткий
3	3	3,2	275	Червона цегла	Жесть біла стара
4	1,5	1,6	200	Піношамот	Сталь листова шліфована
5	8,8	2	200	Шамот	Сталь окислена шорстка
6	4	1,5	200	Динас	Алюміній дуже окислений
7	1,5	3	300	Червона цегла	Залізо оцинковане блискуче
8	4	1	250	Піношамот	Алюміній полірований
9	18	1	175	Шамот	Алюміній шорский
0	12	2	210	Динас	Жерсть біла стара

Вказівки до рішення

Інтенсивність теплового випромінення на робочому місці при відсутності  екрана та при його установці можна визначити за формулами:

 

,Вт/м² при l_р£ F                    (3.3.1)

 

або ,Вт/м² при l_р> F,                 (3.3.2)

 

де l_р – відстань від робочого місця до поверхні, що випромінює, м; при відсутності екрана: l_р= l +  l₃,м; при його установці: l_р= l,м;

Т_р – абсолютна температура поверхні, що випромінює, К; при відсутності екрана: Т_р=t₃ + 273,К; при його установці: Т_р=Т_е ,К.

Абсолютну температуру  екрана Т_е ,К визначають за формулою:

 

, К,                           (3.3.3)

 

де  - зведена ступінь чорноти системи “кладка – екран”;

 

Т₀ = t₀ +273 – абсолютна температура оточуючого середовища, К;

e_к, e_е – ступінь чорноти матеріалу кладки і екрана, які знаходять з додатків 2 і 4.

Задача 4. Стінка печі площею F,м² і товщиною S, мм виконана з шамотної цегли та віддалена на l, м від робочого місця. Визначити товщину шару теплоізоляції кладки з піношамоту для можливості періодичної роботи тривалістю до t₁, хвилин. Температура внутрішньої поверхні кладки t_B, ⁰С; оточуючого повітря і обладнання t₀ = 30⁰С.

Таблиця 4- Вихідні дані до задачі 4

№№ вар.	F, м2	l, м	S, мм	t1, хвилин	tв, 0С
1	4	2	240	20	1200
2	15	3	240	16	1200
3	14	1,5	240	14	1200
4	16	2,5	240	17	1200
5	16	1,5	240	13	1200
6	4	2	180	20	1250
7	15	3	180	16	1250
8	14	1,5	180	14	1250
9	16	2,5	180	17	1250
0	16	1,5	180	13	1250

Вказівки до рішення

Припустима температура  поверхні, що випромінює, тобто зовнішньої поверхні шару теплоізоляції, визначають за формулою:

 

, ⁰С,                          (3.4.1)

 

де q – припустима інтенсивність теплового потоку на робочому місці, Вт/м², яку знаходять інтерполяцією за тривалістю одноразової дії випромінення t₁, хвилин з додатку 3.

Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні теплоізоляції в оточуюче середовище:

 

, Вт/(м²*К),         (3.4.2)

 

де С₀ = 5,67 Вт/(м²*К⁴) – коефіцієнт випромінення абсолютно чорного тіла;

e₃ – ступінь чорноти поверхні теплоізоляції (додаток 2);

Т₀,Т₃ – абсолютна температура оточуючого середовища і зовнішньої поверхні шару теплоізоляції, К.

Тепловий потік крізь стінку печі: q_ст = a₃(t₃ – t₀), Вт/м².

Необхідну товщину шару теплоізоляції  знаходять за формулою:

 

,м,                                  (3.4.3)

 

де l_і – коефіцієнт теплопровідності піношамоту, Вт/(м*К), який розраховують за відповідною формулою додатку 2 для його середньої температури: , ⁰С;

t_c – температура на межі робочого шару кладки (шамоту) і теплоізоляції, ⁰С, яку знаходять за методом ітерацій. Спочатку приймають температуру на межі шарів: , ⁰С; знаходять середню температуру шару шамоту: , ⁰С; коефіцієнт його теплопровідності при цій температурі  l_ш за відповідною формулою додатку 2 і значення температури на межі шарів у другому наближенні: , ⁰С. За уточненим значенням t_c роблять перерахунок t_ш, l_ш та знову уточнюють t_c. Якщо різниця між отриманим у попередньому і наступному наближенні значеннями t_c не перевищує 5⁰С, пере уточнення припиняють і приймають величину t_c за останнім наближенням.

Задача 5. У виробничому приміщенні розмірами 20´10´4м з апаратів об^/ємом V₁ і V₂, м ³ за припустимих умов їх герметизації крізь нещільності відбувається виток газів відповідно А₁ і А₂. Тиск в апаратах становить Р₁ і Р₂, МПа; температура t₁ і t₂,⁰С. Визначити потрібний повітрообмін у приміщенні, якщо у припливному повітрі концентрація цих газів складає а,% від їх ГДК_рз.

Таблиця 5- Вихідні дані до задачі 5

№№ вар.	Газ		Р1, Мпа	Р2, Мпа	V1,м 3	V2,м 3	t1,0С.	t2,0С.	а,%
	А1	А2
1	SO2	H2S	0,1	0,2	20	10	100	25	10
2	SO2	NO2	0,3	0,5	25	15	120	30	12
3	SO2	HF	0,6	0,8	30	17	110	28	15
4	HF	HCl	1,0	1,2	35	20	90	25	22
5	Cl2	HCl	1,6	1,0	30	15	100	30	28
6	SO2	SO3	0,6	1,6	25	12	80	20	21
7	NH3	NO2	1,0	2,5	40	20	120	40	20
8	SO3	NO2	2,0	3,0	20	8	90	30	16
9	Cl2	NH3	4,0	6,0	50	20	130	40	8
0	HF	SO3	0,5	1,0	60	10	80	35	6