Цель работы: изучение параметров метеорологических условий, прибо-

ров для их измерения и приобретение практических навыков оценки состоя-

ния метеоусловий в производственных помещениях.

Задачи работы:

1. Изучить назначение, устройство и принцип действия приборов для из-

мерения параметров метеорологических условий.

2. Определить температуру, относительную влажность, скорость движе-

ния и давление воздуха, интенсивность теплооблучения на рабочем мес-

те.

3. Сделать санитарно-гигиеническую оценку метеоусловий по измерен-

ным величинам параметров микроклимата рабочей зоны.

СВЕДЕНИЯ О МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Метеорологические условия (или микроклимат) производственных поме-

щений – это физическое состояние воздушной среды, которое определяется

действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности,

скорости движения и давления воздуха, а также температурой окружающей

поверхности.

СанПиН 2.2.4.548-96 для рабочих зон производственных помещений ус-

танавливает нормы температуры, относительной влажности и скорости дви-

жения воздуха с учетом периода года и категории работ.

Категории работ – разграничение работ на основе общих энергозатрат ор-

ганизма в процессе труда.

В этой связи все работы разделяют на три категории (табл. 1.):

легкие, средней тяжести, тяжелые.

В любой обстановке (производственной или бытовой) механизмы термо-

регуляции организма человека стремится поддержать постоянную темпера-

туру тела, равную +36,50С. Эта температура является результирующей двух

процессов: внутреннего производства теплоты в теле и внешнего теплообме-

наСоответствие между количеством тепла, вырабатываемого организмом и

охлаждающей способностью среды характеризуют ее как комфортную. На-

рушение теплообмена ведет или к перегреву или к переохлаждению организ-

ма, что снижает работоспособность человека, а значит, и производительность

его труда, и может явится причиной несчастных случаев и заболеваний.

УСТРОЙСТВО,ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРИБОРОВ И МЕТОДИКА

ИЗМЕРЕНИЯ

1. Атмосферное давление в данной работе измеряется барометром - ане-

роидом или барографом М-22.

Барометры – анероиды представляют собой металлическую коробку с за-

стекленной верхней стенкой. Внутри коробки имеется безвоздушная метал-

лическая подушечка с волнообразными стенками. Колебания давления изме-

няют объем подушечки и через систему рычагов передаются на стрелку, ко-

торая, двигаясь по шкале, показывает величину давления в миллиметрах

ртутного столба. Нормальное атмосферное давление – 100,8 кПа (755 мм. рт.

ст.).

Для непрерывного наблюдения за колебаниями атмосферного давления

применяется самопишущий прибор – барограф М-22. Его используют в рабо-

те при неисправности барометра-анероида. Описание устройства прибора да-

но в приложении 1.

2. Температура воздуха. При исследовании температуры закрытых поме-

щений чаще всего определяется их температурный режим. Под этим терми-

ном понимают показатели температуры воздуха помещения на различных

уровнях и в различных направлениях по вертикали и по горизонтали.

Для объективной оценки измерения ее проводят в трех точках: у внутрен-

ней стены, в центре помещения, у холодной стены. В работе для этой цели

применяются ртутные или спиртовые термометры, установленные на верти-

кальных стойках на уровне 0,2м; 1м и 1,5м от пола. Стойки устанавливают по

диагонали помещения у внутренней (тепловой) стены на расстоянии 1м от

источников тепла и стен здания.

Для систематического наблюдения за ходом температуры в течение про-

должительного времени используют термографы. Описание устройства и

принципа действия термографа дано в приложении 3.

3. Влажность воздуха – содержание в воздухе водяных паров (характери-

зуется различными величинами).

Абсолютная влажность е - упругость (или парциальное давление) водя-

ных паров, находящихся в воздухе, выраженное в мм.рт.ст.

Иногда абсолютной влажностью называют весовое количество пара в 1м3

парогазовой смеси, так как эта величина численно почти полностью совпада-

ет с упругостью и при Т = 16,5 С точно равна ей.

Относительная влажность воздуха – процентное отношение абсолютной

влажности к максимальной

где R - относительная влажность воздуха, %;

е - абсолютная влажность воздуха;

Е - упругость насыщенных водяных паров при температуре «сухого»

термометра Тс .

Относительная влажность измеряется психрометрами Августа и Ассмана.

Основные части психрометра – два термометра. Резервуар одного из них

обернут гигроскопической тканью.

Принцип действия психрометра основан на зависимости интенсивности

испарения влаги в окружающий воздух от влажности этого воздуха.

Более совершенным является психрометр Ассмана, у которого резервуары

обоих термометров помещены в металлические трубки, защищающие их от

теплового излучения. Чтобы исключить влияние скорости движения окру-

жающего воздуха, через эти трубки пропускают исследуемый воздух со ско-

ростью 4 м/с. Движение воздуха обеспечивается вентилятором, который

вмонтирован в корпус психрометра и приводится в движение пружинным

двигателем.

Зная показания термометров, относительную влажность находят по пси-

хрометрическим таблицам или по соответствующим графикам.

Относительную влажность воздуха также вычисляют по формуле (1). При

этом абсолютная влажность е вычисляют по формуле (3) для психрометра

Ассмана:

где , Е - упругость насыщенных водяных паров при температуре «влажно-

го» термометра В Т , мм.рт.ст. (табл. 4);

- психрометрическая постоянная – коэффициент, зависящий от ско-

рости движения воздуха, (табл. 5);

Тс - показания «сухого» термометра психрометра, С;

Тв - показания «влажного» термометра психрометра, С;

Р - атмосферное давление в момент измерения влажности, мм.рт.ст.

Для непрерывного наблюдения за изменением относительной влажности

используют самопишущий прибор – гигрограф. Описание устройства прибо-

ра и принцип действия его дано в приложении 2.

Скорость движения воздуха определяется специальными приборами –

анемометрами.

Механические анемометры (крыльчатый и чашечный) работают на прин-

ципе измерения за определенный срок числа оборотов приемной вертушки

прибора, помещенного в установившийся воздушный поток. Пределы изме-

рений крыльчатого струйного анемометра – от 0,3 до 5,0 м/и, а чашечный –

от 1 до 20 м/с.

Индукционные анемометры работают на принципе измерения угловой

скорости вращения вертушки методом электрического индукционного тахо-

метра.

Анемометр ручной индукционный (АРИ - 49) предназначен для измерения

усреднённого значения скорости движения воздуха в наземных условиях в

диапазоне от 2,0 до 30,0 м/с.

В лабораторной установке движение воздуха создается с помощью на-

стольного вентилятора.

Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое телами,

находящимися в состоянии термодинамического равновесия (когда все части

тела имеют одну и ту же температуру). Зависимость от абсолютной темпера туры и оптических свойств излучающего тела.

Измерение интенсивности теплового излучения производится актиномет-

рами (например, актинометр ЛИОТ – Н – инспекторский актинометр Носко-

ва), принцип действия которого основан на измерении термо - ЭДС, возни-

кающей вследствие равной величины поглощения и излучения блестящими и

зачерненными секциями термоприемника.

Актинометр не следует долго держать открытым у источника тепла; необ-

ходимо также оберегать его от толчков и сотрясений.

В термических, литейных, крупных кузнечных цехах, участках сушки,

термообработки необходимо учитывать интенсивность теплового излучения.

С целью сохранения теплового баланса в организме человека при работе

и, следовательно, полной трудоспособности в данных производственных ус-

ловиях рекомендуется при интенсивности теплового излучения 0,5 кал/см2

мин и более применять воздушное душирование, а при – 1,5 кал/см2 мин уст-

раивать водо - воздушное душирование, холодное экранирование и др.

Техника безопасности при выполнении лабораторной работы

Работа выполняется после проверки лаборантом исправности изоляции

электросети, шнура вентилятора и теплоизлучателя.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

После ознакомления с сущностью работы, устройством, принципом дей-

ствия приборов, требованиями техники безопасности при выполнении лабо-

раторной работы студент должен поставить в известность об этом преподава-

теля и получить разрешение на выполнение экспериментальной части.

Порядок проведения работы

1. Установить категорию работ и соответствующие ей оптимальные или

допустимые параметры метеорологических условий в лаборатории.

2. Определить экспериментально параметры микроклимата в учебной ла-

боратории:

а) давление воздуха с помощью барометра-анероида, а при неисправности

или отсутствии его по барографу;

б) среднюю температуру воздуха по показаниям термометров укреплен-

ных на стойках или по термографу;

в) относительную влажность воздуха психрометром Ассмана, осуществив

при этом следующую последовательность операций;

- смочить матерчатый колпачок термометра дистиллированной водой;

- завести пружину вентилятора прибора на 5-6 оборотов, создавая ско-

рость движения воздушного потока 4 м/с;

- через 1,5-2 мин снять показания с «сухого» и «влажного» термометра;

- по психрометрическому графику (таблице), приложенному к паспорту

прибора, определить относительную влажность воздуха;

- вычислить относительную влажность воздуха по формуле (1);

- сопоставить результаты расчета и эксперимента.