Лабораторная работа
По дисциплине: __ Безопасность жизнедеятельности________
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПЫЛЬ И СРЕДСТВА ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ
Выполнил: студент гр. ГС-09-2 _________________ / Кулаков Ф.И. /
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель: ассистент ____________________ /Андреев Р.Е./
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
Цель работы: определение концентрации пыли гравиметрическим методом, эффективности средств пылеулавливания и оценка воздуха рабочей зоны по пылевому фактору.
Краткие теоретические сведения
Производственная пыль является наиболее распространенным вредным фактором производственной среды. Многочисленные технологические процессы и операции в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве сопровождаются образованием и выделением пыли, воздействию которой могут подвергаться большие контингенты работающих.
Пыль выводит из строя оборудование, снижает качество продукции, уменьшает освещенность производственных помещений, может быть причиной профессиональных заболеваний органов дыхания, поражения глаз и кожи, острых и хронических отравлений работающих.
Некоторые виды производственной пыли способны к самовозгоранию и даже взрыву, что позволяет относить пыль не только к вредным, но и опасным производственным факторам.
Рис. 1. Классификация производственной пыли
Профессиональные заболевания под действием пыли относятся к числу наиболее тяжелых и распространенных во всем мире профессиональных заболеваний. Основными пылевыми профессиональными заболеваниями являются пневмокониозы, хронический бронхит и заболевания верхних дыхательных путей.
Методы определения запыленности воздуха разделяют на две группы:
- с выделением дисперсной фазы из аэрозоля — весовой или массовый (гравиметрический), счетный (кониметрический), радиоизотопный, фотометрический;
- без выделения дисперсной фазы из аэрозоля — фотоэлектрические, оптические, акустические, электрические.
В основу гигиенического нормирования содержания пыли в воздухе рабочей зоны положен весовой метод. Метод основан на протягивании запыленного воздуха через специальный фильтр, задерживающий пылевые частицы. Зная массу фильтра до и после отбора пробы, а также количество отфильтрованного воздуха, рассчитывают содержание пыли в единице объема воздуха.
Суть счетного способа состоит в следующем: проводится отбор определенного объема запыленного воздуха, из которого частички пыли осаждаются на специальный мембранный фильтр. После чего проводится подсчет числа пылинок, исследуется их форма и дисперсность под микроскопом. Концентрация пыли при счетном методе выражается числом пылинок в 1 см3 воздуха.
Измерение запыленности весовым (гравиметрическим) методом
При измерениях концентрации пыли предварительно взвешенный «чистый» фильтр АФА-ВП-20 (АФА-ВП-10) закрепляют в патроне (аллонже), который соединяют шлангом с аспиратором ПУ-3Э и протягивают через фильтр такое количество воздуха, чтобы навеска уловленной пыли составляла от 1,0 до 50,0 мг (для АФА-ВП-10 от 0,5 до 25,0 мг).
Аспирационный фильтр аналитический (АФА) изготавливают из фильтровальной ткани ФПП-15, имеющей заряд статического электричества. Применение аналитических фильтров типа АФА позволяет анализировать воздушную среду с высокой степенью точности. Они обладают высокой задерживающей способностью, малым аэродинамическим сопротивлением потоку воздуха, большой пропускной способностью (до 100 л/мин), небольшой массой, малой гигроскопичностью, возможностью определять концентрацию пыли независимо от ее физических и химических свойств. Для удобства обращения края фильтров опрессовывают и помещают в защитные обоймы (рис. 2).
Рис. 2. Фильтр типа АФА
1 – фильтрационный материал; 2 – защитная обойма
Для отбора проб используются аспираторы. Методы и аппаратура, используемые для определения концентрации пыли, должны обеспечивать определение величины концентрации пыли на уровне 0,3 ПДК с относительной стандартной погрешностью, не превышающей ±40% при 95% вероятности. При этом для всех видов пробоотборников относительная стандартная ошибка определения пыли на уровне ПДК не должна превышать ±25%. Для отбора проб рекомендуется использовать фильтры АФА-ВП-10, 20, АФА-ДП-3.
После просасывания запыленного воздуха фильтр извлекают из аллонжа, повторно взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,1 мг и определяют массу навески пыли ΔР на фильтре по разности масс «чистого» и «грязного» фильтров.
Концентрация пыли при рабочих условиях:
, мг/м3 (1)
где ΔР = Рк – Рн – масса уловленной фильтром пыли, мг; Рн и Рк – масса фильтра АФА соответственно до и после аспирации, мг; Vзам – объем воздуха, из которого выделили пыль на фильтре, м3.
Одновременно с отбором проб воздуха на запыленность измеряют температуру (T, 0С) и давление воздуха (В, мм рт. ст.) для приведения объема воздуха при рабочих условиях Vзам, из которого выделили пыль на фильтре, к стандартным условиям (760 мм рт. ст. и 20 0С):
, м3 (2)
Тогда концентрация пыли в воздухе при стандартных условиях:
, мг/м3 (3)
Результаты измерений и расчетов используют для санитарно-гигиенической оценки воздуха рабочей зоны по пылевому фактору, соотнося с предельно допустимыми концентрациями (ПДК), а также для определения эффективности способов и средств борьбы с пылью.
Приборы и оборудование:
- лабораторная установка, состоящая из трех камер (условных рабочих мест) с различной запыленностью воздуха; циклон и рукавный фильтр, вентиляторная установка (рис. 3);
- аспиратор ПУ-3Э, аналитические лабораторные весы, секундомер, фильтры АФА-20, аллонжи, барометр, термометр.
Электрический аспиратор ПУ-3Э предназначен для отбора и измерения проб атмосферного воздуха населенных мест, воздуха рабочей зоны, воздуха жилых и общественных помещений на определение содержания пыли и аэрозолей путем прокачки заданного объема пробы через поглотительные фильтры типа АФА для последующего аналитического контроля.
Условия эксплуатации аспиратора:
- температура окружающей среды от 263 К до 313 К (от -10 0С до 400С);
- относительная влажность до 98 % при температуре 250С;
- атмосферное давление (84 – 106,7) кПа (630 – 800 мм рт.ст.).
Число параллельных каналов отбора пробы от 1 до 3.
Диапазон расхода по каждому каналу от 40 до 200 дм3/мин (л/мин).
Рис. 3. Схема лабораторной установки
(1 – камера 1 с источником пылевыделения; 2 – циклон; 3 – камера 2; 4 – тканевый рукавный фильтр; 5 – камера 3; 6 – пылеотборные отверстия с заслонками; 7 – устройство для вентиляции камер; 8 – аспирационное устройство; 9 – шланги с аллонжами; 10 – бункер с пылью)
Диапазон расхода по каждому каналу от 40 до 200 дм3/мин (л/мин).
Пределы основной относительной погрешности измерения объема пробы ± 10 % при температуре (293 ± 5) К, относительной влажности от 45 до 75 %и атмосферном давлении (101,3 ± 3) кПа (760 ± 22,5) мм рт. ст.
Время непрерывной работы от 2 до 60 мин.
Конструктивно аспиратор (рис. 4) состоит из цилиндрического корпуса, в котором расположен компрессор, стабилизатор потока и счетчик объема. Счетчик объема состоит из ветроприемника и индикатора объема. В передней части корпуса расположен раструб, на торце которого находятся, держатели под поглотительные фильтры со штуцерами.Штуцеры поджимаются к держателю накидными гайками.
|
Рис. 4. Общий вид аспиратора ПУ-3Э
(1 – корпус, 2 – ручка, 3 – сетевой переключатель, 4 – ниппели, 5 – накидные гайки, 6 – раструб, 7 – компрессор, 8 – выравнивающая сетка, 9 – ветроприемник, 10 – индикаторная головка)
Работа аспиратора заключается в следующем. Анализируемый воздух прокачивается через поглотительные фильтры. С выхода компрессора воздух через сетку, предназначенную для выравнивания скорости воздушного потока, поступает на счетчик объема, на индикаторе объема которого происходит отсчет суммарного объема пробы.
Расчетная часть
Таблица 1
| Камера (место отбора проб) | Масса фильтра, мг | Масса навески пыли ΔР, мг | tизм, мин. | Показания счетчика объема воздуха, дел. | Vзам, м3 | B, мм рт. ст. | Т, 0С | Vприв, м3 | С, мг/м3 | ПДК, мг/м3 | |||
| до отбора Рн | после отбора Рк | ||||||||||||
| I1 | I2 | ||||||||||||
| 0,45 | 0,442 | 36,2 | |||||||||||
| 0,37 | 0,363 | 5,51 | |||||||||||
| 0,51 | 0,501 |
Примеры вычислений:
Объем воздуха при рабочих условиях:
где I 1 и I 2 – соответственно начальное и конечное показания счетчика объема аспиратора, дел, С калибр – калибровочная константа, С калибр = 3,89 л/дел.
Приведенный объем воздуха:
,
где Т и В – температура и давление воздуха.
Концентрация пыли в воздухе при стандартных условиях:
, мг/м3
Эффективность средств пылеулавливания:
Циклон и фильтр:
Циклон: 
Фильтр: 
Общая: 
Вывод: результаты исследования показывают, что ПДК превышается во всех 3 камерах (условных рабочих местах). Следовательно, необходимо везде проводить дополнительные мероприятия по защите от пыли, например, автоматизацию и механизацию процессов, сопровождающихся выделением пыли.
