Защита населения от негативных воздействий чрезвычайных ситуаций

Практическое занятие 1
Тема 1. 2. Защита населения от негативных воздействий
чрезвычайных ситуаций. Обеспечение устойчивости функционирования
организации, прогнозирование и оценка последствий
Тема: Параметры воздуха рабочей зоны. Приборы контроля параметров
Цели задачи:
Изучение приборов для контроля микроклимата, ознакомление с
методикой определения воздухообмена в рабочей зоне несчастных
случаев. На основании предложенного текста и интернет ресурсов:
Задание No 1.
Изучить приборы для измерения температуры. Описать устройство приборов и
запишите в виде конспекта
Для измерения температуры воздуха применяют ртутные, спиртовые и электрические
термометры. Устройства для проведения необходимых исследований, в том числе прибор
для измерения температуры воздуха, отличаются конструктивно, а также принципом
работы, который используется для проведения замеров. Достаточно широкое применение
у контактных и дистанционных термометров, иначе называемых пирометрами. Кроме
того, классификация приборов для измерения температуры группирует: Стеклянные и
металлические термометры расширения жидкостные, работающие на свойстве изменения
объема тел при разных значениях температуры(Сердце такого жидкостного градусника –
тонкая стеклянная трубка, запаянная с двух сторон. На одном конце трубки создано
утолщение, заполненное ртутью или подкрашенным спиртом. Реже используют пентан,
толуол, сероуглерод, ацетон, галлий.
Воздуха внутри трубки нет. Его откачали, чтобы создать вакуум. Так жидкости проще
расширяться при изменении температуры, и показания в результате точнее.
Между трубкой и резервуаром есть узкое место. Такая конструкция не дает ртути или
спирту двигаться обратно после того, как вы измерили температуру. Жидкость, конечно,
вернется на место, но не сразу.). Спектр действия их от -190 до +500 °С. Манометрические
термометры, использующие зависимость между изменяющейся температурой
газообразного вещества, помещенного в замкнутый объем, и давлением. Работают при
значениях от -160 до +600 °С.(Конструктивно термометр состоит из термобаллона
(чувствительного элемента), капилляра и деформационного манометрического
преобразователя, связанный со стрелкой прибора.Термобаллон 1 помещают в зону
контролируемой температуры. При измерении температуры объекта изменяется объем
рабочего вещества в замкнутой системе прибора. Это приводит к изменению давления,
действующего на манометрическую пружину 3, которая деформируясь, перемещает с
помощью тяги 4 и сектор 5 стрелку 6 относительно шкалы 7.)В зависимости от вещества,
заполняющего термосистему, манометрические термометры делятся на газовые (ТГП) и
парожидкостные или конденсационные (ТКП). Газовые в качестве наполнителя
используют в основном азот, а конденсационные – ацетон, метил хлористый, фреон.)
Электрические термометры сопротивления действуют, полагаясь на способность
материалов-проводников менять электросопротивление при нагреве и охлаждении.
Эффективны при значениях от -200 до +650 °С.(В основе такого термометра –
терморезистор. Это металлический датчик, сопротивление которого меняется с
повышением или снижением температуры.Проводник нагревается постепенно. Когда
градусник в течение определенного времени не регистрирует изменений температуры, он
издает звуковой сигнал. После “писка” стоит подержать градусник под мышкой ещё 2-3
минуты. За это время температура может подняться на 0,5-1 градус. Во рту контакт с
датчиком плотнее, поэтому температура измеряется быстрее. Показатели
оцифровываются и показываются на экране. Особенно удобно, если экран с подсветкой.
Для малышей выпускают электронные градусники-соски. Также есть продвинутые
модели, которые могут передавать данные на смартфон или ПК. Обычно электронные
градусники работают от батареек. Если термометр не включается, на экране нет
индикации, проверьте, не пора ли заменить элемент питания.) Термоэлектрические
преобразователи – термопары. Задействуются в диапазоне от 0 до +1800 °С. Эти приборы
для измерения температуры используют свойство двух разных металлов и металлосплавов
вырабатывать электродвижущую силу при перемене степени нагрева спая. (Термополоска,
или термотест – идеальный градусник в дорогу. Она компактная, легкая, поместится в
косметичке или в кошельке: размеры – около 2х10 см, толщина – до 1 мм.
Обычно на термополоски нанесены крупные деления. Есть и варианты попроще: с зонами
для пониженной, нормальной и повышенной температуры.
Основа термополоски – пленка, покрытая слоем кристаллом. Кристаллы меняют цвет под
воздействием температуры.
Термополоски многоразовые. Измерение температуры занимает 10-15 секунд. Многие
малыши даже не просыпаются при этом.
Но точность у таких градусников невысока. На результат влияет слишком много
факторов: от освещенности и плотности приклеивания до активности потоотделения на
коже.) Устройство для определения температуры от +100 до +2500 °С – пирометр
излучения (фотоэлектрический, оптический, радиационный). Действие обусловлено тем,
что фиксируемый показатель влияет на величину излучаемого телом тепла. Относится к
бесконтактному типу измерений. Различают стационарные и мобильные, низко- и
высокотемпературные пирометры.
Задание No 2.
Изучить приборы для измерения влажности воздуха. Описать устройство приборов и
запишите в виде конспекта
Узнать количество влаги можно с помощью подручных средств: зажженной свечи, еловой
шишки, стаканом воды или состоянием листьев домашнего влаголюбивого растения.
Такие методы используются давно, но они определяют только приблизительные значения.
Точные показания можно вывести обычным термометром. Этот способ долгий и не очень
удобный, так как требует соблюдения определенных инструкций, без которых
полученные данные имеют существенную погрешность.
Современный измеритель влажности воздуха
Современные влагомеры безопасны и гармонично вписываются в интерьер. Поэтому
могут использоваться в любой комнате, для создания комфортного микроклимата
Для объективного измерения водяных паров в воздухе, используются специальные
приборы, преобразующие данные о температуре и концентрации паров.
К таким устройствам относятся:
Гигрометры.
Психрометры.
Приборы с разным принципом работы показывают значения с различной долей
погрешности. Некоторые из устройств выдают точные данные о содержании влаги в
воздухе, другие допускают погрешность.
Существуют приборы, регистрирующие абсолютные значения, есть измерители,
отражающие относительную величину. Поэтому перед выбором гигрометра необходимо
изучить принцип работы устройств и учесть условия, в которых будет использоваться
прибор.
Абсолютная величина отражает вес водяных паров в кубическом метре воздуха. Значение
обозначается в граммах, килограммах на метр в кубе. Такая величина ничего не скажет
обычному человеку, поэтому за единицу измерения принято считать относительную
влажность воздуха.
Относительная влажность – это соотношение пара и воздуха. Максимально возможное
количество пара в воздухе – 100%, остальные значения выводятся относительно
максимальной величины.
Гигрометр с термодатчиком
Для вычисления относительной величины влаги в воздухе, каждый прибор оснащен
термодатчиком. Некоторые устройства транслируют дополнительные данные о
температуре, что удобно, так как не нужно дополнительно покупать термометр.
Простейшие механизмы приборов, анализируя физические свойства материалов,
позволяют безошибочно определить количество паров в воздухе.
Волосное устройство состоит из синтетического обезжиренного волоса, основания со
шкалой, стрелки и шкива. При увеличении или уменьшении паров, сила натяжения волоса
меняется, шкив проворачивается, меняя положение стрелки на шкале со значениями.
Волосной измеритель влажности воздуха
Раритетные и эксклюзивные модели волосных гигрометров действуют исключительно по
законам механики, поэтому не требуют внешнего источника питания
Такой измеритель действует в диапазоне от 30 до 80%. Сейчас он практически не
используется, поскольку существуют другие модели, имеющие больший диапазон работы.
В пленочном влагомере в качестве чувствительного элемента выступает органическая
пленка, присоединенная к шкиву. При изменении показателя влажности, усиливается или
уменьшается натяжение пленки, что приводит к движению шкива, который меняет угол
наклона стрелки.
Указатель двигается по дугообразному циферблату, показывая процент влажности
воздуха в помещении.
Оба механизма действуют по законам механики, поэтому могут точно измерить влагу в
помещениях, где держится низкая температура, до 0 °С.
Весовой и конденсационный измерители
С помощью весового гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха.
Такое устройство используется для лабораторных опытов, поэтому для домашнего
использования в помещениях не подойдет.
Конденсационный измеритель резюмирует наиболее точные данные. Конструкция такого
прибора состоит из плоской поверхности, на которой оседает влага, термометра,
определяющего момент образования конденсата и пучка света, улавливающего появление
первого конденсата. Рабочий диапазон измерителя от 0 до 100%.
Конденсационный измеритель влаги в воздухе
Конденсационный прибор имеет большие габариты. Для приведения устройства в
действие, применяется резиновая груша, поэтому такие влагомеры используются только в
лабораториях
Данные механизмы генерируют результаты с высокой точностью, что необходимо для
исследований, но не в качестве домашних измерителей влажности воздуха.
Механический и электрический приборы
Механический или керамический влагомер работает посредством электрического
сопротивления массы. Поскольку в составе керамической массы содержится кремний и
каолин с частицами металла, полученная смесь меняет сопротивление после изменения
влажности воздуха.
За счет этого при различном содержании пара, стрелка на приборе меняет положение,
отражая влажность воздуха.
Данный механизм работы позволяет делать керамические приборы компактными, поэтому
они пользуются спросом для измерения влажности воздуха в быту.
Электронный или комнатный гигрометр – современный высокоскоростной прибор для
определения влажности воздуха в помещении.
В конструкции могут быть использованы следующие принципы действия:
измерение электропроводности окружающего воздуха;
оптоэлектронный метод, с измерением точки росы;
измерение электрического сопротивления полимеров и солей;
анализ емкости конденсата.
Цифровой влагомер работает при помощи микросхем, поэтому расчеты производятся в
течение нескольких секунд, а выходные данные имеют минимальную погрешность.
Цифровой комнатный гигрометр
Точные показания электронного гигрометра возможны при отсутствии сквозняка.
Некоторые модели допускают колебания до 2 м/с, чтобы это учесть, необходимо
предварительно ознакомиться с технической документацией
При определении влажности воздуха устройствами данного типа, необходимо учитывать
температуру окружающей среды. Малейшие отклонения от стационарных условий влияют
на конечные показатели, поэтому перед непосредственным измерением уличные двери
должны быть закрыты в течение 15 минут.
Кроме температурных колебаний на работу устройств влияет близость нагревательных
приборов. Поэтому при размещении гигрометров любого типа учитывайте близость
радиаторов и размещайте их на противоположной стене или столике, расположенном на
значительном расстоянии от обогревателей.
Еще одним прибором для измерения влажности воздуха в помещениях является
психометр. Механизм работы психрометрических устройств основан на использовании
физико-химических свойств жидкостей.
Для измерения на приборе установлены две градусные трубки с жидкостью, одна из
которых обмотана мокрой тканью. При испарении влаги температурный показатель на
обмотанной трубке ниже, чем на сухой.
Стационарный психрометр в коробке
В качестве жидких материалов для наполнения термометров психрометра используют
ртуть и толуол. Прибор с толуолом менее опасен для применения в быту
Для получения результата необходимо посмотреть температуру воздуха на термометре, не
обмотанном тканью, вычислить разницу показателей жидкости между обеими трубками.
Далее, в первом столбце таблицы значений найти температуру воздуха согласно
градуснику. В верхней строке найти разницу значений. Цифра на пересечении столбца и
строки является показателем влажности.
Психрометры бывают трех видов:
Стационарный. Простой прибор, состоящий из двух градусников, заключенных в
метеорологическую колбу. Один из термометров взаимодействует с влажной тканью, в
связи с чем, жидкость меняет физико-химические свойства и появляется разница в
градусах. Результаты вычисляются по таблице.
Аспирационный психрометр похож на стационарный, разница заключается в том, что
защитном корпусе установлен вентилятор-аспиратор, для перемещения сжатого газа.
Своеобразный вакуум создает условия для получения максимально точных показателей.
Дистанционный прибор может быть манометрическим или электрическим. В конструкции
присутствуют манометрические термометры или термисторы, которые изменяют
сопротивление в зависимости от состояния внешней среды. Готовые результаты
выводятся на цифровое табло прибора.
Психрометрические устройства проходят стандартизацию и поверку, поэтому выходные
значения можно считать наиболее точными.
Задание No 3.
Изучить приборы для измерения скорости движения воздуха. Описать устройство
приборов и запишите в виде конспекта
Для измерения скорости движения воздуха применяют приборы, называемые
анемометрами. Существуют анемометры чашечные и крыльчатые. Чашечный,
анемометрпредназначен для измерения скорости движения воздуха в пределах от 1 до
50 м/сек. В верхней части прибор имеет четыре полых полушария, которые под влиянием
потока воздуха вращаются вокруг вертикальной оси. Нижний конец оси при помощи
зубчатой передачи соединен со стрелками на циферблате, которые передвигаясь по
шкале, указывают число метров. Большая стрелка показывает единицы метров,
маленькие стрелки (в зависимости от их количества) показывают сотни, тысячи и
болееметров. Сбоку циферблата имеется кнопка (или колечко), с помощью которой
включается и выключается счетчик оборотов стрелок. Перед началом измерений при
включенном счетчике и холостом вращении чашечек записывают показания всех
стрелок. Затем одновременно включают счетчик анемометра и пускают в ход
секундомер. Наблюдение Практическое занятие No1 Раздел 1 Теме 1. 2. Защита
населения от негативных воздействий чрезвычайных ситуаций. Обеспечение
устойчивости функционирования организации, прогнозирование и оценка
последствийТема: Параметры воздуха рабочей зоны. Приборы контроля параметровЦели
задачи:Изучение приборов для контроля микроклимата, ознакомление с методикой
определения воздухообменав рабочей зоне несчастных случаев. На основании
предложенного текста и интернет ресурсов:Задание No 1. Изучить приборы для
измерения температуры. Описать устройство приборов и запишите в виде
конспектаЗадание No 2. Изучить приборы для измерения влажности воздуха. Описать
устройство приборов и запишите в виде конспектаЗадание No 3. Изучить приборы для
измерения скорости движения воздуха. Описать устройствоприборов и запишите в виде
конспектаЗадание No 4. Описать методику определения воздухообмена в рабочей зоне и
запишите в виде конспектаТеоретический материалПриборы для измерения температуры
воздухаДля измерения температуры воздуха применяют ртутные, спиртовые и
электрические термометры. Указанные термометры рассчитаны на измерение
температуры лишь в момент наблюдения. Исследование температурного режима
проводится с помощью максимальных и минимальных термометров. Максимальные
термометры -ртутные. Внутри резервуара термометра впаиваетсястеклянный штиф,
который настолько сужает просвет капилляра, что мимо него ртуть может лишь
проходить при расширении, которое наблюдается при повышении температуры воздуха.
При понижении температуры столбик ртути, вошедший в капилляр, уже не может
опуститься вниз, и ртуть остаётся в том положении, которое установилось при
максимуме температуры. Величину максимальной температуры отсчитывают по
верхнему уровню ртутного столба. Минимальные термометры -спиртовые. В
капиллярной трубке термометра имеется подвижной стеклянный штиф с плоским
утолщением на концах. Перед наблюдением нижний конец термометра (резервуар)
поднимают вверх до тех пор, пока штиф под влиянием собственной тяжести не
спуститься до мениска спирта. Затем термометр устанавливают горизонтально. При
повышении температуры спирт, расширяясь, свободно проходит по капилляру не двигая
штиф. При снижении температуры длина спиртового столбика уменьшается и
поверхностная пленка увлекает за собой штифт к резервуару до тех пор, пока не
установится самая низкая температура. Определение минимальной температуры
производится по концу штифта, наиболее удалённому от резервуара термометра.
Электрический термометр. Для измерения температуры воздуха, а также ряда
поверхностей (стены, почвы, и др. ) нередко применяют различные
электротермометры, принцип работы которых основан на возникновении термотока в
цепи. В качестве датчика используются термопары или термисторы. Регистратором
служит электрические гальванометры, шкала которых проградуирована в
градусах.Электрические термометры имеют большую погрешность измерений, но с
их помощью можно проводить измерения в значительном диапазоне изменений
температур. Термограф. Для систематического наблюдения за ходом температуры в
течение продолжительного времени пользуются самопишущими приборамитермографами, воспринимающей деталью которых является либо биметаллическая
пластинка, состоящая из спаянных металлов, имеющих различный температурный
коэффициент линейного расширения, либо полая металлическая пластинка,
заполненная толуолом или спиртом. При изменении температуры воздуха меняется
кривизна пластинок, что зависит от температурных коэффициентов в первом случае, либо
от изменения объёма толуола или спирта во втором случае. Изменение кривизны
пластинок передаётсястрелке, которая даёт колебательные движения вверх и вниз, и
таким образом на ленте записывается температура. Ленты разграфлены по
горизонтали на недели, дни и часы и по вертикали на показатели температуры от -30 до +
40 С. Приборы для измерения влажности воздухаДля определения влажности воздуха
применяют психрометры, гигрометры и гигрографы. продолжают несколько минут, после
чего счетчик выключают и записывают вновь показания стрелок. Из последних
показаний вычитают показания прибора, снятые до проведения замеров, разность делят на
число секунд, в течение которых велось наблюдение. Крыльчатый анемометрпостроен так
же, как чашечный, но воспринимающей частью у него является не полушария, а легкие
алюминиевые крылья. Прибор более чувствителен, позволяет измерять скорость от 0,5 до
15 м/сек. Снятие показаний и расчет скорости производит так же, как и в случае с
чашечным анемометром. Если деления на циферблатах анемометров не соответствует
точно метрам, для определения скорости пользуются графиком, прилагаемым к прибору.
Имеются разновидности крыльчатого анемометра со струнной осью
ветроприемника, известная под названием струнного или ручного анемометра
(механизм прибора закреплен вметаллическом корпусе, снабженной ручкой). Прибор
предназначен для проверки вентиляционныхустановок и измерения скорости
движения воздуха в промышленных условиях. Он отличается большой
чувствительностью и рассчитан на измерения скорости воздушного потока порядка 0,3 0,5 м/сек. Продолжительность наблюдения 1-2 минуты. К прибору прилагаетсядва
графика, с помощью которых можно, зная разность между конечными и начальными
показаниями стрелок и частное от деления ее на число секунд наблюдения,
определить по последней величине искомую скорость воздушного потока в метрах за
секунду. Кататермометр. Очень слабые потоки воздуха определяют с помощью
кататермометров, представляющих собой спиртовой термометр со шкалой 35°-38°С или
33°-40°С. Кататермометры позволяют определять малые скорости движения воздуха,
менее 1 м/сек.
Задание No 4.
Описать методику определения воздухообмена в рабочей зоне и запишите в виде
конспект
Воздухообмен в производственных помещениях определяется расчетом зависимости от
вида и количества выделяющихся в помещении вредных веществ. При выделении газов,
паров, пыли воздухообмен определяется:L=G/gдоп-gпр,гдеG-скорость выделения вредных
веществ м2/ч. ;gдоп-предельно допустимая концентрация данного вредного вещества
мг/м3;gпр-концентрация этого вещества в приточном воздухе мг/м3. При выделении влаги
воздухообмен определяется:L=Gвп/?(dвыт-dпр),гдеGвп-скорость поступления водяных
паров в помещение г/ч. ;р-плотность воздуха кг/м3;dвыт,dпр-содержание влаги в
удаляемом и приточном воздухе г/кг. При избытке тепла определяют:L=3600Qизб/ср( ТцТп),гдеQизб-избыточная теплота, поступающая в помещение и обусловливающая нагрев
воздуха в нем, Дж/с. с-удельная теплоемкость воздуха Дж/(кгхК);р-плотность воздуха
приt=293 °К. кг/м3. ;Тц, Тп-температура удаляемого и приточного воздуха К. При
выделении в помещении нескольких вредных веществ расчет ведут по каждому из
них. Если эти вещества независимого действия, то принимают наибольший
воздухообмен, а если однонаправленный суммированный воздухообмен. Вне
зависимости от расчета в помещениях, имеющих естественное проветривание,
величинаLв соответствии с требованиями должна быть не менее 30 м3/ч на человека
приVпомещения менее 20м3на человека, и не менее 20м3/ч при большемVпомещения.
При отсутствии естественной вентиляцииLдолжен быть не менее 60 м3/ч на человека, а
его кратность не менее 1. Вентиляционный воздушный баланс -Lпр/Lуд-количество
подаваемого воздуха к удаляемому в единицах времени. Lпр/Lуд=1 -уравновешенный
воздушный баланс (в большинстве случаев). Lпр/Lуд>1 -положительный (характеризуется
повышенным давления воздуха в помещении, создается в тех случаях, когда
необходимо исключить попадание в помещение наружного, более грязного воздуха).
Lпр/Lуд<1 -отрицательный (характеризуется разряжением в помещении, применяется
когда необходимо исключить проникновение загрязненного воздуха с рабочего участка в
окружающую среду или в смежное помещение).
L= G?1000/х(н)-х(в) ,м3/ч ,
• где L, м3/ч - потребный воздухообмен;
• G, г/ч - количество вредных веществ, выделяющихся в воздух помещения;
* х, мг/м3 - предельно допустимая концентрация вредности в воздухе рабочей зоны
помещения;
•х , мг/м3 - максимально возможная концентрация той же вредности в воздухе населенных
мест.
Тогда L = 1,8 / (0,01- 0,001) = 200,0 м3/ч.