Безопасность жизнедеятельности. Методические указания к лабораторным работам (стр. 3 )

Переключатель «род работы» имеет 4 положения:

1)  «Откл» – питание прибора отключено;

2)  «Контр питания» – контролируется наличие и величина питания;

3)  «µm» – положение, при котором измеряется размах виброперемещения в микрометрах (1 µm = 0,000001).

4)  «» – положение, при котором измеряется среднеквадратичное значение виброскорости в мм/с.

Переключатель «пределы измерения» имеет 5 положений:

Значения, указанные в числителе, показывают пределы измерения виброперемещения в микрометрах (µm).

При определении амплитуды смещения следует помнить, что индикатор показывает значение размаха перемещения или двойную амплитуду, поэтому для получения величины амплитуды перемещения необходимо показания прибора разделить на 2.

В ВИП-2 в качестве приемника вибрации использован магнитоэлектрический датчик 9, который воспринимает колебания вибрирующего объекта и преобразует их в электрические колебания.

Электрический сигнал, снимаемый непосредственно с датчика, поступает на вход стрелочного индикатора, выполненного в виде микроамперметра со шкалой, градуированной в мм/с , для измерения виброскорости и в микрометрах (µm) – для измерения размаха виброперемещения.

Рис. 1 Схема виброустановки: 1-электродвигатель, 2-предохранительный кожух,

3-маховичок дисбаланса, 4-текстолитовая плита, 5-стол, 6-амортизаторы,

7-виброизоляторы, 8-виброизмерительный прибор, 9-магнитоэлектрический датчик,

10-стрелочный индикатор, 11-пусковое устройство.

Рабочая площадка, выполненная в виде текстолитовой или алюминиевой плиты с проклеенной по периметру резиновой или поролоновой полоской, служит имитатором рабочего места. Причем, ее использование позволяет:

–  рассчитать средний параметр (по точкам А, В, С, Д, Е, помеченным на лицевой стороне пластины);

–  учесть поправку на источник вибрации большой мощности, когда показатели ее будут за пределами шкалы измерений;

–  так как масса пластины составляет менее 1% от массы вибрирующего основания, параметры вибрации основания определяются без учета массы рабочей площадки.

Задание

Предварительная подготовка.

Данная работа носит поисковый характер, то есть отличается тем, что студенты должны решить новую для них проблему, опираясь на хорошие теоретические знания по теме, поэтому необходимо очень внимательно изучить пояснение к работе, особенно расчётные форм «Приложения».

Работа в лаборатории:

1.  Произвести подключение датчика к ВИП-2.

2.  Включить в сеть.

3.  Определить виброперемещение и виброскорость с помощью прибора в точках «А», «В», «С», «D», «Е», на столе, на стуле и на полу. Для этого переключатель «пределы измерения» установить в положение «Конр. питания». Стрелка прибора должна оставаться на треугольной отметке шкалы прибора, что свидетельствует о рабочем напряжении питания. Если стрелка прибора устанавливается левее отметки, то прибор неисправен.

При изменении виброскорости переключатель «род работы» устанавливается в положение «» и щупом вибродатчика прикасаются к вибрирующей поверхности, а переключателем «пределы измерения» Выбирается необходимый предел измерения так, чтобы стрелка индикатора 2 находилась в пределах шкалы измерений. Затем считывают показания. Например, при положении переключателя «пределы измерения» на отметке 30/300 отклонение стрелки индикатора на всю длину шкалы соответствует виброскорости в 30 мм/с.

При измерении размаха виброперемещения переключатель «род работы» переводится в положение «µm». Далее с помощью переключателя «пределы измерения» добиваются того, чтобы стрелка индикатора находилась в пределах шкалы.

Величина размаха виброперемещения определяется по положению стрелки индикатора и значению предела измерения. Например, при положении переключателя «пределы измерения» на отметке 10/100 полное отклонение стрелки соответствует величине размаха виброперемещения в 100 микрометров (100 µm).

А = размах/2

На индикаторе имеются пределы измерения:

–  по верхней шкале от 0 до 10;

–  по нижней шкале от 0 до 30.

Для удобства считывания показаний стрелочного индикатора при положении переключателя «пределы измерения» на отметках 1, 10, 100, 1000 следует пользоваться верхней шкалой, при положении переключателя на отметке 3, 30, 300 – нижней шкалой.

По окончании измерений переключатель «род работы» перевести в положение «откл.». Результаты измерений занести в таблицу отчета по лабораторной работе.

Содержание отчёта:

1. Определить частоту вибрации f. Зная скорость вибрации V и амплитуду виброперемещения А можно определить частоту вибрации, преобразуя формулу (1). Частоту вибрации вычислить для точек «А», «В», «С», «D», «Е» на столе, на стуле и на полу. Результаты занести в таблицу отчёта.

2. Определить параметры вибрации при применении пассивной изоляции, т. е. на текстолитовой пластине с поролоновой прокладкой. Провести измерения виброскорости и амплитуды виброперемещения в точках «А», «В», «С», «D», «Е» на пластине. Расчетом определить амплитуду и частоту. Найденные величины параметров занести в таблицу отчёта.

3. На основании полученных данных оценить допустимость параметров вибрации для работающих механизмов при отсутствии и наличии виброзащиты, сравнив их с данными таблиц 7 – 8, (Приложения). В отчете по лабораторной работе делается вывод об интенсивности вибрации в исследованных точках и соответствие ее нормам.

4. Оценить эффективность виброизоляции, рассчитав коэффициент эффективности по формуле (6).

Примечание. При расчетах виброскорости и виброперемещения необходимо брать в м/с и метрах соответственно.

№ п/п

Параметры вибрации

Ед. изм.

Рабочий стол

Текстолитовая плита

Коэфф. эффективности

Точки измерения

Сред. величина

Точки измерения

Сред. величина

А

В

С

D

Е

А

В

С

D

Е

1.

Частота

Гц

2.

Амплитуда

м

3.

Виброперемещение

м

4.

Виброскорость

м/с

5.

Уровень виброскорости

дБ

5. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Что понимают под вибрацией?

2. Какими параметрами характеризуется вибрация?

3. Как воздействует вибрация на организм человека?

4. Методы защиты от вибрации. Сущность виброизоляции?

5. Постоянная, непостоянная, локальная и общая вибрации.

6. Нормируемые параметры вибрации?

7. Зачем введено и используется понятие "уровень виброскорости"?

8. Устройство прибора, измеряющего вибрацию?

Используемая литература:

[1] стр. 75-80; [2] стр. 39-45; [3] стр. 119-127; [4] стр. 29-37.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Определение температуры вспышки горючих жидкостей и

оценка пожарной опасности производства

Время выполнения – 2 ч.

Цель работы:

Научить методике определения температуры вспышки и воспламенения горючих и легковоспламеняющихся жидкостей с помощью прибора ПВНЭ.

Приборы и оборудование: Прибор ПВНЭ, ЛАТР; барометр; секундомер; жидкости (ЛВЖ и ГЖ); спички; фитиль (сменный).

Пояснения к работе:

Температурой вспышки называется наименьшая температура горючей жидкости, при которой образованные над ее поверхностью пары и газы вспыхивают от источника зажигания без воспламенения самой жидкости.

При температуре вспышки еще не возникает устойчивое горение жидкости, т. к. количество паров жидкости, выделяемых в единицу времени, меньше количества паров, сгораемых в то же время, а поэтому устойчивого (беспрерывного) горения при температуре вспышки не возникает.

Температурой воспламенения жидкости называется наименьшая температура, при которой горючие пары выделяются с такой скоростью, что после их воспламенения от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температурой самовоспламенения называется наименьшая температура вещества (материала, смеси), при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновение пламенного горения.

Горением называется быстро протекающую химическую реакцию – взаимодействие горючего вещества и окислителя, сопровождающуюся выделением большого количества тепла и обычно света.

Температура вспышки всегда меньше температуры воспламенения. Температуру вспышки используют при классификации жидкостей по воспламеняемости; производств, помещений и установок - по взрыво - и пожароопасности.

По воспламеняемости горючие жидкости подразделяют на два класса: легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) с температурой вспышки в закрытом тигле менее 61 ºС и горючие жидкости (ГЖ) с температурой вспышки в закрытом тигле более 61 ºС. К классу ЛВЖ относятся бензин, ацетон, этиловый спирт, скипидар, легроин, эфиры и др. К классу ГЖ относятся все остальные: масла, мазут, анилин и др.

Определение температуры вспышки горючих жидкостей можно осуществить расчетными или экспериментальными методами.

Расчетные методы

Более точные значения температуры вспышки получаются по формуле Блинова:

, (1)

где А – константа метода определения, равная 3000 при расчете температуры вспышки в закрытом тигле;

Рвсп – упругость пара при температуре вспышки, Па;

D0 – коэффициент диффузии паров жидкости в воздухе при t = 0 °C и атмосферном давлении 101325 Па;

b – число молей кислорода, необходимое для сгорания 1 моля жидкости.

Менее точным, хотя и более простым, является расчет температуры вспышки в закрытом тигле по формуле Элея:

, (2)

где tк – температура кипения, °С;

К – коэффициент горючести, вычисляемый по формуле:

, (3)

где С, Н, S, О и т. д. – число атомов соответствующих элементов, входящих в состав молекулы жидкости (при К < 0 жидкость не горит, при К > 0 жидкость горит).

Для жидкостей с неопределенным химическим составом температуру вспышки приблизительно определяют по формуле:

, (4)

где tк – температура кипения данной жидкости (таблица 9), °С.

Экспериментальные методы

Определение температуры вспышки жидкостей этими методами базируется на применении специальных резервуаров - тиглей (закрытых и открытых). Сущность заключается в нагреве определенной массы жидкости с заданной скоростью, периодическом зажигании выделяющихся паров и визуальной оценки результатов

Задание

Предварительная подготовка.

Работа носит поисковый характер, поэтому при подготовке к ней необходимо очень внимательно изучить раздел «Пояснение к работе». Особое внимание обратить на расчётные формулы и порядок вычислений по ним.

Работа в лаборатории:

В настоящей работе приводится описание метода определения температуры вспышки с помощью прибора Мартен-Пенского (ПВНЭ).

Для выполнения лабораторной работы помимо самого прибора ПВНЭ необходимо иметь барометр-анероид и секундомер. Испытуемый продукт помещают в тигль и нагревают с определенной скоростью, непрерывно помешивая с помощью специального приспособления – двух лопастной мешалки. Нижняя лопасть предназначена для перемешивания образующихся паров с воздухом над ее поверхностью. В процессе постепенного нагревания жидкости над ее поверхностью образуется концентрация паров, достаточная для мгновенной вспышки и сгорания. Зажигание паро-воздушной смеси производят с помощью специального зажигающего устройства. Задача сводится к тому, чтобы путем регулярного испытания (внесение открытого огня в паро-воздушную смесь) зафиксировать на термометре температуру, при которой происходит вспышка паров.

Прибор включается в сеть через лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Нагреватель рассчитан на напряжение не выше 150 В, поэтому увеличивать напряжение питания ПВНЭ выше 150 В запрещается.

Рис. 1. Прибор Мартен-Пенского (ПВНЭ).

1 – ванна; 2 – электронагреватель; 3 – латунный тигель; 4 – лопасти мешалки; 5, 6 – управление мешалкой; 7 – термометр; 8, 9 – механизм открывания заслонки; 10 – зажигательное приспособление.

Для жидкостей с температурой вспышки ниже 150 °С температуру жидкости повышать со скоростью 5 – 8 °С/мин., а для жидкостей с температурой вспышки выше 150 °С – со скоростью 10 – 12 °С/мин. при регулярном помешивании мешалки.

Когда температура жидкости будет на 15 – 20 °С ниже ожидаемой температуры вспышки, определенной по результатам предварительного расчета по формулам (2) или (4), температуру повышать со скоростью 2 °С/мин. при непрерывном помешивании жидкости мешалкой. Через 2 °С повышения температуры жидкости пробовать вызвать вспышку, поворачивая механизм заслонки так, чтобы пламя оказывалось в центре отверстия крышки тигля. Эксперимент продолжать до тех пор, пока не появится вспышка паров над поверхностью жидкости. Отверстие разрешается открывать не более чем на 1 – 1,5 сек. За температуру вспышки в закрытом тигле принимают показания термометра перед последним испытанием, давшим положительный результат. По окончании эксперимента отключить прибор из сети. При испытании на вспышку должно учитываться атмосферное давление. Если оно отличается от нормального (101,3 кПа) более чем на 1,3 кПа, то температура вспышки суммируется с поправкой Dt, которая вычисляется по формуле:

, (5)

, (6)

где 0,00090 – коэффициент, кПа-1;

Р - фактическое атмосферное давление в кПа (5) или в мм рт. ст. (6);

tнабл - температура вспышки, зафиксированная по термометру, °С; 0,00012 - коэффициент, мм рт. ст.-1.

Содержание отчёта:

1. Полученные величины расчётных и истинных температур вспышки внести в таблицу результатов. Произвести их сравнительную оценку.

Наименование горючей жидкости	Расчетная температура вспышки, °С	Атм. давление, Па	Поправка Dt, °С	Истинная температура вспышки, °С	Характеристика пожароопасного производства

2. Используя данные таблиц 9, 10, (Приложения), сделать анализ пожарной опасности помещения и наметить мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.