Задачи для контрольной работы

Задача № 1. В производственном помещении одновременно работают три вентиляционные установки. Уровни звукового давления первой, второй и третьей приведены в табл. 1. Определить суммарный уровень звукового давления и сравнить его с допустимым уровнем.

Таблица 1

Уста-новки	Варианты
	Уровень звукового давления, дБ.
Первая
Вторая
Третья

 

Указания к решению задачи. При определении суммарного уровня звукового давления следует пользоваться табл. 2 суммирования уровней шума, а также ГОСТ 12.1.003-83.

Уровни звукового давления, выраженные в децибелах, арифметически складывать нельзя.

Для определения суммарного уровня нескольких источников шума, расположенных в помещении, производится последовательное попарное сложение уровней, начиная с большего, по формуле

где L_б - больший из двух суммируемых уровней;

DL - добавка, определяемая по табл. 2.

Таблица 2

Разность двух складываемых уровней, дБ:
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	20
Добавка DL к более высокому уровню, необходимая для получения суммарного уровня, дБ	3	2,5	2	1,8	1,5	1,2	1	0,8	0,6	0,5	0,4	0

 

Например: L1 = 79 ДбА, L2 = 84ДбА; L3 = 86ДбА

Складываем уровни шума, начиная с большего, по мере их убывания, для этого: L3 - L2= 86 – 84 =2 ДбА; По табл. 2 находим DL₁ = 2.

Суммируем больший уровень шума с добавкой DL: Lсум₁= L3+DL1= 86+2=88 ДбА

Затем сравниваем Lсум с L1: Lсум₁- L1= 88-79=9 ДбА

По табл. 2 находим добавку DL₂=0,5

Lсум₂ = Lсум₁+DL₂= 88+0,5=88,5 ДбА

Окончательный результат округляют до целого числа децибел.

Суммарный уровень звукового давления при работе нескольких источников шума можно так же определить по формуле

ДбА

где L₁,L₂,…,L_n – уровни звукового давления, создаваемые каждым источником в расчетной точке.

Сравнить полученный результат с допустимым значением уровня звукового давления, приведённого в ГОСТ 12.1.003-83. Если рассчитанный уровень шума превышает допустимые значения, то предложить средства индивидуальной защиты.

Задача № 2. Определить величину тока, проходящего через тело человека, прикоснувшегося к корпусу повреждённой электроустановки при разных значениях сопротивления изоляции. Исходные данные приведены в табл. 3.

Таблица 3

Параметры	Варианты
1.Сопротивление изоляции, кОм
2.Сопротивление человека, кОм	1,0	8,9	6,0		7,2	1,5	4,8	3,6	2,7
3.Напряжение, В
4.Сопротивление заземления, Ом			3,5		2,5				3,5

 

Указания к решению задачи. При решении задачи необходимо определить величину тока, проходящего через тело человека, как при наличии защитного заземления, так и без защитного заземления.

Сила тока J_r, проходящего через тело человека, при отсутствии или неисправности защитного заземления определяется по следующему выражению:

где U_ф – фазное напряжение сети, В;

R_r – сопротивление человека, Ом;

R_из – сопротивление изоляции сети, Ом.

Сила тока J_r, протекающего через человека, прикоснувшегося к корпусу заземленного оборудования, определяется по следующему выражению:

где R_з - сопротивление заземления, Ом.

Привести выводы с точки зрения исхода поражения человека,:

1. Как изменяется величина тока, протекающего через человека, при увеличении сопротивления изоляции;

2. Сравнить величины тока, проходящие через тело человека, с предельно допустимыми уровнями токов по ГОСТ 12.1.038-82. ССБТ. «Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений и токов».Табл.2 при длительности воздействия более 1 с и сделать вывод об эффективности защитного заземления.

Задача № 3. Определить величину тока, проходящего через тело человека, при прикосновении к оголённому проводу трёхфазной сети:

а) с заземлённой нейтралью, б) с изолированной нейтралью.

Напряжение питающего трансформатора U=380/220В. Дополнительные данные для расчёта приведены в табл. 4.

Таблица 4

Параметры	Варианты
1.Сопротивле-ние тела человека, кОм	1,0	0,9	1,1	1,2	1,3	0,95	1,05	0,8	1,15	0,85
2.Сопротивле-ние пола, кОм	1,4					1,5	3,0		2,5	9,9
3.Сопротивле-ние изоляции, кОм
4.Сопротивле-ние обуви, кОм	1,5	7,5	0,5	9,9		1,0	2,0	9,7	0,7	8,0

 

Указания к решению задачи. При решении задачи нужно привести электрические принципиальные схемы и схемы замещения. Расчёт сопровождать пояснениями. Следует учесть, что обе схемы работают в нормальном режиме (при отсутствии замыкания фаз на землю).

Сила тока J_r, проходящего через тело человека при однофазном прикосновении в сети с изолированной нейтралью, определяется по следующему выражению:

где U_ф – фазное напряжение сети, В;

R_r – сопротивление тела человека, Ом;

R_об – сопротивление обуви, Ом;

R_п – сопротивление пола, Ом;

R_из – сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли, Ом.

Сила тока J_r, проходящего через тело человека при однофазном прикосновении в сети с глухозаземленной нейтралью, определяется по следующему выражению:

где R_о – сопротивление заземления нейтрали, Ом, принимается равным 4 Ом.

Привести вывод о целесообразности применения каждой из схем с точки зрения безопасности.

Задача № 4. Человек, прикоснувшийся к одной фазе трёхфазной сети напряжением 380/220В с изолированной нейтралью в период, когда другая фаза была замкнута на землю через сопротивление. Сопротивление изоляции фаз относительно земли равны: R₁=R₂=R₃=R_ИЗ= 10000 Ом. Ёмкости относительно земли также все равны: С₁=С₂=С₃=С= 0,1 мкФ. Определить величину тока, проходящего через тело человека, и напряжение прикосновения. Необходимые данные приведены в табл. 5.

 

Таблица 5

Параметры	Варианты
1.Сопротивление замыкания на землю, Ом								0,5
2.Сопротивление эл. цепи человека, кОм	2,5	9,5	1,5

 

Указания к решению задачи. Решение задачи должно сопровождаться схемами и векторными диаграммами, а также пояснениями и выводами о величине тока, проходящего через тело человека, и напряжении прикосновения.

Поскольку полная проводимость относительно земли исправного провода значительно меньше полной проводимости замыкания провода на землю можно принять и

Тогда силу тока J_r, проходящего через тело человека в случае прикосновения к проводу сети с изолированной нейтралью можно определить из выражения:

I

где U_ф – фазное напряжение, В;

R_r – сопротивление цепи человека, Ом;

r_зм – сопротивление замыкания на землю, Ом.

Напряжение прикосновения

Сделать вывод об опасности прикосновения к фазному проводу в период, когда другая фаза замкнула на землю.

Задача № 5. Провести расчёт зануления в электросети напряжением 380/220В. Электропитание осуществляется от силового трансформатора. Электросеть нагружена электродвигателями с короткозамкнутыми роторами. В качестве защиты установлены вставки плавкие. Провода, соединяющие электродвигатели с трансформатором, медные. Необходимые данные для расчёта приведены в табл. 6.

Таблица 6

Наименование	Варианты
1.Мощность транс- форматора, кВА
2.Мощность электро- двигателя, кВА		7,5				8,0			5,0
3.Длина проводов, м
4.Сечение проводов	Определяется по току нагрузки

 

Указание к решению задачи. При решении необходимо привести принципиальную электрическую схему. Обосновать применение зануления, необходимость заземления нулевого провода. В качестве защиты можно применять автоматические выключатели.

Задачу решить по методике, изложенной в литературе [14] или [15] списка дополнительной литературы.

Пример расчёта автоматического отключения питания (защитного зануления) приведён в Приложении 1. Методических указаний стр. 75 – 81.

Задача № 6. Рассчитать искусственное защитное заземление для участков, в которых проводится испытание электрооборудования. Электропитание осуществляется от силовых трансформаторов напряжением 380 В. Нейтраль трансформаторов изолирована. Контроль сопротивления изоляции постоянный. Данные для расчёта приведены в табл. 7.

Таблица 7

Наименование	Варианты
1.Грунт, rтаб, Ом×м	Глина	Чер-нозём 50	Супе-сок 350	Торф 30	Песок 700	Су-пе-сок	Торф 20	Ка-ме-нис-тый 700	Ска-лис-тый 105	Глина 50
2.Длина круглых (прутковых) заземлителей, м		4,5			4,5
3.Диаметр круглых (прутковых) заземлителей, мм
4.Размер уголка, см x см						5x5	4x4	5,5x5,5	4,5x4,5	6x6
5.Длина уголков,м							2,8	1,5	2,8	2,5
6.Мощность силового трансформатора, кВА

Примечания.

1. В формулах ρ-удельное электрическое сопротивление земли, Ом×м (1 Ом×м – сопротивление куба земли с ребром 1м); размеры - в метрах, R – в Омах.

2. Для уголка с шириной полки b принимать d=0,95b

3. Для полосы с ширины b принимать d=0,5b

Указания к решению задачи. Для решения необходимо привести принципиальную электрическую схему электропитания при наличии заземления, а также схему устройства заземления. Решение проводить по методике, изложенной в методических указаниях “Расчет защитного заземления и зануления” и сопровождать пояснениями.

1. Определить расчетное удельное сопротивление грунта r_{расч .} с учетом климатического коэффициента Y: . Вместо r_{табл .} в формулу можно подставлять значение измеренного удельного сопротивления грунта r_{изм .} в конкретном месте расположения заземляющего устройства. Значения коэффициентов Y принимаются в зависимости от климатических зон России, вида и длины заземлителей. Для данной задачи примем Y=1,25.

2. Определить сопротивление одиночного вертикального стержневого заземлителя длиной L, заглубленного ниже уровня земли на t₀=0,5м по формуле:

 

где — глубина заложения стержневого заземлителя, м.

Если сопротивление одиночного заземлителя оказывается больше требуемого сопротивления заземляющего устройства R_и, т.е. если R>R_и или R>R_з в отсутствии естественных заземлителей, то необходимо использовать несколько соединенных между собой заземлителей. Величину R_з для данной задачи согласно ПУЭ принять равной 4 Ом.

3. Определить потребное количество заземлителей n без учета их взаимного экранирования:

4. Определить необходимое количество заземлителей n_э с учетом их взаимного экранирования:

где h — коэффициент использования заземлителей, учитывающий их взаимное экранирование и зависящий от количества n и расстояния между заземлителями. Определяется по таблице методических указаний и для вариантов 1,2,7,8 и 0 данной задачи может быть принят равным 0,55, а для остальных вариантов – 0,75. Студент может определить самостоятельно коэффициент h по табл. 7.1.

 

Таблица 7.1- Коэффициенты использования h _с вертикальных стержневых заземлителей (стержней, уголков и т.п.)

Число заземли- телей	Отношение расстояний между заземлителями к их длине
			1 2 3 3
Заземлители размещены	в ряд	Заземлители размещены по контуру
	0,85	0,91	0,94	- - -
	0,73	0,83	0,89	0,69 0,78 0,85
	0,65	0,77	0,85	0,61 0,73 0,80
	0,59	0,74	0,81	0,55 0,68 0,71
	0,48	0,67	0,76	0,47 0,63 0,66
	-	-	-	0,41 0,58 0,64
	-	-	-	0,39 0,55 0,64
	-	-	-	0,36 0,52 0,62

 

Учитывая то, что заземлители соединяются между собой стальной полосой, которая является дополнительным заземлителем, количество заземлителей можно уменьшить.

5. Определить расчетное сопротивление при принятом числе заземлителей n_эп:

6. Определить сопротивление соединительной стальной полосы:

где L_сп = 1,05× l ^.n_эп — общая длина соединительной полосы;

l — расстояние между вертикальными заземлителями;

b = 40мм —ширина соединительной полосы.

7. Определить расчетное сопротивление соединительной полосы с учетом взаимного экранирования:

где h_п — коэффициент использования соединительной полосы. Определяется по таблице методических указаний с учетом количества и длины заземлителей и расстояния между ними. Для вариантов 1, 8 h_п принять равным 0,25, а для вариантов 2,3,7 и 0 — 0,35, для остальных — 0,45. Студент может определить самостоятельно коэффициент h по табл. 7.2.

. Таблица 7.2 - Коэффициенты использования h _с.с параллельно уложенных полосовых заземлителей (ширина полосы b= 20-40 мм, глубина заложения t = 30-80 см)

 

Длина каждой полосы, м	Число параллельных полос	Расстояние между параллельными полосами, м
	2.5
		0,63	0,75	0,83	0,92	0,96
		0,37	0,49	0,60	0,73	0,79
		0,25	0,37	0,49	0,64	0,72
		0,16	0,27	0,39	0,57	0,64
		0,35	0,45	0,55	0,66	0,73
		0,23	0,31	0,43	0,57	0,66
		0,14	0,23	0,33	0,47	0.57
		0,60	0,69	0,78	0,88	0,93
		0,33	0,40	0,48	0,58	0,65
		0,20	0,27	0,35	0,46	0,53
		0,12	0,19	0,25	0,36	0,44
		0,31	0,38	0,45	0,53	0,58
		0,18	0,25	0,31	0,41	0,47
		0,11	0,16	0,22	0,31	0,38
		0,30	0,36	0,43	0,51	0,57
		0,17	0,23	0,28	0,37	0,44
		0,10	0,15	0,20	0,28	0,345
		0,28	0,32	0,37	0,44	0,50
		0,14	0,20	0,23	0,30	0,36
		0,088	0,12	0,15	0,215	0,265

 

 

 

8. Определить общее расчетное сопротивления заземляющего устройства:

Если R_0расч > R_з, то принятое количество n_эп необходимо увеличить и снова определить R_0расч.

Сделать вывод по результатам решения задачи.

 

Задача № 7. Определить напряжение шага, под которым может оказаться человек. Величина шага человека L =1 м. Необходимые данные приведены в табл. 8.

 

Таблица 8

Наименование	Варианты
1.Расстояние от провода, м	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	2,0	4,5	5,0	0,5	1,0
2.Ток замыка-ния на землю, А
3.Вид грунта	Суг-линок	Песок умеренно увлаж.	Чер-нозём	Суг-линок	Глина	Торф	Садо-вая земля	Ка-ме-нис-тый	Песок умеренно увлаж.	Глина

 

Указания к решению задачи. При решении задачи необходимо уяснить, как действует напряжение шага на человека и его последствия. Описать, каким образом оказывается помощь пострадавшему в зоне растекания токов. Решение сопровождать схемами и графиками растекания токов в земле по методике, изложенной в [14] или [15].

 

Задача № 8. Рассчитать заземляющее устройство подстанции 110/35/6 кВ, нейтраль со стороны 110 кВ заземлена. Распределительные устройства 110 и 35 кВ открытого типа, 6 кВ - закрытого. В качестве естественного заземления можно использовать систему “трос-опора” двух подходящих к подстанции воздушных линий 110 кВ на металлических опорах каждая с одним молниезащитным тросом. Трос стальной, число опор с тросом на каждой линии больше 20. Расчётный ток замыкания на землю на стороне 110 кВ — 5000А, на стороне 35кВ — 40А, а на стороне 6кВ — 30А. Необходимые данные приведены в таблице 9.

Таблица 9

Наименование	Варианты
1.Удельное сопротивление грунта, Ом.м
2.Сечение троса, мм2
3.Длина троса, м
4.Сопротивление заземления опоры, Ом

 

Указания к решению задачи. При расчёте заземляющего устройства следует определить сопротивление его и требуемое сопротивление искусственного заземления. Расчёт сопровождать пояснениями и схемами.

Задачу решать по методике, изложенной в учебнике [14] из списка дополнительной литературы на с. 216-219.

Пример расчёта автоматического отключения питания (защитного зануления) приведён в Приложении 2. Методических указаний на стр. 83 – 86.

Задача № 9. Рассчитать местное искусственное освещение точечным методом для монтажных столов, где производится работа с радиодеталями (пайка, сборка, ремонт узлов). Напряжение для люминесцентных ламп 127 В. Светильник типа ЛНП01, двухламповый, напряжением 127 В, длиной 650 мм, шириной 400 мм. Размер столешницы монтажного стола 1500 600 мм. Необходимые данные приведены в табл. 10.

Таблица 10

Наименование	Варианты
1.Размер деталей, мм	0,45	0,35	0,4		1,0	0,8	0,9	0,3	0,5	0,7
2.Подразряд работ	г	в	г	а	б	в	а	г	г	б
3.Контраст объекта с фоном	Большой	Большой	Средн.	Малый	Малый	Средн.	Малый	Большой	Большой	Средн.
4. Характеристика фона	светлый	Тёмн.	Светл.	Темн	Средн.	Средн.	Темн	Средн.	Светл.	Темн
5.Высота располо-жения лампы над столом, м	0,7	0,8	0,9	0,6	0,75	1,0	1,1	0,8	1,0	0,7

 

Указания к решению задачи. Источники света выбираются с учётом специфики работ с обоснованием по табл. 11, требуемая нормативная освещённость - по СП 52.13330-2011 (СНиП 23-05-95) “Естественное и искусственное освещение” с учётом характеристики и разряда работ.

Условие задачи: Длина светильника меньше длины освещаемой зоны (рис. 1).

Рис. 1. Схема для расчёта местного освещения с люминесцентными светильниками

Намечают расчетную (контрольную) точку А на границе зоны. Определяют высоту подвеса светильника h и расстояние P от проекции светильники до контрольной точки А.

Рис. 2. Линейные изолюксы для светильников ЛНП

Светильник условно удлиняют на величину L₂ так, чтобы конец светильника находился напротив расчетной точки A. Затем вычисляют параметры для удлиненного светильника P₁΄=P/h, L₁΄=L₁/h и для добавленной части светильника P₂΄=P/h, L₂΄=L₂/h. По графику линейных изолюкс (рис. 2) определяют относительные освещенности и соответственно для удлиненного светильника и добавленной части его. Общая относительная освещенность в расчетной точке А

.

Плотность светового потока, необходимая для создания в точке А требуемой освещенности,

где E – требуемая освещенность в расчетной точке, лк;

k – коэффициент запаса (k=1,5);

h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м;

- относительная освещенность в точке А, определяемая по графику линейных изолюкс, лк.

Действительный поток светильника

F=F΄ ^.b,

где b – длина светильника, м.

 

 

Количество ламп в светильнике

где F_л – световой поток одной лампы в светильнике, лм.

Чтобы исключить стробоскопический эффект, в светильнике должно быть не менее двух ламп.

Таблица 11

Мощность, Вт	Напряжение, В	Световой поток ламп, лм
		ЛДЦ	ЛД	ЛХБ	ЛТБ	ЛБ

 

Задача № 10. Рассчитать общее равномерное люминесцентное освещение цеха, исходя их норм СНиП 23-05-95.

Исходные данные: система освещения - общее равномерное; высота помещения Н = 6 м; величина свеса h_с= 0,5; напряжение питания осветительной сети U = 220 В; коэффициенты отражения потолка r_п= 70%, r_с= 50%,пола r= 30%. Размеры помещения АґВ принять из соответствующего варианта из таблицы; светильник серии ЛСП06 с двумя люминисцентными лампами ЛБ мощностью 65 Вт. Длина светильника – 1532 см. Световой поток лампы 4650 лм.

Разряд, подразряд работы, показатель ослепленности и коэффициент пульсации принять для соответствующего варианта из табл. 12

Таблица 12

Параметр	Варианты
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
АґВ	ґ10	ґ15	ґ30	ґ50	100ґ70	110ґ18	ґ30	ґ35	110ґ80	ґ15
Разряд и подразряд работы	II в	III б	Iv г	II б	III а	IV а	II г	III г	IV г	I в
Показатель ослепленности, r	20	20	40	10	20	40	20	40	40	20
Коэффициент пульсации, Кп	10	15	20	10	15	20	10	15	20	10

 

Указания к решению задачи.

1. Определить расчетную высоту подвеса светильника: h = H - h_р - h_с, где h_р= 0,8 м — высота рабочей поверхности, h_с= 0,5 м — свес светильника.

2. Определить оптимальное расстояние между светильниками при многорядном расположении: L=1,5 ^. h, м.

3. Выбрать число рядов светильников.

4. Определить потребное число светильников по формуле

где Е - нормируемая освещенность, лк;

S - площадь помещения, м;

К - коэффициент запаса (принимается равным для ламп накаливания 1,3; для ламп газоразрядных 1,5);

z - коэффициент неравномерности освещения (принимается равным 1,1-1,2);

n – число ламп в светильнике;

F - световой поток лампы, лм;

h - коэффициент использования светового потока (выбирается по табл. 13 с учетом коэффициента отражения от стен и потолка и индекса помещения i),

i=(A ^. B)/h ^. (A+B),

где А и В - длина и ширина помещения, м;

h - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.

Таблица 13

		Коэффициент использования светового потока h (%), при i
		0,5	0,7	1,0	1,25	1,75	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0

 

5. Определить число светильников в ряду

где С – число рядов светильников в помещении.

6. Определить длину светильников в ряду

где b – длина светильника, м.

Если длина светильников в ряду близка к геометрической длине ряда, то ряд получается сплошным. Если эта длина меньше длины ряда, то светильники в ряду размещают с равными промежутками, при длине светильников больше длины ряда увеличивают число рядов или каждый ряд образуют из сдвоенных светильников.

7. Составить эскиз плана цеха с поперечным разрезом и расположением светильников с указанием всех необходимых размеров.

Задача № 11. Рассчитать активированный (имеющий надув) бортовой отсос у ванны с растворами для обработки материалов.

Исходные данные: ширина ванны — В, м; длина — L, м.

Полученные значения количества воздуха следует умножать на коэффициенты (а, б или в), учитывающие процессы, происходящие в ванне (с последующей проверкой по допустимым скоростям. При необходимости увеличивают высоту щелей.):

а) К=1,25 — при травлении в серной и соляной кислоте, фосфатировании, железнении, обезжиривании;

б) К=1,5 — при декапировании, меднении, кадмировании, оксидировании, цинковании, снятии металлических покрытий серной и соляной кислотой;

в) К=2,0 — при травлении азотной кислотой, хромировании, снятии металлических покрытий азотной кислотой.

 

Щели для подачи и удаления воздуха располагаются вдоль длины бортов ванны на всю длину. Ширину приточной щели не следует делать менее 5 мм, а щели местного отсоса - менее 50 мм. Скорость выхода приточного воздуха принимается не более 10 м/с во избежание образования волн на поверхности жидкости.

Таблица 14.

	Варианты
В, м	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,4	1,3	1,2
L, м	1,0	1,2	1,5	1,8	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0
Процесс	а	б	а	а	б	а	а	б	в	а

 

Плоская приточная струя ограничена с одной стороны. Расстояние от приточного отверстия до критического сечения (влияние приточной струи уже ослаблено, а влияние местного отсоса еще не велико) определяется по формуле

х_кр= 0,875 ^. В.

Осевая скорость приточной струи в критическом сечении

V_мин= 1 … 2, м/с.

Среднюю скорость в приточном отверстии обозначим V₁, тогда ширина приточной щели

b₁=0,066 ^.B ^.

Скорость всасывания V₂, выбирается в пределах (2 3) V_мин, тогда ширина всасывающей щели

b₂=0,101 ^. B ^.

Расход приточного воздуха определяется по формуле

L₁= 236 ^.B ^. L ^. .

Расход отсасываемого воздуха

L₂= 364 ^. B ^. L ^. V _мин. .

Следует иметь в виду, что расход отсасываемого воздуха должен превышать расход воздуха, поступающего с приточной струей.

 

Задача № 12. В помещении в качестве растворителя применяется ацетон (СН₃СОСН₃). Допускается, что в этом помещении произошла авария, в результате чего ацетон разлился по полу и вентиляция перестала работать.

Определить, к какой категории по взрывопожарной опасности необходимо отнести это помещение.

Исходные данные: масса разлитого ацетона m, кг; радиус лужи ацетона r, см; свободный объём помещения Vсв, м; молекулярная масса ацетона М = 58,08 кг ^. кмоль.

Таблица 15

	Варианты
M
R
Vсв

 

Указания к решению задачи.

1. Определить интенсивность испарения ацетона по формуле

где Dt - коэффициент диффузии паров ацетона, см²/c^-1; Рнас = 0,0305 МПа - давление насыщенного пара ацетона; Ратм - 0,1 МПа - атмосферное давление; V - объём грамм-молекулы паров ацетона при t = 25°C, см³.

 

2. Определить коэффициент диффузии паров ацетона по формуле

где Do -коэффициент диффузии паров ацетона при t = 0°C и давлении 0,1 МПа, см²/c^-1; Т = 273°C.

3. Определить объём грамм-молекулы паров ацетона V_t, л при t = 25°C:

где Vo - 22,413 л - объём грамм-молекулы паров ацетона при нормальных условиях (t = 0°C, Р = 0,1 МПа).

4. Определить массу испарившегося ацетона mисп, кг:

где t_p - расчётное время испарения ацетона, с. В соответствии с НПБ-95 при расчёте массы поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные паровоздушные смеси, t_p принимается равным длительности полного испарения жидкости, но не более 3600 секунд.

5. Определить избыточное давление взрыва:

где P_max - максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объёме, определяемое экспериментально или по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать: P_max = 900 кПа; Р₀ - начальное давление, Р₀ = 101 кПа; z - коэффициент участия горючего во взрыве, который рассчитывается или принимается по таблице НПБ-95, для ацетона z = 0,5; Р_п - плотность пара ацетона при расчётной температуре, кг ^.м^-3, вычисляется по формуле

где t_p - расчётная температура, ^оС, по НПБ- 105-03 принимается равной 61 ^оС; С_ст - стехиометрическая концентрация паров ацетона, % (об), вычисляемая по формуле:

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; h_c, h_н, h_x, h_o - число атомов С, Н, О и галоидов (если они есть) в молекуле горючего; К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К_н =3.

6. Руководствуясь СП 12.13330-2009 (НПБ-105-03) “Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности”, определить категорию помещения по взрывопожароопасности.

 

Задача № 13. Рассчитать потребное число баллонов с диоксидом углерода (СО2) и внутренний диаметр магистрального трубопровода установки пожаротушения по методике, изложенной в СНиП 2.04.09-84. Пожарная автоматика зданий и сооружений.

Исходные данные: горючий материал - керосин; размеры защищаемого помещения (ширина, длина и высота помещения), м; суммарная площадь постоянно открытых проёмов А₂, м; длина магистрального трубопровода по проекту l₁, м.

Таблица 16

Исходные Данные	Варианты
A
B
H
A2				28,5		28,5	25,5
l1

 

Указания к решению задачи.

1. Определить объём помещения V, м³:

V = a ^.b ^.h.

2. Определить основной запас диоксида углерода m, м³:

m = 1.1 ^. k₂ ^. [ k₃ ^.(A₁+ 30A₂) + 0.7V],

где k₂ - коэффициент, учитывающий вид горючего вещества, материала, определяемый по табл. 1 СНиП, для керосина k₂=1; k₃ - коэффициент, учитывающий утечку диоксида углерода через неплотности в ограждающих конструкциях, принимается равным 0,2 кг/ м²; A₂ определяется по рис. 1 СНиП в зависимости от объёма защищаемого помещения. Для заданных объёмов помещения А₂ определены и приведены в табл. 16: A₁ - суммарная площадь ограждающих конструкций защищаемого помещения (м²), определяемая по формуле

А₁ = 2 ^.h ^. (a+b) + (a ^.b).

3. Определить расчётное число баллонов для установки из расчёта вместимости в 40-литровый баллон 25 кг диоксида углерода.

4. Определить средний расход диоксида углерода Q_m кг/с по формуле Q_m=m/t, где t - время подачи диоксида углерода в защищаемом помещении, с, зависящее от соотношения суммарной площади открытых проёмов и принимается: при A₂/A₁ <0,03 не более 120с и при A₂/A₁ >0,03 не более 60с.

5. Определить внутренний диаметр магистрального трубопровода di, м, по формуле

d_i = 9.6 ^.10^-3(k₄ ^. Q_m ^. l₁)^0.10,

где k₄ - множитель, определяемый по табл. 2 приложения СНиП в зависимости от среднего (за время подачи) давления в изотермической ёмкости. При хранении диоксида углерода в баллонах k₄ = 1,4.

Раздел “Охрана труда” в дипломном проекте

Дипломный проект является завершающим этапом обучения студентов.

Вопросы охраны труда, рассматриваемые в дипломном проекте вместе с вопросами надежности и экономической эффективности, являются показателями реальности и целесообразности внедрения в производства проектируемого устройства, приспособления или процесса ведения технологии. Поэтому очень важно, чтобы вопросы охраны труда были на должном уровне отражены в дипломном проекте.

Ответственность за мероприятия по охране труда, разработанные в дипломном проекте, несет профилирующая кафедра, а консультацию обеспечивает кафедра охраны труда.

Раздел “Охрана труда” в дипломном проекте состоит из текста и чертежей. Текст является частью общей расчетно-пояснительной записки дипломного проекта и оформляется в виде самостоятельного раздела (15-16 страниц рукописного текста) с заглавным листом.

Раздел ”Охрана труда” в расчетно-пояснительной записке должен включать в себя: 1) анализ опасных и вредных факторов при изготовлении деталей и узлов, монтаже, наладке, испытании и эксплуатации запроектированного устройства или объекта, или же ведении технологического процесса; 2) мероприятия по технике безопасности, производственной санитарии и пожарной профилактике.

В первой части необходимо провести анализ объекта и технологического процесса с точки зрения наличия и появления опасных и вредных факторов, а также их воздействия на работающих. Анализ должен содержать конкретный материал, относящийся непосредственно к дипломному проекту. При анализе необходимо приводить нормативные данные.

Во второй части указываются мероприятия по устранению предполагаемых опасных и вредных производственных факторов. Мероприятия должны быть как организационного, так и технического направления. Следует учесть, что недопустимо в данной части употреблять выражения “должно быть”, “должно иметь” и т.п. Согласно ГОСТам, правилам, нормам все мероприятия предусматриваются проектом.

При описании технических мероприятий необходимо привести расчет: защитного заземления или зануления, или защитного отключения, или блокировки; расчет защитных экранов от электромагнитных полей или ионизирующих, тепловых, световых излучений и др. Необходимо также провести расчет освещения рабочих мест или воздухообмена, если этого требует тематика дипломного проекта. Расчеты должны сопровождаться схемами графиками и эскизами.

При наличии явной опасности пожара или взрыва большее внимание уделяется противопожарным и противовзрывным мероприятиям.

При разработке проекта, связанного с оборудованием, вызывающим шум или вибрацию, а также выделяющим пыль, пары или газы, следует предусмотреть мероприятия по борьбе с ними (в тексте и в расчётах).

Все расчеты должны выполняться на основе действующих нормативных документов: ГОСТов ССБТ, правил и СНиПов.

Фундаментальные и оригинальные конструктивные или принципиальные решения по технике безопасности, производственной санитарии или пожарной профилактике представлять на отдельных (1-2) листах чертежей.

Если в специальных разделах дипломной записки освещаются вопросы, имеющие прямое или косвенное отношение к охране труда, или на основных чертежах и схемах изображаются соответствующие элементы охраны труда, то на них следует только ссылаться, без повторного описания.

Ссылки на литературные источники и нормативные документы в тексте приводятся в обычном порядке: при помощи цифры, заключенной в квадратные скобки, обозначающей порядковый номер источника в списке литературы. Литература по охране труда приводится в общем списке литературы дипломного проекта.

Порядок получения задания. Задание по разделу “Охрана труда” студент-дипломник получает после окончательного согласования с руководителем и консультантами основного задания. При этом желательно, чтобы с руководителем и консультантами по технологии были намечены примерные специфические вопросы, которые необходимо разработать в разделе “Охрана труда”. После этого с консультантами по охране труда согласовывается задание в виде плана по разделу “Охрана труда”, указывается тема расчета и список необходимой литературы, а также графическая часть. Составленный план подписывается консультантами по охране труда.

Выполнение задания. Раздел “Охрана труда” сдается консультанту по охране труда для проверки в черновом виде. Черновик должен быть выполнен аккуратно, разборчиво и сброшюрован. В назначенный консультантом день повторной консультации дипломник получает проверенный черновик с рецензией, после чего устраняет все отмеченные консультантом недостатки, а затем переписывает весь раздел на чистовик. Все консультации и прием написанного раздела проводятся непосредственно лично консультантом в присутствии студента-дипломника.

При предъявлении раздела “Охрана труда” в чистовике дипломник обязан предъявить и черновик, который остается на кафедре охраны труда.

Консультант по охране труда кроме раздела по “Охране труда” просматривает расчетно-пояснительную записку в целом и чертежи по конструктивной части проекта. Если выясняется, что в конструктивной, технологических частях дипломного проекта вопросы охраны труда не нашли должной разработки, то консультант по охране труда вправе потребовать от дипломника доработки.

Консультант по охране труда имеет право не подписывать титульный лист пояснительной записки дипломного проекта, а также чертежи, если вопросы охраны труда решены неудовлетворительно. Без подписи консультанта по охране труда, уполномоченного на это кафедрой по охране труда, дипломный проект не может быть представлен к защите в государственную аттестационную комиссию.

При защите дипломного проекта в работе заседаний государственной аттестационной комиссии принимают участие преподаватели-консультанты по охране труда с правом решающего голоса.

 

Приложение 1

Задача. Провести расчёт зануления в электросети напряжением 380/220В. Электропитание осуществляется от силового трансформатора. Электросеть нагружена электродвигателями с короткозамкнутыми роторами. В качестве защиты установлены вставки плавкие. Провода, соединяющие электродвигатели с трансформатором, медные. Необходимые данные для расчёта приведены в табл. 2.

 

Указание к решению задачи. При решении необходимо привести принципиальную электрическую схему. Обосновать применение зануления, необходимость заземления нулевого провода. В качестве защиты можно применять автоматические выключатели.

 

 

 

 

 

 

Зануление применяется с целью отключить при пробое на корпус поврежденный электроприемник в возможно короткий срок и тем самым ограничить до возможного минимума время, в течение которого повреждённый объект будет представлять опасность для персонала. При занулении отключение повреждённого электроприёмника производится под действием тока замыкания на корпус в линии, питающей поврежденный электроприемник.

Ниже приводится методика расчёта автоматического отключения питания (защитного зануления) на конкретном примере.

Расчет автоматического отключения питания

(защитногозануления)

Расчёт сводится к проверке условия обеспечения отключающей способности зануления: J­_кз­ > 3J­­^н_пл.вст > 1,25J^н_авт

Расчетная часть

1. Выберем сечения проводников питающей сети по табл. 3 и 4, для чего рассчитаем величину длительно допустимого тока нагрузки. С учётом загрузки трансформатора под 100 %. Примем cos(φ)=0,9.

J­­ = 1000∙Р/√3 ∙ U_н ∙ cos(φ); J­­ = 1000∙50/√3 ∙ 380 ∙0,9=84,5 А.

 

Таблица 3 - Допустимый длительный ток для кабелей с медными жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и не стекающей массами изоляцией в свинцовой оболочке, прокладываемых в земле

 

Сечение токопроводящей жилы, мм2	Ток, А, для кабелей
Одножильных до 1 кВ	Двужильных до 1 кВ	Трехжильных напряжением, кВ	Четырехжильных до 1 кВ
До 3
2,5	-			- - -	- - -	-
					-

 

 

Таблица 4 - Характеристика некоторых конструкций кабелей с пластмассовой изоляцией на переменное напряжение до 3 кВ (или постоянное 7,5 кВ) с медными или алюминиевыми жилами.

Марка кабеля	Число жил	Номинальное сечение жил при номинальном напряжении, кВ
0,66	1,0	3,0
Медные жилы	Алюминевые жилы	Медные жилы	Алюминевые жилы	Медные жилы	Алюминевые
ВВГ, АВВГ, ПВГ	1,2,3	1,5-50	2,5-50	1,5-240	2,5-240	4-240	4-240
АПВГ, ПсВГ		2,5-50	2,5-50	2,5-185	2,5-135	-	-
АПсВГ		-	-	1,5-25	1,5-25	-	-
ВВБ, АВВБ	1,2,3*	1,5-50	2,5-50	1,5-240	2,5-240	4-240	4-240
ПВБ, АПВБ		2,5-50	2,5-50	2,5-185	2,5-240	-