Методические указания к выполнению контрольной работы. Студент заочной формы обучения обязан самостоятельно изучить дисциплину, используя настоящую программу и литературные источники

Студент заочной формы обучения обязан самостоятельно изучить дисциплину, используя настоящую программу и литературные источники, выполнить и защитить контрольную работу, прослушать лекции по курсу и выполнить лабораторные работы в период сессии. Форма итогового контроля определяется учебным планом специальности (экзамен, зачет).

Студенты безотрывной формы обучения в соответствии с учебным планом специальности при изучении дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» выполняют контрольную работу, включающую решение двух задач и ответы на четыре контрольных вопроса. Номер задач выбирается по двум последним цифрам в зачетной книжке и приведен в таблице ниже. Номера вопросов выбираются также по двум последним цифрам в зачетной книжке по одному из каждой группы вопросов.

При решении задач необходимо давать обоснования выбора тех или иных величин, проводить интерполяцию табличных значений, пояснять ход решения и выполняемые расчетные процедуры.

На каждой странице оставляйте поля для замечаний рецензента, а в конце работы – список использованных источников. Ссылки на них должны быть в соответствующих местах текста и расчетов (при выборе значений коэффициентов, нормативных значений и т.д.). Текст нужно писать разборчиво, с интервалами между строк.

За-да-ние	За-да-ча № 1	Вари-ант задачи № 1	Задача № 2	Вари-ант задачи № 2	За-да-ние	Задача № 1	Вари-ант задачи № 1	За-да-ча № 2	Вари-ант задачи № 2
Окончание сводной табл.
За-да-ние	За-дача № 1	Вари-ант зада-чи № 1	За-да-ча № 2	Вари-ант задачи № 2	За-да-ние	За-да-ча № 1	Вари-ант зада-чи № 1	За-да-ча № 2	Вари-ант задачи № 2

При выполнении контрольной работы необходимо помнить следующие основные сведения.

Для определения категории тяжести работ каждый из факторов оценивается по шестибалльной системе. Интегральная балльная оценка определяется по формуле

,

где x_{i j} – балльная оценка i -го фактора по j -му варианту;

х_max – наивысшая оценка одного из факторов в баллах;

n – число учитываемых факторов (без х_max).

Если какой-либо из факторов действует эпизодически,то необходимо определить фактическую балльную оценку этого фактора по формуле

х_{ф i}=x_it_i / t,

где t = 480 мин – продолжительность 8-ми часового рабочего дня. Категория тяжести работ определяется по таблице 21.

Вопросы эргоэкономики и инженерной психологии подробно рассмотрены в рекомендуемых литературных источниках источниках 1, 2, 3, 4, 6, 8.

Комфортность работ определяется параметрами микроклимата и освещенностью производственных помещений.

Для нормирования естественного освещения используют показатель КЕО (е). Нормированные значения КЕО (е_N), для зданий, располагаемых в различных районах следует определять по фор­муле

е_N = е_H m_N

где N — номер группы обеспеченности ес­тественным светом (табл. 3, прил. 2); е_H — величина КЕО (табл1); m_N — коэффициент светового климата (табл. 2).

Полученные значения сле­дует округлять до десятых долей.

Расчетное значение КЕО (е_р) — значение, полученное расчетным путем при проектиро­вании естественного или совмещенного осве­щения помещений; выражается в процентах и при боковом освещении определяется по формуле:

КЕО = 100t₀ r₁ S_o / S_n n₀ К_зд К_з

где t₀ -общий коэффициент светопропускания; r₁ - коэффициент, учитывающей повышение КЕО за счет отражения (табл. 7, 8); S_o - площадь световых проемов, м²; S_n - площадь пола ос­вещаемого помещения, м²; n₀ - световая характеристика окна (табл. 5); К_зд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями (табл. 6). К_з - коэффициент запаса (табл. 10);.

Для расчета равномерного искусственного освещения горизонтальной поверхности с учетом света, отраженного стенами и потолком, используется метод коэффициента использования светового потока.

При этом для ламп накаливания рассчитывают световой поток и выбирают по его величине необходимую лампу для светильника:

Ф = Е_н К_з S z /h N

Для газоразрядных ламп принимают вид и мощность ламп и их количество в светильнике и сравнивают полученную освещенность с нормативной:

Е_н = Ф h N / К_з S z;

Где Е_н - нормированная освещенность, лк; К_з – коэффициент запаса, компенсирующий снижение освещенности в процессе эксплуатации установки в связи со старением и загрязнением светильников, стен, потолка (табл. 10); z - коэффициент неравномерности освещения, в зависимости от вида ламп (1,1-1,3); N – количество ламп накаливания (общего числа газоразрядных ламп в светильнике), шт; h - коэффициент использования светового потока (в долях от единицы), который определяется с учетом индекса помещения (i), характеристик фона и вида светильника (табл.16).

i = S/(H_р (A+B)),

где S – площадь помещения,

А – длина помещения,

В – ширина помещения.

Н_р - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.

Необходимое количество ламп накаливания определяют по следующей формуле:

N = S/L²,

где S - площадь цеха, м²

L - расстояние между центрами (рядами) светильников, м.

При освещении люминесцентными лампами число ламп в светильнике предварительно задаются, исходя из конкретных условий.

Классификацию пылевого режима производственного помещения производят на основе сравнения измеренного q_п и критического q_кр значений удельной интенсивности пылеотложений на полу производственного помещения. В зависимости от этого можно судить о максимальной величины пыленакоплений в цехе.

Пылевой режим относят к одному из классов:

взрывобезопасному, если

взрывоопасному, если

особо взрывоопасному, если

Удельную интенсивность пылеотложений ни полу помещения q_п определяют посредством пылевой съемки. Критическое значение удельной интенсивности пылеотложений на полу помещения q_кр определяют по формулам:

при уборке пола с периодичностью, равной n, ч

При одноразовой уборке пола в смену (n=8 ч)

где q_кр — критическое значение удельной интенсивности пылеотложений на полу помещения, г×м^-2×ч^-1; H —высота помещения, м; F_п, F_ст—соответственно площадь пола и стен, м²; F_об — площадь труднодоступных поверхностей оборудования, самотёков, элементов строительных конструкций, за исключением площади стен потолка, м²; n — принятая на предприятии периодичность уборки пола, ч; N — принятая на предприятии периодичность генеральных уборок, т. е. количество суток между двумя генеральными уборками, сут; С_нкпв — нижний концентрационный предел воспламенения, г×м^-3 (табл.20).

Периодичность генеральных уборок производственных помещений|, исходя из условия обеспечения взрывобезопасного пылевого режима, определяется по формуле

которая в случае одноразовой ежесменной уборки пола помещений (n=8) может быть упрощена:

Максимальная величина пыленакоплений (G) в производственном помещении (перед очередной генеральной уборкой) определяется по формуле

где K_у — коэффициент уборки пыли: K_у=0,9.

Удельную интенсивность пылеотложений на полу производ­ственного помещения (q_п) определяют на основании пылевой съемки по формуле

где q_п — удельная интенсивность пылеотложений на полу,г×м^-2×ч^-1; m_i — масса пыли, осевшей на i-м фильтре, г; t_i —время отбора пыли па i-м фильтре, ч^-1; К — число фильтров, установленных в помещении; S_ф — площадь фильтра, м².

Шум в производственном помещении создается, как правило, несколькими одновременно работающими машинами. Тогда ожидаемые активные уровни звукового давления L_f от всех источников в расчетной точке определяются по следующей формуле:

,

Где Lp – уровень силы звука источника, дБ; n- количество источников шума, ближайших к расчетной точке, т.е. тех источников, для которых выполняется условие r_i ≤4r_min, r_min - расстояние от расчетной точки до акустического центра, ближайшего к ней источника шума, м; ai - эмпирический поправочный коэффициент, учитывающий влияние ближнего звукового поля, принимаемый в зависимости от отношения r_i/l_max (рис. 1); l_max – наибольший размер источника шума, м; S_i - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы равное площади круга, окружающей источник шума и проходящей через расчетную точку, м²; В_ш - постоянная помещения, м²,

В_ш = В₁₀₀₀ m

где В₁₀₀₀ - постоянная помещения на среднегеометрической частоте f=1000Гц (рис. 2); m - частотный множитель, определяемый в зависимости от объема помещения и среднегеометрической частоты (табл. 11, прил. 2).

Требуемое снижение уровней звукового давления в расчетной точке от нескольких одинаковых источников, DL_тр, Дб:

DL_тр = L_f - L_доп + 10 lg n

где L_доп – допустимый уровень звука, принимаемый в зависимости от его частоты и вида работ, дБ /1/.

Шум часто сопровождается вибрацией. Одной из характеристик вибрации является виброскорость u (м/с);

u = (2 p f) А;

где f (Гц) - частота колебаний; А (м) - амплитуда колебаний.

Кроме абсолютного значения виброскорости широко применяют уровень виброскорости (L_v) в логарифмических единицах (дБ).

L_v= 20 lg (u/u₀), дБ,

где u – среднеквадратичная виброскорость, м/с;u₀ – пороговая виброскорость, равная 5 ×10^-8м/с.

При расчете показателей вероятности возникновения у работающих вибрационной болезни используют следующие коэффициенты:

К_ш = (L_ш – 80) 0, 025 + 1,

К_то = (20 – Т_о) 0, 08 + 1,

К_в = К_ш К_то К_тяж К_ст,

где К_ш – коэффициент влияния воздействия шума, %; К_то - коэффициент влияния воздействия температуры, %; К_в - коэффициент вероятности возникновения вибрационной болезни, %; К_{ст -} коэффициент влияния продолжительности трудового стажа, %; К_тяж - коэффициент влияния тяжести труда, % (табл. 12).

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторон­ний и своеобразный характер.

Ток, проходящий через тело человека, оказавшегося в зоне растекания тока в земле, по пути «нога-нога» вычисляется по формуле, А:

,

где R_ч – сопротивление тела человека, принимают R_ч = 1000 Ом, U_ш – напряжение шага, равное

U_ш = j_х - j_(х+а),

где j_х, j_(х+а) – соответственно потенциалы напряжения точек, удаленных от точки перехода тока в землю на х и х+а, В;

Изменение потенциала на поверхности земли соответствует гиперболическому закону и может быть описано уравнением

,

где j_зам – потенциал в точке замыкания токоведущей части, В; в и с – коэффициенты, зависящие от характера растекания тока в земле (удельного электрического сопротивления грунта) и особенностей контакта токоведущей части с землей.

Характеристика электромагнитных, статических электрических и магнитных полей, действие инфракрасного, ультрафиолетового и лазерного излучений изложено в источниках 1, 2, 3, 4 и другие.

Характеристика ионизирующего излучения и нормы радиационной безопасности изложены в источнике 6.

Аксиома о потенциальной опасности производственных процессов и технических средств и понятие и величины риска, а также определение степени травматизма, профессиональных заболеваний приводится в источнике 1.

Для защиты от шума используют метод звукопоглощения.

Проверить, соответствует ли величина снижения уровня звукового давления после применения звукопоглощения требуемой величине, можно с помощью следующей формулы:

DL=10 lg B_l / В_ш,

где B_l- постоянная помещения после его акустической обработки, м²:

B_l = (А₁+DА)/(1-a1),

где A₁ - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой, м²:

A₁= a_ср(S_п - S_обл)

a_ср - средний коэффициент звукопоглощения помещения до его акустической обработки:

a_ср = В_ш/(В_ш + S_п),

S_п - общая площадь внутренней поверхности помещения, м²; S_обл - площадь облицованной поверхности, м²; DА - величина добавочного звукопоглощения, м²

DА=a_обл S _обл

где a_обл - реверберационный коэффициент звукопоглощения, зависящий от вида звукопоглощающей облицовки и определяемый в соответствии с DL_тр (табл. 17). a_1ср - средний коэффициент звукопоглощения после акустической обработки:

a_1ср=(А1+DА)/S_п

Для защиты человека от воздействия электрического тока часто применяют защитное заземление.

Определение сопротивления сетчатого заземлителя в двухслойном грунте Rс.д. сводится к расчету в эквивалентном однослойном грунте с эквивалентным расчетным удельным электрическим сопротивлением rэ, которое определяется через удельные сопротивления слоев в зависимости от их геометрических характеристик и заземлителя. Сопротивление сетчатого заземлителя рассчитаем по формуле:

Rс.д.=А rэ/ÖS + rэ/Lобщ

здесь А = 0,444 - 0,84(lв+t)/ÖS при 0<(lв+t)/ÖS£0,1

А = 0,385 - 0,25(lв+t)/ÖS при 0,1< (lв+t)/ÖS£0,5

где lв – длина одного вертикального стержня, м; t – глубина заложения горизонтальных элементов, м; S – площадь, охваченная сетчатым заземлителем, м²;

Lобщ - суммарная длина всех металлических элементов, м; rэ - эквивалентное удельное электрическое сопротивление земли, Ом×м.

Lобщ = L₁ + L₂ + L₃

где L₁ – общая длина горизонтальных полос, находится графически, исходя из условия задачи, м; L₂ – периметр заземляющего контура, м; L₃ – общая длина вертикальных стержней, м.

Эквивалентное удельное сопротивление rэ (Ом×м) двухслойной земли для сложного заземлителя в виде горизонтальной сетки с вертикальными электродами определяется по формуле:

где α и β безразмерные коэффициенты, зависящие от соотношения r₁ и r₂, если r₁ > r_2, то α = 3,6 и β = 0,1, если r₁ <r₂, то α = 110 и β = 0,003; h₁ – толщина верхнего слоя земли, м;

n – число вертикальных электродов, шт.

Напряжение на заземлителе, с которого возможен вынос потенциала, не должно превышать 10 кВ, а если оно превышает 5 кВ, должны быть приняты меры по защите изоляции кабелей, выходящих за пределы заземлителя подстанции, от пробоя с заземленной оболочки на жилы кабеля. Проверяем напряжение на заземлителе Uз, В:

Uз = Iк Rс.д.

Где Iк – ток короткого замыкания.

Для защиты от тока человека занулением применяют плавкие предохранители.

Для надежного срабатывания защиты необходимо выполнение условия

где J_к.з.- ток короткого замыкания, А; J_пл.вст^н- номинальный ток плавкой вставки, А. J_пл.вст = J_пус / a, где a - коэффициент режима работы электродвигателя.

J_пус = к× J_ном ,

где к = 5,5 ¸ 7,5 – коэффициент, учитывающий повышение значения J_пус (для э/д мощностью N = 1,1 ¸45 кВт)

где Р – номинальная потребляемая мощность питающего трансформатора, кВт;

U_h - номинальное напряжение, В;

cos a - коэффициент мощности показывающий, какая часть тока используется на получение активной мощности и какая на намагничивание.

После определения J_пл.вст вычисляют ожидаемое значение J_к.з. и сравнивают его величину с фактическим значением:

J_к.з.^ф =U_ф / (Zт/3 + Zn),

где U_ф - фазное напряжение в сети, В;

U_ф =U_н /

Zт – сопротивление питающего трансформатора, Ом; Zn – сопротивление электрической цепи (петли «фаза-ноль»), Ом.

Необходимо проверить, обеспечено ли условие надежного срабатывания защиты. При выполнении условия J_к.з.^ф > J_к.з плавкая вставка перегорает за 5…7 с. и отключает поврежденную фазу.

По расчетному номинальному току плавкой вставки Iпл.вст., выбирается стандартный предохранитель.

На ряде предприятий для технологических целей применяются вредные, в том числе сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ).

Для определения зон воздействия СДЯВ необходимо выполнить следующие расчеты.

Определить коэффициент диффузии вещества Дт (м²/ч)

Дт = До (Т/273)^3/2

где Т – температура, К; До – коэффициент диффузии вещества для нормальных условий (м²/ч)

До = (0,8/ ) 0,36

где М – молекулярная масса ЛВЖ, г.

Рассчитать скорость испарения жидкости u (м³/(м²ч)):

u = 2,8 10^-4 Дт Р _нас К _w

где К _w – коэффициент зависящий от температуры и скорости движения воздуха над поверхностью испарения (табл.23); Р _нас – давление насыщенного пара вещества для метеоусловий цеха.

Общее давление газовой смеси (Р) по закону Дальтона равно сумме парциальных давлений компонентов:

Р = Р _нас + Р _св

где Р – общее давление газовой смеси, Па; Р _св – парциальное давление сухого воздуха, Па; Р _нас – парциальное давление насыщенного пара вещества., Па.

Для расчета парциального давления насыщенного пара вещества (Рнас), в зависимости от температуры, воспользуемся уравнением Антуана:

где t - температура в ⁰С; А, В, С – константы уравнения Антуана (табл. 24).

Рассчитать объем взрывоопасной смеси Vвзр (м³)

V_взр = (К_бн/Z) (100V_п/j)

где К_бн – коэффициент безопасности(К_бн=2); Z – коэффициент неравномерности распределения паров жидкости (для однородной газовоздушной смеси Z=1); j - нижний концентрационный предел воспламенения (НКПВ),%; Vп – объем взрывоопасной смеси.

Vп = u S t

где t - время испарения, ч, S – площадь испарения, м²

Рассчитать относительный объем взрывоопасной смеси В (%). При В ³5 делается вывод о том, что в цехах создалась взрывоопасная ситуация. По величине В и температуре вспышки делается вывод, к какому взрывопожароопасному классу относиться цех, какая степень огнестойкости здания необходима и какое исполнение оборудования нужно предусмотреть в нем.

В = 100 V_взр/V_св

где V_взр – объем взрывоопасной смеси, м³

V_св – Свободный объем помещения, м³.

V_св = 0,7V_г

где Vг – геометрический объем цеха, м³.

Молниезащита является эффективным средством защиты и повышения устойчивости функционирования объектов при воздействии на них атмосферного статического электричества.

Здания и сооружения или их части в зависимости от назначения, интенсивности грозовой деятельности в районе их местонахождения, а также от ожидаемого количества поражений молнией в год должны быть защищены в соответствии с категориями устройства молниезащиты и типом зоны защиты.

Ожидаемое количество N поражений молнией в год зданий и сооружений, не оборудованных молниезащитой, определяется по формуле

N = (S+6h)(L+6h) n·10^-6,

где S и L – соответственно ширина и длина защищаемого здания (сооружения), имеющего в плане прямоугольную форму, м; для зданий сложной конфигурации при расчете N в качестве S и L рассматриваются ширина и длина наименьшего прямоугольника, в который может быть вписано здание в плане; h – наибольшая высота здания (сооружения), м; n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности в месте расположения здания.

Зависимость n от интенсивности грозовой деятельности следующая:

Интенсивность грозовой

деятельности, ч/год....... 20-40 40-60 60-80 80 и более

n................ 1 3 6 9 12

Интенсивность грозовой деятельности - среднегодовая грозовая деятельность в часах – определяется по карте или на основании данных соответствующей местной метеорологической станции.

Требуемая высота одиночного стрежневого молниеотвода рассчитывается по следующим выражениям:

1). При защите зоной Б

h=0,67×r_x‘ + 1,09×h_x

где r_x‘ – требуемый радиус защиты на высоте h_x (например, на уровне крыши здания)

2). При защите зоной А

h=275 + 0,588×h_x - Ö(275 + 0,5×h_x)² – 647×h_x – 500×r’_x

Требуемый радиус защиты определяется из треугольника, гипотенузой которого является этот радиус

r_x‘ = Ö(Х/2)² + (В/2)²·0,25

где Х – расстояние, на котором установлен молниеотвод, от края здания, В – ширина здания.

Далее проверяется, защищены ли углы объекта, по выражению

r_x = 1,5(h – h_x/0,92)

Должно выполняться соотношение r_x³r’_x. Если оно не выполняется не обходимо увеличить высоту молниеотвода или установить двойной (многократный) стержневой молниеотвод.

Защиту двойными стержневыми молниеотводами рассчитывать значительно сложнее. Можно рекомендовать следующий вариант для объекта прямоугольной формы в плане, защищаемого зоной Б.

Выбирается размещение молниеотводов и расстояние между ними. Подсчитывается высота молниеотводов

h = 3,39^-1(Р² +ÖР – 0,47×s×L)

где L – расстояние между молниеотводами;

P = 1,5×h_x + 0,57×s + 0,21×L.

Формула выведена из условия защиты по высоте и ширине объекта в середине между молниеотводами. Далее проверяется защищены ли углы объекта. Если условие r_x³r’_x не выполняется, снова повторяются все расчеты.

При выполнении расчетов следует иметь ввиду, что добившись равенства r_x и r’_x, получим наименьшую высоту молниеотводов, поэтому конструктивно можно выполнить более высокие молниеотводы, нет необходимости искать их минимальное значение.

При известных значениях высоты молниеотвода h для защиты на высоте h_х можно рассчитать радиус зоны защиты на уровне земли r_o, радиус зоны защиты на высоте h_х с учетом зоны защиты здания. Расчетные формулы приведены ниже.

 

Методика расчета молниезащиты

Тип молниеотвода	Расчетные уравнения габаритов молниеотводов
Зона A	Зона Б
Одиночный стержневой	ho=0,85h ro=(1,1 – 0,002h)h rx=(1,1 – 0,002h)(h – hx/0,85)	ho=0,92h ro=1,5h rx=1,5(h – hx/0,92)
Двойной стержневой При L£h L>h L£1,5h L>1,5h	hc=ho hc=ho – (0,17+0.0003h)(L - h) – –	– – hc=ho hc=ho – 0,14(L – 1,5h)
Одиночный тросовый	ho=0,85h ro = (1,35-0,0025h)h rx=(1,35-0,0025h)(h-hx/0,85)	ho=0,92h ro=1,7h rx=1,7(h-hx/0,92)

где h – высота молниеотвода, м;

h_x - высота здания, м

r_x – радиус зоны защиты на высоте hx, м;

r_o – радиус зоны защиты на уровне земли, м;

h_c – высота зоны защиты над землей в середине между молниеотводами, м;

L – расстояние между двумя стержневыми молниеотводами, м.

 

 

Учебное издание

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Программа и методические указания к выполнению расчетной части контрольной работы

Для студентов, обучающихся по направлениям

260600 - «Пищевая инженерия» (специальности 260601, 260602);

260200 - «Производство продуктов питания из растительного

сырья» (специальности 260201, 260202, 260203, 260204);

260300 -«Технология сырья и продуктов животного

происхождения» (специальности 260301, 260302, 260303);

260500 -«Технология продовольственных продуктов специального

назначения и общественного питания» (специальность 260501):

'280200 - «Защита окружающей среды» (специальность 280201);

специальности 080105, 80509, 080502; 200500 - «Метрология,

стандартизация и сертификация» (специальность 200503);

240800 - «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической

технологии, нефтехимии и биотехнологии» (специальность 240801)

заочной формы обучения

Составители ГАВРИЛЕНКОВ Александр Михайлович, РУДЫКА Елена Александровна,

ЗУЕВА Светлана Борисовна, БАТУРИНА Елена Вячеславовна

Подписано в печать 0S.03.2006.Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Ризография. Усл. печ. л. 1,4. Уч.-изд. л. 1,3. Тираж 200 экз.

ЗаказЛЗ.С - 54

Воронежская государственная технологическая академия (ВГТА)

Участок оперативной полиграфии ВГТЛ

Адрес академии и участка оперативной полиграфии:

394000 Воронеж, пр. Революции. 19