Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ выполненных ранее работ и постановка задач исследования 8
1.1. Общие сведения о Монголии и её транспортной системе 8- 16
1.2. Влияние факторов производственной среды на условия труда при техническом обслуживании и ремонте локомотивов 17 -30
1.3. Особенности условий труда машинистов тепловозов на Улан - Баторской железной дороге 30-47
Глава 2. Исследование влияния факторов воздушной среды на условия труда в локомотивном депо 48
2.1. Оценка факторов, оказывающих максимальное воздействие на параметры микроклимата в цехах локомотивного депо 48-74
2.2. Совершенствование методики расчета воздушных завес для условий локомотивных депо 74-99
Глава 3. Разработка мероприятий но защите от аэродинамических шумов тепловозов при реостатных испытаниях 100
3.1. Технология реостатных испытаний 100 -105
3.2. Оценка аэродинамических шумов тепловозов 105 - 110
3.3 Способы защиты от шума реостатных испытаний тепловозов 110-115
Глава 4. Разработка технических решений по улучшению условий труда 116
4.1 Проблема контроля расхода топлива и физические принципы построения расходомеров 116 - 137
4.2. Технические решения по улучшению параметров воздушной среды в локомотивном депо 137 - 144
4.3. Системы контроля функционального состояния машинистов тепловозов 144 - 152
Заключение 153-155
Литература 156 - 167
- Влияние факторов производственной среды на условия труда при техническом обслуживании и ремонте локомотивов
- Особенности условий труда машинистов тепловозов на Улан - Баторской железной дороге
- Совершенствование методики расчета воздушных завес для условий локомотивных депо
- Технические решения по улучшению параметров воздушной среды в локомотивном депо
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Транспортная система любой страны неразрывно связана с её специфическими особенностями, в числе которых следует отметить природно-климатические условия, рельеф местности, географические положение страны. Монголия, расположена в центральной Азии, что обуславливает резко континентальный климат со значительными перепадами температур. Температура в течение суток может колебаться в широких пределах 20-30°С. Продолжительность холодного периода года составляет в среднем 5 месяцев. Средняя январская температура колеблется в различных районах от -15 до -30°С, а в отдельных районах достигает -50° С. В ряде районов страны наблюдается высокая ветровая активность - нередки ветры силой в 8 - 9 баллов по шкале Бофорта (от 15 до 26 м/с), которые сопровождаются песчаными и снежными бурями.
Крупнейшая железная дорога Монголии (магистраль Сухэ-Батор -Улан-Батор - Дзамын-Уд) имеющая протяженность 1112 км оборудована релейной полуавтоматической централизацией стрелок и сигналов. Па долю железных дорог приходится 2,9% общей протяженности транспортных коммуникаций страны и 97,8% общего грузооборота. Локомотивный парк дороги состоит из тепловозов преимущественно российского производства серий 2М62М, М62УМ, ТЭМ2.
В целом сочетание крайне неблагоприятных природно - климатических факторов в совокупности с морально устаревшей системой железнодорожной автоматики накладывает чрезвычайно высокие требования к техническому обслуживанию подвижного состава и в первую очередь к содержанию и ремонту тепловозов. В свою очередь показатели обслуживания тепловозов тесно связаны с условиями труда как в локомотивных депо, так и на самих тепловозах.
Можно сказать, что до момента проведения настоящих исследований комплексный и всесторонний анализ условий труда но обслуживанию тепло возов на Улан-Баторской железной дороге отсутствовал, соответственно отсутствовала научно-обоснованная база для принятия эффективных технических и организационных решений по их улучшению.
Настоящая работа является продолжением исследований, направленных на улучшение условий труда при обслуживании тепловозов, которыми занимался ряд российских ученых"Анисимов П.С., Бутаков Г.В, Бутаков С. Е., ВИЛЬК М.Ф.,Волков А.Н., Володин П.М., Годин A.M., Гордон И.М., Дегтярев В.О., Дискин М.Е., Добрынин Л.К., Ищенко В.Н., Катин В.В., Киселев В.И., Кузьмич В.Д., Купаев В.И., Маслов A.M., Никулин М. В., Прохоров А.А., Петров А.П., Решетников В.Е., Сидоров Ю.П., Стронгин А. С, Чернов Е.Д., Феоктистов В.П., Филиппов В.Н., Шевандин М.А., Эльтерман В.М. и другие.
Целью диссертационной работы является обоснование технических и организационных решений по улучшению условий труда при обслуживанию тепловозов на Улан-Баторской железной дороге.
Задачи исследования.
1. Выявить факторы производственной среды, оказывающие наибольшее влияние на условия труда при обслуживании тепловозов в условиях Монголии.
2. Оценка влияния параметров микроклимата производственных помещений депо на условия труда персонала, выполняющего техническое обслуживание тепловозов.
3. Совершенствование методики расчета воздушно - тепловых завес основных производственных помещений депо.
4. Комплексная оценка шума при реостатных испытаниях тепловозов на обслуживающий персонал и прилегающие к депо территории.
5. Разработка практических рекомендаций по обеспечению здоровых и безопасных условий обслуживания и ремонта тепловозов. Методика исследования. Для достижения поставленной цели использованы положения нормативной и научно - технической литературы, научно-методическое обоснование технических средств.
Теоретические исследования воздушно - тепловых завес проведены с применением современных методов включающие в себя теорию движения турбулентных струй в поперечном потоке, закономерности тепло- массообмена в проеме, энергетических характеристик завес.
Экспериментальные исследования шума при реостатных испытаниях тепловозов выполнены с применением современных измерительных средств.
Правомерность полученных результатов подтверждена практикой депо Улан-Батор.
Научная новизна.
1. Установлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на условия
труда при обслуживании тепловозов в условиях Монголии.
2. Исследовано влияние охлажденных поверхностей тепловозов на параметры теплового самочувствия технического персонала депо.
3. Разработан новый подход к определению оптимальных параметров воздушно - тепловых завес для основных цехов локомотивных депо.
4. Исследованы основные параметры шума при проведении реостатных испытаний тепловозов.
5. Установлено влияние противодавления глушителя на потери мощности двигателя тепловоза.
Практическая значимость работы.
1. Усовершенствована методики расчета воздушно - тепловых завес основных производственных помещений депо.
2. Установлены закономерности влияние охлажденных поверхностей тепловозов на параметры теплового самочувствия технического персонала депо. 3. Обоснованы и внедрены в практику работы депо Улан-Батор рекомендации по защите персонала при проведении реостатных испытаний.
4. Полученные экспериментальным путем зависимости: скорости выпуска газов от температуры и потери мощности двигателя от противодавления системы выпуска газов целесообразно использовать при разработке глушителей тепловозов и устройств нейтрализации отработавших газов.
5. Разработан и внедрен в практику работы депо Улан-Батор ряд новых технических решений по совершенствованию общеобменной и местной систем вентиляции.
6. Разработана новая система контроля текущего расхода топлива тепловозом, позволяющая существенно улучшить условия труда локомотивных бригад.
Достоверность. Полученные в работе выводы и рекомендации в достаточно полной мере согласуются с данными экспериментальных исследований, проведенных как самим автором, так и данными других исследований.
Внедрение. Основные результаты работы нашли практическое применение в работе депо Улан-Батор.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно-производственных конференциях.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе поданы заявки на получение патентов по 4 изобретениям.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 170 страницах машинописного текста, содержит 78 рисунков, 14 таблиц, списка литературы из 135 наименований. 1.2. Влияние факторов производственной среды на условия труда при техническом обслуживании и ремонте локомотивов
Современные физиология и гигиена труда исходят из положения, что человек, выполняющий свои производственные функции, находится под сложным влиянием условий рабочей среды.
Каждый из материальных факторов рабочей среды оказывает влияние на человеческий организм. При этом в организме человека в ответ на влияние внешних раздражителей возникают соответствующие физиологические реакции. Некоторые факторы среды действуют специфически, одним только им присущим способом, воздействуя на определенные системы и органы и вызывая в них либо определенные функциональные изменения, либо заболевания. Так под влиянием шума наступают такие функциональные изменения, как, например, адаптация или утомление слуховых органов. В отдельных случаях шум может вызвать профессиональное ослабление слуха или даже оглушение. Аналогичные примеры можно привести и относительно специфического действия светового излучения и некоторых других физических факторов.
Однако помимо специфического воздействия на отдельные системы и органы человеческого организма любая работа, выполняемая в определенной материальной обстановке, приводит к возникновению многих явлений и процессов, оценка которых заставляет прийти к выводу о комплексном воздействии всей рабочей обстановки на человеческий организм. Возвращаясь к рассмотренному примеру, укажем, что шум может явиться причиной не только адаптации или утомления органов слуха, вызвать профессиональное ослабление слуха и акустические травмы, но может также стать источником функциональных изменений в центральной нервной системе, в обмене веществ, системе кровообращения и т. п. Во многих случаях такое воздействие приводит не только к специфическим адекватным результатам, но и к общему влиянию на организм человека.
В каждой рабочей среде одновременно проявляется много различных физических и химических факторов, которые либо нивелируются и взаимно компенсируются с точки зрения физиологии, либо накладываются один на другой, взаимно усиливая друг друга. Оценивая рабочую среду, часто трудно бывает выделить основные факторы, имеющие решающее значение в деятельности людей. В связи с этим в гигиене и физиологии труда принято считать, что рабочее место (рабочая среда) представляет собой интегральное нераздельное целое и именно как единое целое воздействует на организм работающего человека.
Поэтому одним из основных принципов физиологии и гигиены труда является рассмотрение человеческого организма также как единого целого, находящегося в неразрывной взаимосвязи с рабочей средой.
Такой синтетический подход к условиям рабочей среды и внутренним факторам человеческого организма, находящимся в трудовом процессе в сложной взаимозависимости, затрудняет исследование и оценку влияния материальных условий труда на человеческий организм. Тем не менее на практике, когда мы вводим некоторые упрощения, неизбежные, если учитывать реальные технические возможности, следует всегда помнить о существующей в действительности сложной и многогранной взаимосвязи и взаимозависимости человека и окружающей его материальной среды.
Рассмотрение рабочей среды как интегрального целого [2, 3J не исключает, однако, необходимости изучения ее отдельных составных элементов. В этом кажущемся противоречии выступают те же взаимосвязи, как и в противоречии между частью и целым при анализе и синтезе.
Познание отдельных факторов рабочей среды требует строгой их классификации. При самой общей классификации эти факторы можно разделить на четыре принципиально отличающиеся друг от друга группы[4]: A. Физические факторы.
Б. Химические факторы.
B. Биологические факторы.
Г. Факторы трудового процесса.
К физической группе факторов относятся:
1. Метеорологические факторы (микроклимат):
а) температура воздуха;
б) влажность воздуха;
в) движение воздуха;
г) инфракрасное излучение (относящееся также к следующей под
группе физических факторов).
2. Излучения:
а) ионизирующее излучение;
б) ультрафиолетовое излучение;
в) световое излучение;
г) высокочастотное излучение.
3. Колебания и вибрация:
а) акустические колебания (шум);
б) механические колебания (общая и местная вибрация).
4. Запыленность воздуха.
Целью настоящего исследования является изучение физических факторов рабочей среды.
Методы оценки влияния условий рабочей среды на человеческий организм основаны на [5]:
— измерениях и оценке интенсивности отдельных факторов,
— сравнении полученных данных с гигиеническими нормами,
— оценке изменений, происходящих в человеческом организме под
влиянием исследуемых факторов и общего воздействия рабочей среды. Конечной целью исследования материальных условий рабочей среды является разработка технических и организационных средств, обеспечивающих улучшение условий труда. В первую очередь это означает фактическое выполнение гигиенических норм.
Гигиенические нормы — количественные показатели, характеризующие внешние условия (условия работы), соответствующие биологическим потребностям человеческого организма и обеспечивающие создание наиболее приемлемых условий жизни (работы) для людей. Конкретные нормы основаны на знании взаимосвязей, возникающих между человеческим организмом и внешней средой. Они отражают объективные закономерности, существующие в этой среде [6].
При современном уровне развития науки и техники далеко не всегда удается исключить нежелательное воздействие на человека вредных факторов рабочей среды. Поэтому необходима целая система мероприятий, обеспечивающих соблюдение этих норм и ограждающих человека от возможного воздействия вредных факторов.
Задачи сводятся в этом случае к разработке методов и средств изоляции человека от возможного вредного воздействия факторов среды.
Для этого применяются специальные виды защитной одежды, противогазы и респираторы, защитные очки и т. п. Одновременно разрабатываются технические средства, снижающие степень влияния вредных факторов рабочей среды (термоизоляция, звукоизоляция, экранизация источников излучения и т. и.).
Влияние факторов производственной среды на условия труда при техническом обслуживании и ремонте локомотивов
Современные физиология и гигиена труда исходят из положения, что человек, выполняющий свои производственные функции, находится под сложным влиянием условий рабочей среды.
Каждый из материальных факторов рабочей среды оказывает влияние на человеческий организм. При этом в организме человека в ответ на влияние внешних раздражителей возникают соответствующие физиологические реакции. Некоторые факторы среды действуют специфически, одним только им присущим способом, воздействуя на определенные системы и органы и вызывая в них либо определенные функциональные изменения, либо заболевания. Так под влиянием шума наступают такие функциональные изменения, как, например, адаптация или утомление слуховых органов. В отдельных случаях шум может вызвать профессиональное ослабление слуха или даже оглушение. Аналогичные примеры можно привести и относительно специфического действия светового излучения и некоторых других физических факторов.
Однако помимо специфического воздействия на отдельные системы и органы человеческого организма любая работа, выполняемая в определенной материальной обстановке, приводит к возникновению многих явлений и процессов, оценка которых заставляет прийти к выводу о комплексном воздействии всей рабочей обстановки на человеческий организм. Возвращаясь к рассмотренному примеру, укажем, что шум может явиться причиной не только адаптации или утомления органов слуха, вызвать профессиональное ослабление слуха и акустические травмы, но может также стать источником функциональных изменений в центральной нервной системе, в обмене веществ, системе кровообращения и т. п. Во многих случаях такое воздействие приводит не только к специфическим адекватным результатам, но и к общему влиянию на организм человека.
В каждой рабочей среде одновременно проявляется много различных физических и химических факторов, которые либо нивелируются и взаимно компенсируются с точки зрения физиологии, либо накладываются один на другой, взаимно усиливая друг друга. Оценивая рабочую среду, часто трудно бывает выделить основные факторы, имеющие решающее значение в деятельности людей. В связи с этим в гигиене и физиологии труда принято считать, что рабочее место (рабочая среда) представляет собой интегральное нераздельное целое и именно как единое целое воздействует на организм работающего человека.
Поэтому одним из основных принципов физиологии и гигиены труда является рассмотрение человеческого организма также как единого целого, находящегося в неразрывной взаимосвязи с рабочей средой.
Такой синтетический подход к условиям рабочей среды и внутренним факторам человеческого организма, находящимся в трудовом процессе в сложной взаимозависимости, затрудняет исследование и оценку влияния материальных условий труда на человеческий организм. Тем не менее на практике, когда мы вводим некоторые упрощения, неизбежные, если учитывать реальные технические возможности, следует всегда помнить о существующей в действительности сложной и многогранной взаимосвязи и взаимозависимости человека и окружающей его материальной среды.
Рассмотрение рабочей среды как интегрального целого [2, 3J не исключает, однако, необходимости изучения ее отдельных составных элементов. В этом кажущемся противоречии выступают те же взаимосвязи, как и в противоречии между частью и целым при анализе и синтезе. Познание отдельных факторов рабочей среды требует строгой их классификации. При самой общей классификации эти факторы можно разделить на четыре принципиально отличающиеся друг от друга группы[4]: A. Физические факторы. Б. Химические факторы. B. Биологические факторы. Г. Факторы трудового процесса. К физической группе факторов относятся: 1. Метеорологические факторы (микроклимат): а) температура воздуха; б) влажность воздуха; в) движение воздуха; г) инфракрасное излучение (относящееся также к следующей под группе физических факторов). 2. Излучения: а) ионизирующее излучение; б) ультрафиолетовое излучение; в) световое излучение; г) высокочастотное излучение. 3. Колебания и вибрация: а) акустические колебания (шум); б) механические колебания (общая и местная вибрация). 4. Запыленность воздуха. Целью настоящего исследования является изучение физических факторов рабочей среды. Методы оценки влияния условий рабочей среды на человеческий организм основаны на [5]: — измерениях и оценке интенсивности отдельных факторов, — сравнении полученных данных с гигиеническими нормами, — оценке изменений, происходящих в человеческом организме под влиянием исследуемых факторов и общего воздействия рабочей среды. Конечной целью исследования материальных условий рабочей среды является разработка технических и организационных средств, обеспечивающих улучшение условий труда. В первую очередь это означает фактическое выполнение гигиенических норм.
Гигиенические нормы — количественные показатели, характеризующие внешние условия (условия работы), соответствующие биологическим потребностям человеческого организма и обеспечивающие создание наиболее приемлемых условий жизни (работы) для людей. Конкретные нормы основаны на знании взаимосвязей, возникающих между человеческим организмом и внешней средой. Они отражают объективные закономерности, существующие в этой среде [6].
При современном уровне развития науки и техники далеко не всегда удается исключить нежелательное воздействие на человека вредных факторов рабочей среды. Поэтому необходима целая система мероприятий, обеспечивающих соблюдение этих норм и ограждающих человека от возможного воздействия вредных факторов. Задачи сводятся в этом случае к разработке методов и средств изоляции человека от возможного вредного воздействия факторов среды.
Для этого применяются специальные виды защитной одежды, противогазы и респираторы, защитные очки и т. п. Одновременно разрабатываются технические средства, снижающие степень влияния вредных факторов рабочей среды (термоизоляция, звукоизоляция, экранизация источников излучения и т. и.).
Особенности условий труда машинистов тепловозов на Улан - Баторской железной дороге
Успешное решение комплекса вопросов охраны труда и здоровья работающих основано на активном планировании профилактической и оздоровительной работы. Критерием её эффективности является предупреждение и снижение заболеваемости с временной утратой трудоспособности и инвалидностью, определяющие стабильность кадрового состава отрасли, сокращение материальных потерь и продление трудовой активности работников железнодорожного транспорта.
Аттестация рабочих мест по условиям труда, как установленная нормативная процедура анализа и контроля соответствия условий и безопасности труда на рабочих местах требованиям законодательных и нормативных правовых актов, служит основным средством для получения объективной информации о состоянии охраны труда на предприятиях, в хозяйствах, отрасли. Результаты аттестации показывают, что количество условно аттестованных рабочих мест еще недопустимо велико [37].
Такой вид деятельности как вождение локомотива предъявляет высокие требования к психологическим качествам человека - скорости его восприятия, быстроте перехода с одной деятельности на другую, способности длительное время поддерживать высокую готовность к экстренному действию, устойчивость к различным, эмоциональным воздействиям и т.п.
Поэтому использование психологических закономерностей и учет человеческого фактора являются важными резервами повышения безопасности труда, который пока ещё в недостаточной мере раскрыт и включен в арсенал мер по охране труда [38,39, 40].
В современных условиях наиболее отчетливо проявляется приоритетность проблем в отношении здоровья целого ряда ведущих профессиональных групп железнодорожников, отвечающих за безопасность движения поездов, которым предъявляются повышенные требования. Среди негативных факторов, воздействующих на здоровье работников локомотивного хозяйства, наиболее существенны следующие: постоянное чередование дневных и ночных смен, разъездной характер работы, нервно-эмоционалыюе напряжение за счет личной ответственности за соблюдение графика движения поездов и безаварийную работу, опасность травматизма, наличие ряда неблагоприятных параметров производственной среды (шум, вибрация и т.д.) [41,42,43,44].
Машинист локомотива и его помощник являются по сути своей деятельности операторами, однако для операторского труда на транспорте характерны: быстрые переходы от периодов "чистого" ожидания к напряжённой работе; неожиданность этих переходов и непохожесть возникшей при этом ситуации на другие; быстрое изменение состояния среды (метеорологическая обстановка, интенсивность движения и т.д.).
Современный локомотив, как и другие транспортные средства, относится к классу динамических систем, работа оператора которых характеризуется наличием двух основных, параллельно осуществляемых компонентов деятельности по управлению со своими контурами регуляции. Это процесс самого вождения (управление перемещением локомотива в пространстве) и контроль работы энергосистемы локомотива (поддержание ее функционирования в пределах нормы). Значение факторов надежности в подобных случа ях "удвоения" контура особенно велико, так как при параллельном осуществлении нескольких составляющих деятельности возрастает вероятность отказов [40,45,46].
В качестве особого компонента трудовой деятельности машиниста выступает вождение локомотива, в котором значительное место занимает наблюдение за состоянием железнодорожного пути.
Другим объектом управления в деятельности машиниста является энергосистема локомотива. Информация о работе её блоков воспринимается машинистом с помощью зрения (показания приборов) и слуха (шум работающей машины). Кроме того, о работе агрегатов машинист судит по вибрации корпуса локомотива.
Таким образом, машинист как "человеческое звено" в системе управления должен постоянно обрабатывать информацию, поступающую как из внешней среды, так и от самого объекта управления, и реализовать её в управляющих действиях [47].
При этом машинист не имеет возможности в течение относительно продолжительного времени сосредотачиваться либо на процессе вождения как на таковом, либо на обслуживании агрегата. Сочетание обоих компонентов деятельности предъявляет к машинисту локомотива весьма серьёзные требования и выступает как существенный фактор, усложняющий деятельность в целом [48,49,50,51].
Повышение надёжности процессов управления, осуществляемых машинистом-оператором, имеет огромное значение не только из-за значительной оперативной нагрузки, выполняемой человеком, но и в силу особо высоких требований к качеству его профессиональной деятельности. Это связано с тем, что допущенную им ошибку по ряду причин нельзя исправить или компенсировать последующим управляющим воздействием, а авария на транспорте чревата тяжёлыми последствиями.
Для повышения эффективности управляющей деятельности машиниста локомотива в современных условиях был разработан комплекс организационно-технических мероприятий [52,53,54,55,56,57]. Он предусматривает создание оздоровительных блоков эмоционально-психологической разгрузки, совершенствование профессиональной подготовки, в том числе и в условиях дефицита времени, совершенствование профессионального отбора и предрейсового осмотра, витаминизацию и др.
Совершенствование методики расчета воздушных завес для условий локомотивных депо
В предыдущем разделе расчетами доказана актуальность применения воздушно - тепловых завес в дверных проемах цехов локомотивных депо для условий Монголии. Применение воздушных и воздушно - тепловых завес имеет солидную историю, так впервые в России способность плоских струй создавать занавес (air curtain — воздушный занавес, screen — воздушная ширма, Schieber — воздушная заслонка, шибер) использовал в 1929г. Г. Ф. Проскура для отделения от чистого пространства запыленного пространства в районе загрузки скипов. В этом же году воздушные завесы были использованы на табачных фабриках (Харьков, Кременчуг) для сохранения заданной влажности в помещениях. В 1936 году завесы уже применялись в холодильных камерах для сохранения холода, в металлообработке — для зашиты от вредных газов и паров. Трудами советских ученых И. А. Шепелева, В.В. Батурина, В.М. Эль-термана были созданы методики расчета воздушных завес, найдены прогрессивные решения. Первоначально расчет воздушных завес базировался на определении траектории оси струи воздушной завесы, этот метод совершенствовался Г. Н. Абрамовичем [91], И. А. Шепелевым [92], В. В. Батуриным [23], С. Е. Бутаковым [93]. Во всех этих методах не учитывались характеристики герметичности здания. Кроме того, критерием шиберирующих свойств завесы являлось условие пересечения осью струи завесы плоскости ворот на расстоянии от выхода из щели завесы, равном ширине перекрываемого проема. Наибольшее распространение получил метод расчета воздушных завес, в котором расход воздуха завесы определяется с учетом ветровой нагрузки и степени герметичности защищаемого помещения [63]. Этот метод представлен в "Справочнике проектировщика. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха" (1992). СНиП 2.04.05-91
"Отопление, вентиляция и кондиционирование" нормирует расчетную температуру смеси воздуха, поступающего в помещение в холодный период года в зависимости от назначения помещения. Со временем воздушные завесы улучшались и совершенствовались, расширилась номенклатура типов завес, появились воздушно-тепловые завесы, появились завесы смешивающего типа. Однако, изменялись завесы и в худшую сторону. В настоящее время на рынке присутствует большое количество моделей воздушных завес, производители которых (в том числе таких известных фирм как Termoscreen, Frico и Pyrox, Remak и т.д ) приводят рекомендации по применению того или иного типа завес без учета температур наружного воздуха, воздуха внутри помещения, и нормируемой температуры в конце струи, ветровой нагрузки и степени герметичности защищаемого помещения. Попытки применить для подбора этих завес наиболее известный метод расчета по "Справочнику проектировщика" [63] приводят к существенно большим величинам расхода воздуха по сравнению с данными производителей, приводимыми в каталогах. В последнее время в связи с ростом цен на топливо и электроэнергию интерес к совершенствованию воздушно - тепловых завес резко вырос и соответственно выросли требования к точности расчетов. Согласно методу, изложенному в [63] для определения количества воздуха G3 (кг/ч), подаваемого завесой рекомендуется использовать формулу: Gt=l6O06 F Per (2.37)
Предварительно, принимаются значения отношения расхода воздуха, подаваемого завесой, к количеству воздуха, проходящему через проем q, и значения отношения F площади защищаемого проема Fnp к проходному сечению щели завесы F,((. В первом приближении рекомендуется принимать q - 0,6-0,7 для боковых и 1 нижних завес, a F = 20-30 без привязки к каким-либо условиям работы завес. Значение же коэффициента расхода проема /л зависит от типа завесы (верхняя, боковая, нижняя), конструкции проема, и от величин принятых q и F Кроме того, как отмечается в [95] рекомендуемая в [63] методика базируется на расчете тепловой мощности с учетом температуры воздуха на выходе из щели завесы, при расчете которой учитывается температура наружного воздуха и нормируемая температура в конце струи, но без учета температуры воздуха внутри помещения. Действительно, требуемая температура воздуха, подаваемого завесой t3 (в С) определяется на основании уравнения теплового баланса по формуле: где tH — температура наружного воздуха (принимают в соответствии с расчетными параметрами Б для холодного периода года), С; Qomu —отношение количества теплоты, теряемого с воздухом, уходящим через открытый проем наружу Q\ к тепловой мощности калориферов завесы Значение QomH определяют по графикам рис.2.19. Значение t3 для боковых завес может быть получено с помощью номограммы, приводимой в [63], при этом определяющей является tCM — температура смеси воздуха, проходящего через проем (обычно нормируемая в районе ворот), С. Оптимальным считается угол выпуска воздуха из щели а в диапазоне от 30 до 45 по отношению к плоскости ворот. Подробное рассмотрение проблемы выбора параметров воздушной завесы (расхода и температуры воздуха на выходе из щели, проходного сечения щели) в соответствии с [63] показало [95], что заданным условиям может удовлетворять большое количество завес с существенно отличающимися параметрами. При этом приведенные затраты на завесу при изменении q в пределах 0,5-1,0 изменяются в три-четыре раза [64]. Наибольшие значения приведенных затрат соответствуют наибольшим значениям q. С достаточным основанием можно предположить, что при увеличении исследуемого диапазона q увеличится диапазон изменения приведенных затрат. Задание проходного сечения щели без увязки с требуемой дальнобойностью воздушного потока завесы существенно затрудняет оценку шиберирующих свойств завесы. Действительно, в соответствии с рекомендациями [63] ширина щели Ъ и скорость выпуска воздуха У0 на выходе из щели определяются только ис ходя из требования обеспечить выпуск заданного количества воздуха G c температурой t3:
Технические решения по улучшению параметров воздушной среды в локомотивном депо
Проектирование систем местной вытяжной вентиляции осуществляют исходя из расчета объема воздуха, удаляемого местными отсосами, предполагая, что с ним уносится основное количество загрязняющих веществ. С одной стороны, СНиП [33] рекомендует выбрасываемую пылегазовоздушную смесь, как правило, очищать. С другой стороны, по этому же СНиП [33] допускается не предусматривать очистку выбросов вентиляционными источниками малой мощности или если очистка выбросов не требуется в соответствии с разделом проекта строительства «Охрана атмосферного воздуха». Необходимость установки пылегазоочистных аппаратов (ПГА) в последнем случае, а для действующих предприятий по проекту нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) определяется расчетом рассеивания по методике ОНД-86[125]. Критерием ПДВ служит условие, чтобы концентрация загрязняющих веществ на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) и жилого сектора не превышала ПДК. Внутри СЗЗ [126] разрешается многократное превышение ПДК. В связи с этим на одном и том же источнике загрязнения атмосферы (вентиляционной системе) на обязательность установки ПГА влияют: размер СЗЗ, близость к границе СЗЗ, равномерность распределения нескольких источников по территории и другие факторы. Правда СНиП [33] предписывает, чтобы в воздухозаборных устройствах приточного воздуха концентрация вредных веществ не превышала 0,3 ПДК для рабочей зоны производственных помещений.
По СНиП [33, с. 62] объем приточного воздуха рассчитывают по массе выделяющихся вредных веществ, поступающих в воздух помещения.
Предлагается при расчете выделений и выбросов ЗВ воспользоваться понятием коэффициента эффективности местных отсосов Кмо- Он показывает, какая доля от общей массы выделяющегося загрязняющего вещества улавливается местным отсосом и выбрасывается в атмосферу местной вытяжной вентиляцией. Оставшаяся доля (1-Лмо) будет поступать в воздух помещения и выбрасываться через общеобменную вентиляцию. На кафедре БЖД МИИТа при участии автора разработана конструкция вытяжного шкафа [127] для удаления вредных веществ, обработки удаляемого воздуха в непосредственной близости от источника их образования с последующей транспортировкой более чистого воздуха. В процессе разработки были проанализированы достоинства и недостатки известных по технической литературе конструкций аналогичного назначения. Наиболее близким по техническим и конструктивным параметрам является вытяжной шкаф [128], содержащий корпус с рабочим проемом в передней полой стенке, соединенной с воздуховодом, расположенную в корпусе перегородку с отверстиями, образующую с его задней стенкой вытяжной канал, заполненный фильтрующим материалом, например, насыпным, и подключенный к автономному отсосу, входные отверстия в рабочем проеме имеют коллекторные входы. Недостатками данного вытяжного шкафа является то, что автономный местный отсос удаляет воздух от верхней части жалюзийной перегородки, происходит неравномерное загрязнение фильтрующего материала и его перерасход, удаление фильтрующего материала через емкость, расположенную в плоскости перпендикулярной рабочему столу, требует значительных трудозатрат.
Другая известная конструкция вытяжного шкафа [129], содержит в рабочем проеме подвижной свес на оси с возможностью его смещения вовнутрь на угол (3 и наружу на угол а. Недостатком данного вытяжного шкафа является то, что отсутствует очистка воздуха.
Техническим результатом разраработанной на кафедре БЖД МИИТа конструкции [127] является наиболее эффективная очистка загрязненного воздуха от вредных примесей, а именно: равномерно используется фильтрующий материала или адсорбента, что позволяет уменьшить номинальную-мощность двигателя, а также снизить расход электроэнергии. Технический результат достигается за счет того, что в вытяжной канал вставляется сменный блок с фильтрующим материалом или адсорбентом, Вытяжной шкаф со сменным фильтром причем коифузор на стороне, примыкающей к задней стенки вытяжного шкафа, совпадает с ней по периметру.
Помимо снижения затрат на очистку воздуха от примесей и пыли предложенная конструкция позволяет существенно уменьшить трудоемкость при обслуживании вентиляционной установки. Предлагаемое изобретение ил люстрируется рис.4.10, где изображена схема вытяжного шкафа. Вытяжной шкаф состоит из корпуса 1, рабочего проема 2 в передней стенке, частично перекрываемого подвижным свесом 3 на оси 4, конфузора 5, воздуховода 6, вытяжной канал, соединенный с конфузором 5 и образуемым съемным блоком с фильтрующим материалом или адсорбентом 7, шибера 8.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Через открытую часть площади рабочего проема 2 в передней стенке и зазоры между подвижным свесом 3 и передней стенкой наружный воздух поступает в полость вытяжного шкафа, смешиваясь с вредными веществами, выделяющимися в результате технологического процесса в вытяжном шкафу, попадает в вытяжной канал, соединенный с конфузором 5 и образуемым съемным блоком с фильтрующим материалом или адсорбентом 7 и, пройдя в нем очистку, удаляется местным отсосом либо в общеобменную систему вентиляции, либо в атмосферу. При загрязнении фильтрующего материала или адсорбента, а также при смене технологического процесса в вытяжном шкафу, сопровождаемым выделением других вредных веществ, производят замену съемного блока через проемы, открываемые с помощью шибера 8.
Таким образом, наличие съемного блока с фильтрующим материалом или адсорбентом, являющегося задней стенкой вытяжного шкафа, с одной стороны, и конфузора, периметр которого на стороне, примыкающей к задней стенке вытяжного шкафа, совпадает с ее периметром, с другой стороны, позволяют наиболее эффективно очистить загрязненный воздух от вредных примесей, равномерно использовать фильтрующий материал или адсорбент, уменьшить необходимую мощность двигателя, снизить расход электроэнергии, уменьшить трудоемкость обслуживания.
