ПОРЯДОК РАБОТЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Исследование параметров микроклимата
производственных помещений

Цель работы – ознакомление студентов с методами и приборами изменения параметров микроклимата производственных помещений, нормированием оптимальных и допустимых значений параметров микроклимата; приобретение практических навыков оценки микроклимата рабочей зоны и принятие решения по его нормализации.

Общие сведения

Микроклимат производственных помещений – это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующим на организм человека сочетанием четырех параметров: температуры воздуха, влажности воздуха, скорости движения воздуха и температуры окружающих поверхностей.

Человек постоянно находится в состоянии обмена теплотой с окружающей средой. При этом параметры микроклимата оказывают существенное влияние на теплообмен человека с окружающей средой и могут привести к переохлаждению или перегреву тела, стать причиной ряда заболеваний и снижения работоспособности.

Комфортные микроклиматические условия достигаются при наличии теплового баланса.

Тепловой баланс между телом человека и окружающей средой достигается в том случае, когда общее количество тепла, вырабатываемого внутри организма за счет химических реакций окисления, и запас тепла в организме будут равны общей величине тепла, передаваемого в окружающую среду за счет теплообмена. В результате этого температура человеческого тела будет оставаться постоянной и, как правило, равной 36,5 °С.

Отдача тепла в окружающую среду осуществляется путем различных видов теплообмена: конвекции, излучения, испарения и теплопроводности. Соотношение между различными видами отдачи тепла изменяется в зависимости от величины микроклиматических факторов и их сочетаний. Постоянство температуры человеческого тела достигается за счет терморегуляции.

Терморегуляция – это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих постоянство температуры тела человека, т. е. поддерживающих тепловой баланс. Она находится под контролем центральной нервной системы.

Терморегуляция использует два механизма: химическую терморегуляцию и физическую терморегуляцию. Химическая терморегуляция обеспечивает изменение интенсивности внутреннего теплообразования в теле человека путем регулирования активности химических реакций обмена (окисления) в организме. Физическая терморегуляция обеспечивает изменение интенсивности внешней теплоотдачи с поверхности тела человека в окружающую среду путем регулирования скорости притока крови к коже (расширения и сужения сосудов) и изменения работы потовых желез (потоотделения).

Некоторые микроклиматические условия вызывают перенапряжение и, следовательно, такие реакции терморегуляции, которые выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей человека. Это приводит к нарушениям терморегуляции человека. Температура тела изменяется, причем при температуре ниже 34 °С происходит замедление процессов в головном мозге, при температуре выше 42 и ниже 30 °С человек теряет сознание (критическая температура), а температура выше 43 или ниже 25 °С является смертельной.

Нарушение терморегуляции проявляется в виде усиленного потоотделения и учащенного пульса; тепловых и солнечных ударов; пересыхания слизистых оболочек, дыхательных путей и глаз; простудных заболеваний, в результате которых выдается около 40 % от общего количества листов временной нетрудоспособности; судорожной болезни, которая возникает при нарушении водно-солевого баланса из-за значительного потоотделения при высокой температуре, так как вместе с потом выводится большое количество необходимых организму веществ.

Объекты, нагретые до температуры выше 100 °С, являются источниками коротковолнового инфракрасного излучения. Наибольшей проникающей способностью в ткани человеческого тела обладают лучи с длиной волны менее 1,4 мкм. Они вызывают изменение температуры легких, почек и других органов. Объекты с температурой от 50 до 100 °С являются источниками длинноволнового инфракрасного излучения. Такие лучи задерживаются в поверхностных слоях тела человека, вызывая нагрев кожи. Инфракрасное излучение может вызвать ожоги роговой оболочки глаз, а его длительное воздействие приводит к профессиональной катаракте глаз.

Нормирование параметров микроклимата
производственных помещений

Параметры микроклимата нормируются в зависимости от категории работ по уровню энергозатрат (табл. 1) и от периода года (холодный период года – когда среднесуточная температура наружного воздуха составляет +10 °С и ниже; теплый период года – когда среднесуточная температура наружного воздуха выше +10 °С).

Таблица 1

Характеристика работ по энергозатратам

Категория работ		Интенсивность энергозатрат организма (Вт)	Характеристика работ
Легкие физические работы	Iа	До 139	Работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением
Легкие физические работы	Iб	140–174	Работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением
Физические работы средней тяжести	IIа	175–232	Работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения
Физические работы средней тяжести	IIб	233–290	Работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением
Тяжелые физические работы	III	Более 290	Работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий

Нормируются оптимальные и допустимые микроклиматические условия.

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Оптимальные величины показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах с вычислительной техникой и др.). При обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочих местах температура воздуха в течение смены не должна выходить за пределы, указанные в табл. 2 для отдельных категорий работ.

Таблица 2

Оптимальные параметры микроклимата
в зависимости от категории работ

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей, °С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, не более, м/с
Холодный	Iа (до 139)	22–24	21–25	40–60	0,1
	Iб (140–174)	21–23	20–24	40–60	0,1
	IIа (175–232)	19–21	18–22	40–60	0,2
	IIб (233–290)	17–19	16–20	40–60	0,2
	III (более 290)	16–18	15–19	40–60	0,3
Теплый	Iа (до 139)	23–25	22–26	40–60	0,1
	Iб (140–174)	22–24	21–25	40–60	0,2
	IIа (175–232)	20–22	19–23	40–60	0,3
	IIб (233–290)	19–21	18–22	40–60	0,3
	III (более 290)	18–20	17–21	40–60	0,4

Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены. Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности. Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины.

Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 3 применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый периоды года.

При температуре воздуха на рабочих местах 25 °С и выше максимально допустимые величины относительной влажности воздуха не должны превышать:

70 % – при температуре воздуха 25 °С;

65 % – при температуре воздуха 26 °С;

60 % – при температуре воздуха 27 °С;

55 % – при температуре воздуха 28 °С.

В рабочих зонах производственных помещений показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма. При параметрах микроклимата, выходящих за пределы допустимых значений, необходимо проводить мероприятия по их нормализации.

Рабочая зона – это пространство высотой до двух метров над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работников.

Таблица 3

Допустимые параметры микроклимата
в зависимости от категории работ

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха**, °С	Температура поверхностей**, °С	Относительная влажность воздуха**, %	Скорость движения воздуха, не более, м/с
Холодный	Iа (до 139)	20–25	19–26	15–75	0,1
	Iб (140–174)	19–24	18–25	15–75	0,1 (0,2)*
	IIа (175–232)	17–23	17–24	15–75	0,1 (0,3)*
	IIб (233–290)	15–22	14–23	15–75	0,2 (0,4)*
	III (более 290)	13–21	12–22	15–75	0,2 (0,4)*
Теплый	Iа (до 139)	21–28	20–29	15–75	0,1 (0,2)*
	Iб (140–174)	20–28	19–29	15–75	0,1 (0,3)*
	IIа (175–232)	18–27	17–28	15–75	0,1 (0,4)*
	IIб (233–290)	16–27	15–28	15–75	0,2 (0,5)*
	III (более 290)	15–26	14–27	15–75	0,2 (0,5)*

* В скобках приведено значение скорости движения воздуха для диапазона температур воздуха выше оптимальных величин.

** С учетом оптимальных величин.

В целях профилактики тепловых травм температура наружных поверхностей технологического оборудования должна быть не более 45 ºС.

Методы и средства нормализации
параметров микроклимата

Основные мероприятия по нормализации
параметров микроклимата

Основные мероприятия, обеспечивающие оптимальные и допустимые параметры микроклимата в помещении, следующие.

Изменение технологического процесса:

1) замена процессов с большими выделениями тепла другими (например, нагрев металла токами высокой частоты вместо использования нагревательных печей);

2) использование дистанционного управления процессами с теплоизлучением;

3) рациональное размещение оборудования с большим тепловыделением;

4) механизация и автоматизация тяжелых работ в «горячих» цехах.

Использование средств коллективной защиты:

1) отопление;

2) вентиляция;

3) кондиционирование воздуха;

4) устройство защитных экранов от воздействия излучения (теплоотражающие экраны из асбеста, огнеупорного кирпича, теплоотводящие экраны из сварных конструкций, охлаждаемых протекающей водой);

5) воздушные завесы (например, у входа в производственное помещение для предотвращения поступления зимой холодного воздуха) и водяные завесы.

Применение средств индивидуальной защиты в зависимости от метеорологических условий (различная спецодежда).

Проведение организационных мероприятий:

1) комнаты для кратковременного отдыха с подачей в них охлажденного воздуха;

2) организация рационального питьевого режима (обеспечение газированной и слегка подсоленной водой работников «горячих» цехов);

3) рационализация режима труда и отдыха (например, работникам, работающим в холодное время на открытом воздухе или в закрытых необогреваемых помещениях), предоставляются обязательные перерывы на обогревание и отдых.

Характеристика основных средств
нормализации микроклимата в помещении

Наибольшее распространение получили такие средства нормализации микроклимата, как отопление, вентиляция и кондиционирование.

Отопление подразделяется на местное и центральное.

Местным отоплением называется работа системы отопления, в которой генератор тепла, теплопроводы и отопительные приборы конструктивно объединены в одно устройство. Радиус действия местного отопления обычно ограничен одним помещением (печное и электрическое отопление).

Центральным отоплением называется отопление, в котором генератор тепла (например, котельная установка) вынесен за пределы отапливаемых помещений, а теплоноситель от генератора к местам потребления подается через систему труб. По виду теплоносителя центральное отопление подразделяется на паровое, водяное и воздушное.

В качестве отопительных приборов используют радиаторы секционные, радиаторы панельные, гладкотрубные приборы, конвекторы, ребристые трубы.

Вентиляция по способу организации воздухообмена подразделяется на общеобменную (во всем объеме помещения) и местную (например, для отсоса вредных выделений в местах их оборудования).

По способу перемещения воздуха вентиляция может быть естественной, когда воздух перемещается под действием теплового напора или ветра, и механической – при помощи вентиляторов.

По назначению вентиляция может быть приточной, вытяжной, приточно-вытяжной.

Кондиционирование обеспечивает температуру, относительную влажность, чистоту и скорость движения воздуха, которые наиболее благоприятны для самочувствия людей. При этом различают системы полного кондиционирования, которые дают возможность строго поддерживать заданные оптимальные параметры воздуха в помещении, и системы неполного кондиционирования, которые обеспечивают допустимое значение температуры воздуха в летний период, но не могут поддерживать необходимую влажность.

Методы и средства контроля параметров микроклимата

Методы и средства контроля должны обеспечивать погрешность измерения параметров микроклимата:

для температуры воздуха – не более ±0,2 ºС,

для температуры поверхностей – не более ±0,5 ºС,

для относительной влажности воздуха – не более ±5 %,

для скорости движения воздуха – не более ±0,05 м/с (при скоростях от 0 до 0,5 м/с) и не более ±0,1 м/с (при скоростях более 0,5 м/с).

Измерение температуры воздуха

Для измерения температуры воздуха могут использоваться обычные ртутные и спиртовые термометры, а также электронные приборы со стрелочной или цифровой индикацией.

Для регистрации изменений температуры во времени служат самопишущие приборы – термографы.

Для измерения температуры на расстоянии используют ИК-термометры.

Для измерения температуры воздуха при сильных тепловых излучениях обычные термометры непригодны. В этом случае используют парные термометры. Они состоят из двух термометров, у одного из которых резервуар с ртутью зачернен, а у другого – покрыт слоем серебра. Действительная температура воздуха определяется с учетом характеристики прибора, приведенной в паспорте на него.

Измерение влажности воздуха

Относительную влажность воздуха можно измерять с помощью гигрометра и психрометра, а также электронных измерителей влажности с цифровой индикацией.

Психрометр Августа состоит из двух термометров – сухого и влажного. Резервуар влажного термометра обернут кусочком батиста, свободный конец которого смачивается водой из специальной емкости.

Аспирационный психрометр аналогичен периметру Августа; дополнительно содержит аспиратор (вентилятор), что обеспечивает более высокую точность показаний. Резервуары его ртутных термометров с целью защиты от внешних тепловых излучений помещены в двойные латунные трубки с зеркальной наружной поверхностью. Эти трубки служат одновременно каналами, через которые вентилятор, установленный в верхней части психрометра, прогоняет воздух. Вентилятор приводится в движение с помощью пружинного заводного механизма или электрического двигателя.

Принцип действия как того, так и другого психрометра объясняется свойствами влажного воздуха. При испарении влаги с поверхности резервуара влажного термометра отнимается тепло, поэтому показания влажного термометра оказываются ниже показаний сухого термометра. Определяя показания сухого и влажного термометров, можно однозначно установить относительную влажность воздуха.

Порядок определения относительной влажности с помощью психрометра Августа следующий:

1) смочить кусочек батиста влажного термометра в специальной емкости, наполненной водой (после смачивания емкость необходимо опустить, чтобы влага с термометра могла свободно испаряться);

2) измерения температуры по сухому и влажному термометру следует проводить не ранее чем через 10 минут после того, как будет смочен батист;

3) по специальной номограмме, представленной на стенде, определить относительную влажность воздуха на рабочем месте.

Порядок определения относительной влажности с помощью аспирационного психрометра следующий:

1) смочить кусочек батиста влажного термометра чистой водой с помощью пипетки (5–6 капель);

2) закрепить психрометр на штативе;

3) включить аспиратор;

4) через 3–4 минуты снять показания температуры по сухому и влажному термометрам;

5) определить относительную влажность воздуха по специальной номограмме, представленной на рабочем месте, по i-d-диаграмме, имеющейся на рабочем месте, а также произвести теоретический расчет относительной влажности.

Определение относительной влажности по i-d-диаграмме.Учитывая, что влажный воздух является основным объектом вентиляционного процесса, приходится часто определять те или другие параметры воздуха. Чтобы избежать многочисленных вычислений, их определяют обычно по специальной диаграмме, которая носит название i-d-диаграммы (i – энтальпия; d – влагосодержание воздуха). Она позволяет быстро определить все параметры воздуха по двум известным. Использование диаграммы позволяет избежать вычислений по формулам и наглядно отобразить вентиляционный процесс.

Диаграмма (рис. 1) представляет собой рабочее поле в косоугольной системе координат i-d. Шкала влагосодержания располагается по нижней кромке диаграммы, при этом линии постоянных величин влагосодержания представляют вертикальные прямые. Линии постоянных энтальпий представляют параллельные прямые, идущие под углом 135° к вертикальным линиям влагосодержания.

Рис. 1. Схема определения относительной влажности воздуха по i-d-диаграмме

Косоугольная система координат выбрана для того, чтобы увеличить рабочее поле диаграммы. В такой системе координат линии постоянных температур представляют собой прямые линии, идущие под небольшим наклоном к горизонтали и слегка расходящиеся веером. Рабочее поле диаграммы ограничено кривыми линиями равных значений относительной влажности 0 и 100 %, между которыми нанесены линии других, равных относительной влажности с шагом 10 %. Шкала температур располагается по левой кромке рабочего поля диаграммы. Точка на диаграмме отражает некое состояние воздуха, а линия – процесс изменения состояния.

Определение параметров воздуха, имеющего некое состояние, отображаемое точкой 1, показано на рис. 1.

Зная температуру влажного (t_м.т) и сухого (t_с.т) термометров, по i-d-диаграмме находится точка, соответствующая состоянию воздуха в помещении (точка 1 на рис. 1), а затем и значение относительной влажности φ₁ – по кривой φ, проходящей через данную точку.

Определение относительной влажности с помощью расчета.Относительная влажность воздуха (φ) определяется по формуле

φ = (A / F_с) × 100 % ,

где А – абсолютная влажность воздуха, г/м³;

F_с – максимальная влажность воздуха при температуре сухого термометра, г/м³ (определяется по таблице, имеющейся на рабочем месте).

Абсолютная влажность воздуха определяется по формуле

A = F_в– α × ﴾t_с – t_в﴿ × B,

где F_в – максимальная влажность воздуха при температуре влажного термометра, г/м³ (определяется по той же таблице, что и для сухого воздуха);

α – психрометрический коэффициент (для аспирационного психрометра, используемого в работе, α = 0,0006);

t_с и t_в – температура сухого и влажного термометров соответственно, °С;

B – барометрическое давление, мм рт. ст.

Атмосферное давление при выполнении лабораторной работы измеряется барометром-анероидом, находящимся на рабочем месте.

Измерение скорости движения воздуха

Для измерения малых скоростей движения воздуха (до 1 м/с) используется кататермометр.

Для измерения скорости движения воздуха в диапазоне от 0,3 до 10 м/с используются крыльчатые анемометры, а в пределах от 1 до 30 м/с – чашечные анемометры.

В настоящее время для определения скорости движения воздуха широко используются термоанемометры со стрелочной и цифровой индикацией.

Определение скорости движения воздуха с помощью кататермометра.Кататермометр представляет собой спиртовой термометр с круглым или цилиндрическим резервуаром. Резервуар переходит в капилляр с расширением в верхней части. Шкала прибора проградуирована на 7 °С (от 33 до 40 °С) для цилиндрического и на 4 °С (от 35 до 38 °С) для шарового кататермометра. Средняя температура шкалы кататермометра составляет 36,5 °С. Действие прибора основано на зависимости скорости охлаждения его резервуара от метеорологических условий.

Определение скорости движения воздуха с помощью шарового кататермометра основано на измерении времени его охлаждения с 38 до 35 ºС. На продолжительность охлаждения прибора влияет охлаждающая способность воздуха, зависящая от скорости его движения и его температуры. На обратной стороне шкалы прибора указан фактор кататермометра F (в мкал/см²), выражающий количество тепла (в милликалориях), теряемое с единицы поверхности (1 см²) резервуара при охлаждении от 38 до 35 ºС. Разделив F на время Т охлаждения кататермометра с 38 до 35 °С (в секундах), получим охлаждающую силу воздуха, мкал/см²·с, зависящую от скорости его движения.

Порядок определения скорости движения воздуха с помощью кататермометра следующий:

1. Погрузить резервуар кататермометра в воду, нагретую до 60–70 °С (но не более 80 °С во избежание закипания спирта и разрыва резервуара), и держать его в воде до заполнения спиртом 1/5–1/3 объема верхнего расширения капилляра.

2. Вынуть кататермометр из воды, тщательно вытереть и установить в исследуемом месте на максимально возможном удалении от излучающих тепло поверхностей. Прибор охлаждается окружающим воздухом, причем время охлаждения зависит от скорости движения воздуха.

3. По достижении столбиком спирта отметки 38 °С включить секундомер и замерить время τ (в секундах) охлаждения прибора на 3° (от 38 до 35 °С).

4. Определить охлаждающий эффект сухого кататермометра по формуле

H = F/τ.

5. Найти отношение Н/Q, где Q = 36,5 – t_в; t_в – температура окружающего воздуха, °С.

6. Определить скорость движения воздуха, в зависимости от полученной величины Н/Q, по таблице, находящейся на рабочем месте.

Определение скорости движения воздуха с помощью чашечного или крыльчатого анемометра.Анемометр представляет собой вращающуюся под действием движения воздуха крыльчатку, кинематически соединенную со стрелочным счетчиком оборотов. Количество оборотов крыльчатки зависит от скорости движения воздуха и времени наблюдения. С помощью имеющегося на корпусе рычажка можно отключить счетчик оборотов от крыльчатки.

Порядок определения скорости движения воздуха с помощью чашечного анемометра следующий:

1. Установить рычажок в положение, отключающее счетчик оборотов от крыльчатки (при вращении крыльчатки показания на счетчике не изменяются).

2. Записать начальное показание счетчика.

3. Установить ось вращения крыльчатки параллельно направлению воздушного потока.

4. Через 20–30 секунд с момента начала вращения крыльчатки с постоянной скоростью одновременно включить счетчик оборотов с помощью рычажка и секундомер (можно использовать секундную стрелку на ручных часах).

5. После заданного времени измерения одновременно выключить счетчик и секундомер (рекомендуемая продолжительность измерения для удобства расчетов – 100 секунд).

6. Записать конечные показания счетчика оборотов и секундомера.

7. Определить количество оборотов за время измерения (разность показаний счетчика после измерения и до измерения).

8. Определить количество оборотов за одну секунду, разделив полученное количество оборотов на время измерения (в секундах).

9. Определить скорость движения воздуха по градуировочному графику, находящемуся на рабочем месте.

Измерение атмосферного давления воздуха

Для расчета относительной влажности воздуха необходимо знать атмосферное давление воздуха в момент проведения измерения.

Атмосферное давление воздуха (мм рт. ст.) измеряется при выполнении лабораторной работы с помощью барометра-анероида, находящегося на рабочем месте.

Порядок выполнения работы

Студент обязан:

1. Явиться на занятие, изучив материал, изложенный в методических указаниях, подготовив форму отчета, приведенную в приложении 1, и предъявить ее преподавателю.

2. После успешного прохождения тестирования или контрольного опроса получить допуск к лабораторной работе (студенту выдается вариант ее выполнения в соответствии с табл. 4).

Таблица 4

Варианты выполнения лабораторной работы

№ варианта	Наименование производственного процесса (вид работ)	Энергозатраты работника, Вт
	Проведение и обработка результатов исследований в помещениях лаборатории	До 139
	Работа на персональном компьютере	140–174
	Управление машинами (СДМ, кранами)	175–232
	Управление локомотивом	175–232
	Обмывка вагонов	233–290
	Заливка подшипников	Более 290

Примечания:

1. Период года студент устанавливает самостоятельно.

2. При выполнении работы на персональном компьютере необходимо обеспечить оптимальные микроклиматические условия.

3. При необходимости под руководством преподавателя ознакомиться с работой приборов, имеющихся в лаборатории.

4. Самостоятельно определить параметры микроклимата на рабочем месте. Температуру воздуха замерить по спиртовому термометру, имеющемуся на рабочем месте. Относительную влажность воздуха определить с помощью психрометра Августа и аспирационного психрометра (см. Измерение влажности воздуха, с. 12). Скорость движения воздуха определить с помощью кататермометра (см. Измерение скорости движения воздуха, с. 15).

5. Полученные результаты занести в итоговую таблицу, приведенную в форме отчета, и сравнить их с оптимальными и допустимыми значениями по соответствующему варианту задания.

6. Сделать выводы о соответствии параметров микроклимата нормативным значениям.

7. При несоответствии каких-либо параметров нормативным значениям необходимо предложить конкретные мероприятия по нормализации указанных параметров микроклимата.

8. Измерить скорость движения воздуха с помощью чашечного анемометра при включенном вентиляторе или кондиционере (см. Измерение скорости движения воздуха, с 16). Результаты занести в отчет.

9. Оформить отчет в соответствии с приложением 1.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1. Как пользоваться гигрометром психрометрическим ВИТ-1

Гигрометр (психрометр), который мы привыкли видеть практически везде, где нормируется микроклимат, изобрел в конце 19 века немец Эрнест Август. Теперь меняется только дизайн этого стационарного прибора, но принцип остается тем же – два термометра (около 5 см межу ними), показания сухие и с учетом испарения влаги. Разница в температуре позволяет высчитать необходимый показатель – влажность в помещении.

Расчет значения влажности можно производить по психрометрической таблице, по диаграмме или в он-лайн калькуляторе.

Принцип действияоснован на том, что чем выше влажность воздуха и ниже температура, тем хуже испаряется вода в резервуаре под влажным термометром, и наоборот. Так как значения зависят от испарения влаги, поэтому этот тип гигрометров называется психрометрический. При влажности в 100% из резервуара вода совсем не будет испаряться, тогда применение гигрометра невозможно.

Сухой термометрпоказывает фактическую температуру в помещении. Влажный показывает температуру окружающей среды с учетом испарения. Разность между показаниями двух термометров – относительная влажность.

Мокрый термометр погружен в стеклянную трубку с загибом на конце, куда доливается вода, желательно по качеству не ниже дистиллированной. От качества воды будет зависеть качество показаний, налет на термометре и долговечность фитиля. Фитиль – длинная полоска ткани (марля, батист, шифон), которая подает капиллярные потоки воды на нижнюю часть «мокрого термометра».

Гигрометр психрометрический ВИТ-1представляет собой пластиковый корпус- подставку, на котором размещены два термометра, влажный и сухой. Оба термометра заполнены подкрашенным раствором, поэтому вопрос об ртутном загрязнении закрыт. Шкала состоит из подкрашенного толуола. Для удобства, там же, на пластиковой подставке, расположена полная шкала расчета влажности по разности температур (психрометрическая таблица).

Рис.1 Устройство психрометра

Воду комнатной температуры нужно заливать регулярно, но не позже, чем за полчаса до замера.

Измерение относительной влажности гигрометром проводите только после установления показаний термометров гигрометра. Минимальное время выдержки гигрометра в измеряемой среде 30 мин.

ПОРЯДОК РАБОТЫ

Снимите показания по «сухому» и «увлажненному» термометрам (термометрическая жидкость – толуол). При снятии показаний глаз работающего должен находиться на уровне мениска жидкости так, чтобы отметка шкалы в точке отсчета была видима прямолинейной.

Вычислите разность температур по «сухому» и «увлажненному» термометрам.

Определите относительную влажность воздуха по психрометрической таблице. Искомая относительная влажность будет на пересечении строк температуры по «сухому» термометру и разности температур по «сухому» и «увлажненному» термометрам.

При отсутствии в таблице полученной разности температур по «сухому» и «увлажненному» термометрам для определения влажности примените интерполирование.

Рис. 2. Пример расчёта относительной влажности психрометром ВИТ-1

Рис.3. Психрометрическая таблица, установленная на основании гигрометра

Таблица для определения максимальной влажности воздуха при температуре сухого и влажного термометра

Рис.4. i-d диаграмма для влажного воздуха

2. Внешний вид барометра (имеется на рабочем месте)

3. Устройство кататермометра

По мысли профессора Л. Хилла, сконструировавшего кататермометр, он должен служить прибором, который, являясь как бы аналогом человеческого тела, дает возможность судить о суммарном гигиеническом влиянии метеорологических условий (температуры, влажности и движения воздуха) на теплопотерю и тепловой баланс человека.

Для практической работы с кататермометром необходимо предварительно знать величину его фактора. Фактор F показывает, сколько милликалорий тепла теряется с 1 см² поверхности резервуара при его охлаждении от 38 до 35°. Фактор определяется по формуле

где θ - разница температур человеческого тела (36,5°) и окружающего воздуха, Т - число секунд, в течение которых происходит охлаждение от 38 до 35°.

Определение катафактора производят в неподвижном воздухе (в термостате или калориметре), где определяют Т и затем вычисляют F, значение которого наносится на стержень кататермометра. Зная F, можно уже вести работу с кататермометром. Исследователь должен только определить время Т, в течение которого происходит указанное выше охлаждение кататермометра от 38 до 35°, затем вычислить величину охлаждения Н = F : Т. Последняя выражает потерю резервуаром кататермометра тепла в милликалориях с 1 см² поверхности в 1 сек. При этом сухой кататермометр показывает потерю тепла путем излучения и теплопроводности.

Определение скорости движения воздуха по показаниям кататермометра

На основании многочисленных опытов найдено, что сухой кататермометр в спокойном воздухе при 18° теряет с 1 см² своей поверхности около 5 милликалорий, т. е. раза в четыре больше того, что теряет человек в сидячем положении в обыкновенной одежде. Показание Н = 6—7 соответствует хорошему самочувствию людей, ведущих легкую работу в сидячем положении.

Сухой кататермометр можно применять также для определения скоростей движения воздуха, притом самых незначительных, до десятых и сотых долей метра в секунду. Это обстоятельство делает кататермометр особо ценным прибором для исследования метеорологических условий в рабочих помещениях, где скорости движения воздуха обычно настолько незначительны (2—8 м/мин.), что анемометром они не улавливаются.

4. Чашечный анемометр (имеется на рабочем месте)

Определение скорости движения воздуха по показаниям чашечного анемометра

5. Определение категории тяжести труда по энергозатратам