Аспирационный психрометр МВ-4М
Аспирационный психрометр МВ - 4М предназначен для определения относительной влажности воздуха в диапазоне от 10 до 100 % при температуре от -30 до +500 С (рис. 10.2). Цена деления шкал термометров не более 0,20 С. Принцип его работы основан на разности показаний сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Он состоит из двух одинаковых ртутных термометров 2, резервуары которых помещены в металлические трубки защиты 1. Эти трубки соединены с воздухопроводными трубками, на верхнем конце которых укреплен аспирационный блок с крыльчаткой 5, заводимый ключом 4.
Рис. 10.2. Аспирационный психрометр МВ-4М:
1 – резервуар ртутного термометра; 2 – шкала ртутного термометра;
3 – корпус психрометра; 4 – ключ заводного механизма; 5 – вентилятор; 6 – груша с пипеткой
Перед измерением резервуар правого термометра, обернутый тонкой тканью, смачивается дистиллированной водой с помощью пипетки 6. Затем ключом 4 заводят пружину вентилятора психрометра. При этом снизу засасывается воздух, который отекает резервуары термометров. Таким образом, сухой термометр показывает температуру этого потока воздуха, а показания смоченного термометра будут меньше, так как он охлаждается вследствие испарения воды с поверхности ткани. Показания термометров снимаются не ранее, чем через 3 минуты после начала работы вентилятора.
При измерениях аспирационным психрометром значение абсолютной влажности находится из следующего выражения:
|
|
|
A = Fвл - 0,5×(tсух - tвл)×B ¤ 755 (10.2)
где А - абсолютная влажность воздуха, мм.рт.ст.;
Fвл – максимальная влажность при температуре влажного термометра (tвл), берется из табл. 3;
tсух, tвл – температуры, измеренные соответственно сухим и влажным термометрами, ОС;
В – барометрическое давление, мм.рт.ст.
Относительная влажность воздуха (R, %) определяется из следующего выражения:
R = 100×A ¤ Fсух (10.3)
где Fсух – значение максимальной влажности при температуре сухого термометра tсух берется из табл. 10.3.
Таблица 10.3
Максимальная влажность (давление водяных паров при насыщении,
мм. рт. столба) при разных температурах
| Температура воздуха, 0С | Максимальная влажность Fвл, Fсух, мм.рт.ст | Температура воздуха, 0С | Максимальная влажность Fвл, Fсух, мм.рт.ст | Температура воздуха, 0С | Максимальная влажность Fвл, Fсух, мм.рт.ст |
| 10 | 9,209 | 17 | 14,530 | 25 | 23,756 |
| 11 | 9,844 | 18 | 15,477 | 26 | 25,207 |
| 12 | 10,518 | 19 | 16,477 | 27 | 26,739 |
| 13 | 11,231 | 20 | 17,735 | 28 | 28,344 |
| 14 | 11,967 | 21 | 18,650 | 29 | 30,034 |
| 15 | 12,788 | 22 | 19,827 | 30 | 31,842 |
| 16 | 13,967 | 23 | 21,068 | 31 | 33,695 |
|
|
|
Относительная влажность может быть определена также по психрометрической номограмме (рис. 10.2 на стенде). Для этого по вертикальным линиям отмечают показания сухого термометра, по наклонным - показания влажного термометра; на пересечении этих линий получают значение относительной влажности, выраженное в процентах. Линии, соответствующие десяткам процентов, обозначены на номограмме цифрами: 20, 30, 40, 50 и т. д.
Анемометр крыльчатый АСО-3
Крыльчатый анемометр применяется для измерения скоростей движения воздуха в диапазоне от 0,3 до 5 м/с (рис.10.3). Ветроприемником анемометра служит крыльчатка, насаженная на ось, один конец которой закреплен на неподвижной опоре, а второй – через червячную передачу передает вращение редуктору счетного механизма. Его циферблат имеет три шкалы: тысяч, сотен и единиц. Включение и выключение механизма производится арретиром. Чувствительность прибора не более 0,2 м/с.
Рис. 10.3 Анемометр: а) крыльчатый типа АСО-3; б) чашечный
Для определения скорости движения воздуха, измеренной с помощью анемометра (крыльчатого или чашечного) используется выражение:
V = (C2 - C1) ¤ T, (10.4)
где V – скорость движения воздуха, делений/с;
|
|
|
С1 и С2 – соответственно начальные и конечные показания анемометра, дел.;
T - продолжительность измерения, с.
Для перевода значения скорости движения воздуха из дел/с в м/с следует использовать график к крыльчатому анемометру (рис. 3 на стенде).
Значения эффективной и эквивалентно-эффективной температур, характеризующих пребывание в зоне, называемой «зоной комфорта», определяют по номограмме (рис. 1 на стенде). Эффективная температура определяется по номограмме на пересечении прямой линии, соединяющей показания сухого и влажного термометров (полученных по аспирационному психрометру) и нижней линией температур при скорости движения воздуха, равной нулю.
Эквивалентно-эффективная температура определяется по номограмме таким же способом, как эффективная, только с учётом разных скоростей движения воздуха, показанных на номограмме изогнутыми линиями.
Порядок выполнения работы
3.1.1.1. Определение влажности воздуха.
Для этого:
- смочить дистиллированной водой с помощью пипетки ткань на правом резервуаре психрометра;
- завести механизм вентилятора ключом психрометра и через 3 – 4 минуты записать показания tсух сухого и tвл влажного термометров;
|
|
|
- измерить барометрическое давление барометром-анероидом. Полученные значения подставить в выражения (2 и 3) и вычислить значения абсолютной и относительной влажности.
3.1.1.2. Измерение скорости движения воздуха в камере с помощью чашечного анемометра. Для этого:
- перед измерением записать начальные показания счетчика по всем трем шкалам, получив четырёхзначное число;
- включить вентилятор и анемометр на 60 секунд и записать показания счетчика анемометра в протокол.
Студенты выполняют один из следующих вариантов работы в зависимости от номера бригады.
| № бригады | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Вариант задания | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 |
Вариант 1
1. Измерить давление барометром-анероидом.
2. Определить температуру и относительную влажность воздуха в производственном помещении с помощью аспирационного психрометра (протокол №1).
3. Определить скорость движения воздуха с помощью чашечного анемометра (для создания воздушного потока включить вентилятор) (протокол №2).
4. Определить эффективную и эквивалентно-эффективную температуры для полученных значений температур и скорости движения воздуха (рис. 1 на стенде).
5. Сделать выводы о состоянии микроклимата в помещении, сравнив полученные данные с нормами (табл. 1 и 2) для данного периода года. Для следующих профессий: кузнец, швея, токарь, сварщик (протокол №3).
Вариант 2
1. Измерить давление барометром-анероидом.
2. Поместить в макет производственного помещения сосуд с водой.
3. Через 5 – 7 минут определить температуру и относительную влажность воздуха аспирационным психрометром (протокол №1).
4. Измерить скорость движения воздуха анемометром (включить вентилятор) (протокол №2).
5. Сделать выводы о состоянии микроклимата в помещении, сравнив полученные данные с нормами (табл. 1, 2). Для профессий: программист, фрезеровщик, кассир, грузчик (протокол №3).
Вариант 3
1. Измерить давление барометром- анероидом.
2. Определить температуры tсух сухого и tвл влажного термометров аспирационного психрометра (протокол №1).
3. Определить скорость движения воздуха анемометром (включить вентилятор) (протокол №2).
4. Определить влажность воздуха по психрометрическому графику (рис. 3 на стенде) и по гигрометру (протокол №1).
5. Сделать выводы о состоянии микроклимата в помещении, сравнив полученные данные с нормами (табл. 1, 2) для данного периода года. Заполнить протокол №3 для следующих профессий: слесари, формовщик, инженер-конструктор, кассир-операционист.
Протокол 1. Определение влажности воздуха
| Наименование прибора | tсух, оС | tвл, оС | Dt, оС | Fсух, мм.рт.ст | Fвл, мм.рт.ст | B, мм.рт.ст | А, мм.рт.ст | R, % |
| Психрометр аспирационный |
Протокол 2. Определение скорости движения воздуха
| Наименование прибора | С1, дел | С2, дел | V, дел/с | V, м/с |
| Чашечный анемометр |
Протокол 3. Оценка метеорологических условий для данного периода года
| По нормам (профессия……………………). | |||
| Параметры | Фактические | Допустимые | Оптимальные |
| t, oC | |||
| R, % | |||
| V,м/c | |||
Отчёт должен содержать
1. Краткую характеристику приборов, используемых в работе.
2. Результаты измерений по форме протоколов 1 и 2.
3. Выводы о состоянии микроклимата в момент исследования (протокол 3) и их соответствие с нормами.
Контрольные вопросы
1. Какими основными параметрами характеризуется микроклимат производственных помещений?
2. Что такое абсолютная, максимальная и относительная влажность воздуха?
3. Как влияет изменение влажности окружающего воздуха на организм человека?
4. Поясните принцип работы аспирационного психрометра.
5. Как производится измерение скорости движения воздуха? Принцип действия термоанемометра?
6. Что означают понятия - оптимальные и допустимые микроклиматические условия?
7. Чем определяется тепловой баланс в организме человека?
8. Как определяются энергозатраты организма человека?
9. Какое количество тепловой энергии добавляет в тепловой баланс организма человека поток энергии П = 10 мВт / см2, действующий в течение t = 4 час? Коэффициент отражения потока от человека k = 0,75. Расчёты произвести для эквивалентной поверхности человека к потоку энергии Sh = 0,64 м2. Принять во внимание, что 1кал = 4,2 Дж.
10. Какое дополнительное количество перегрузки организма в виде теплоты получит человек в течение 8 часового рабочего дня от плоской тепловой батареи площадью Sб = 0,5м2 на расстоянии r = 2м? Степень черноты излучающей поверхности батареи e = 0,85. Батарею следует считать сосредоточенным источником излучения. Мощность излучения батареи Pб (Вт) рассчитывается по формуле: Pб = Sб e со (T/100)4, со = 5,67 Вт/(м2 К4) (см. также формулы 7.1 и 7.2 в описании лабораторной работы №7)
11. Определить перегрев организма человека, загорающего на Солнце при потоке солнечной энергии 700 Вт/м2. Дополнительные данные см. в вопросе 9.
12. К какой категории относиться работа оператора ПЭВМ?
13. В чем отличие оптимальных условий микроклимата от допустимых?
14. Как провести измерения параметров микроклимата при аттестации рабочих мест?
Литература
1. Санитарные правила и нормы СанПин 2.2.4.548-96 “Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»(утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 1 октября 1996 г. N 21).
2. Свод правил СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 30 июня 2012 г. N 279).
3. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» (утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 29.09.1988 N 3388).
4. ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
Лабораторная работа №11
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ШУМА
Цель работы
Ознакомление с прибором для измерения уровня звукового давления (далее-шумомер), проведение измерения уровней звукового давления при включенном и выключенном электродвигателе.
Содержание работы
1. Определить средний уровень звукового давления электродвигателя по измерениям уровней звукового давления в разных октавных полосах частот.
2. Произвести сравнение среднего уровня звукового давления с фоновым уровнем шума.
3. Определить превышение нормативных уровней звукового давления и предложить пути снижения/защиты от шума
Характеристика шума
Шумом принято характеризовать любой нежелательный (мешающий) для человека звук. Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает неблагоприятное влияние на организм человека, вызывает тяжелые заболевания. Центральная нервная система является информационной системой организма и требует для своего функционирования достаточно много энергии. Если поток информации стационарен, то происходит привыкание (аккомодация) к стационарным условиям и затраты на поддержание функционирования центральной нервной системы резко снижаются. Шум не является стационарным процессом, он контрастирует с полезным звуковым информационным полем и потому происходит дополнительная перегрузка деятельности центральной нервной системы. Утомление работников из-за сильного шума увеличивает число ошибок при работе, способствует возникновению профессиональных заболеваний.
Звук (как физическое явление) – это продольные волны объемных деформаций упругой среды, характеризующиеся перепадом давления ΔP относительно атмосферного Pатм = 101 кПа. Звуковая волна характеризуется частотой и амплитудой колебаний. Чем больше амплитуда колебаний, тем больше звуковое давление, и тем громче ощущаемый человеком звук.
Как физиологическое явление звук ощущается органами слуха в диапазоне частот 20Гц…20кГц. Вне этих пределов находятся неслышимые человеком инфра - и ультразвуки.
Звуковое давление P (Па) – разность между мгновенным значением полного давления в воздухе и средним статическим давлением, которое наблюдается в среде при отсутствии звукового поля (атмосферным – в обычных условиях). В фазе сжатия звуковое давление положительно, а в фазе разряжения – отрицательно. Измерительный датчик звукового давления в шумомере – микрофон.
При распространении звуковой волны происходит перенос энергии. Поток звуковой энергии E (Дж) в единицу времени t (с), отнесенный к поверхности S (м2), нормальной к направлению распространения волны, называется интенсивностью звука I (Вт/м2). Для звуковой волны, распространяющейся в виде плоского фронта, имеем следующие соотношения:
I = E/tS = p2/2rc, (11.1)
где r - плотность среды, кг/м3.
с - скорость звука в среде, м/с.
Для воздуха при температуре 20оС: r = 1,20 кг/м3, с = 344 м/с;
rc - удельное сопротивление среды, для воздуха при нормальных атмосферных условиях rc = 410 Па×с / м2.
Источник шума характеризуется мощностью W (Вт), т.е. количеством звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени (Дж/с). Звуковая мощность источника шума W (Вт) связана с интенсивностью шума I (Вт/м2) следующим соотношением:
где S - поверхность, через которую проходит поток звуковой энергии.
Если источник шума принять за точечный, что допустимо при расстояниях r от источника много больших геометрических размеров самого источника, то при его расположении на полу (т.е. при излучении в полусферу) звуковая мощность равна:
W = Iср S = Iср 2pr2, (11.2)
где Iср - интенсивность звука, усредненная по измерениям звукового давления по нескольким точкам на измерительной поверхности S в виде полусферы радиусом r.
В соответствии с действующими нормативными документами нормирование шума производится по двум методам:
1. По предельному спектру с использованием октавной полосы частот (рассматривается как справочный параметр);
2. По эквивалентному уровню звука А.
Октавной называется полоса частот, в которой верхняя граничная частота fверх в два раза больше нижней fнижн. Среднегеометрическая частота fср октавной полосы выражается соотношением 
. Измерения, акустические расчёты, нормирование производятся в полосах со среднегеометрическими частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
Степень восприятия звука зависит от амплитуды звукового колебания. Так на частоте 1000 Гц ощущение звука начинается с давления P о = 2×10-5 Па. Величину P о называют порогом слышимости. Тогда интенсивность звука (11.1), соответствующая порогу слышимости, равна Io = 10-12 Вт/м2.
Для объективной оценки характеристики шума были введены логарифмические величины: уровень интенсивности LI, уровень звукового давления Lp, что соответствует закону Фехнера,
LI = 10×lg(Iср/I0), I0 = 10-12 Вт/м2 (11.3a)
LP= 10×lg (P/P0)2, P0 = 2×10-5 Па (11.3б)
Для характеристики звуковой мощности источника шума используется уровень мощности шума LW
LW= 10×lg (W/W0), W0 = 10-12 Вт (11.3в)
При нормальных атмосферных условиях LI = LP = L. Поэтому для краткости используют термин уровень шума L, опуская индексы I, P. Приборы, измеряющие уровень шума, основаны на измерении уровней звукового давления LP в определенной точке. Чувствительным элементом, реагирующим на изменение уровня звукового LP, является микрофон. Измеряемый уровень звукового давления зависит от мощности источника шума и от расстояния от этого источника (Рис. 11.1).
Уровень звуковой мощности шума источника LW характеризует звуковые характеристики источника и является величиной, независимой от расстояния, так как W и W0 постоянные величины.
Характеристиками источника шума, которые указываются в технической документации на изделие, являются:
|
Рис.11.1 Схема источника шума |
1. Уровни мощности шума LW в октавных полосах частот.
2. Характеристики направленности излучения источника шума.
Найденные значения L уровней сравнивают с допустимыми по нормам Lдоп, (см. табл.1) и определяют требуемое снижение шума DLтреб (дБ) в каждойиз восьми октавных полос
DLтреб= L - Lдоп.
Таблица 11.3
Предельно допустимые уровни звукового давления, звука и эквивалентного уровня звука на рабочих местах
| Наименование показателя | Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
 Мы поможем в написании ваших работ! | |||||||||