Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса. Энергосберегающие технологии улучшения микроклимата в животноводческих помещениях 10
1.1 Анализ заболеваемости работников 10
1.2 Терморегуляция и реакции организма человека на микроклиматические факторы
1.2.1 Физическая и химическая терморегуляция 12
1.2.2 Реакция организма человека на микроклиматические факторы
1.3 Требования к микроклимату в животноводческих помещениях 16
1.4 Энергосберегающие технологии для нормализации микроклимата 20
1.5 Энергосберегающее оборудование для нормализации микроклимата
1.5.1 Классификация теплоутилизаторов 26
1.5.2 Термогенез растительного сырья
1.6 Методы контроля температуры в растительном сырье 33
1.7 Цель и задачи исследований 35
2 Теоретические исследования процесса термогенеза и обоснование параметров теплоутилизатора 38
2.1 Расчет количества теплоты, выделяющей при термогенезе 38
2.2 Теоретическое обоснование параметров теплоутилизатора 43
2.3 Расчет производительности теплоутилизатора 56
2.4 Определение потребного количества теплоты для обогрева помещений с использованием теплоутилизатора 63
2.5 Расчет потерь теплоты при её транспортировке 66
3 Методика экспериментальных исследований 74
3.1 Задачи и программа экспериментальных исследований 74
3.2 Описание лабораторно-производственной установки для утилизации теплоты 75
3.3 Методика лабораторно-производственного эксперимента 80
3.3.1 Методика определения влияния условий труда на заболеваемость 80
3.3.2 Методика определения состояния воздушной среды в животноводческих помещениях 82
3.3.3 Методика определения физико-химических свойств компостируемого сырья 86
3.4 Методика определения тепловыделения в процессе гниения растительного сырья 92
3.5 Методика определения оптимальных конструктивно-режимных параметров теплоутилизатора
4 Результаты экспериментальных исследований 97
4.1 Влияние микроклиматических условий на заболеваемость 97
4.1.1 Результаты исследования микроклимата и чистоты воздуха в животноводческом помещении 97
4.1.2 Результаты исследования заболеваемости 103
4.2 Влияние физико-химических свойств растительных материалов на процесс термогенеза 108
4.2.1 Результаты исследования температуры, плотности и кислотности растительного сырья 108
4.2.2 Результаты исследования процесса гниения 112
4.3 Исследование влияния конструктивных и режимных параметров теплоутилизатора на его производительность 119
5 Производственные испытания. Отработка технологии. Внедрение. Экономическая эффективность 126
5.1 Отработка технологии теплоутилизации в условиях хозяйств 126
5.2 Расчет экономической эффективности приточно-вытяжного теплоутилизатора 130
Общие выводы и рекомендации 143
Литература 145
- Требования к микроклимату в животноводческих помещениях
- Энергосберегающее оборудование для нормализации микроклимата
- Определение потребного количества теплоты для обогрева помещений с использованием теплоутилизатора
- Исследование влияния конструктивных и режимных параметров теплоутилизатора на его производительность
Введение к работе
Актуальность темы. Анализ данных по профессиональным заболеваниям и травматизму работников на предприятиях агропромышленного комплекса России, занятых обслуживанием животноводческих ферм и комплексов, свидетельствуют о том, что в большинстве своем условия труда не отвечают санитарно-гигиеническим требованиям. Не соответствующий санитарным и зоотехническим нормам микроклимат оказывает вредное физиологическое воздействие на работников и понижает жизнедеятельность животных.
Дискомфортные микроклиматические условия оказывают негативное воздействие на человека, что приводит к заболеваниям органов дыхания, кожи и подкожной клетчатки, почти втрое возрастают специфические женские патологии и болезни опорно-двигательного аппарата.
У животных при неблагоприятном микроклимате нарушается кровообращение, дыхание, терморегуляция, газообмен и обмен веществ, что, в свою очередь, оказывает влияние на продуктивность животных. Уменьшаются привесы молодняка, наблюдается вялое поведение, портится аппетит, повышается температура тела и кожи, учащаются пульс и дыхание, подавляется половая функция и, следовательно, оплодотворяемость животных. Низкие температуры в телятниках являются одной из причин большой смертности молодняка, особенно в первые недели жизни. При содержании животных в холодный период года в помещениях с высокой влажностью часто отмечаются такие заболевания, как ринит, бронхит, воспаление легких, мастит у коров, желудочно-кишечные заболевания у молодняка.
В последнее десятилетие в России, а также некоторых европейских государствах, с целью улучшения микроклиматических условий предлагаются следующие технологии: для обогрева животноводческих помещений - утилизация теплоты, выделяемой животными или подпольными навозохранилищами; кондиционирование воздуха непосредственно в зоне расположения животных; использование солнечной энергии; биогазовые технологии; для обогрева бытовых помещений и дачных построек - утилизация теплоты, выделяемого при компостировании растительного сырья. Наименее изучены технологии с температурно–компенсаторными теплоутилизаторами, которые основаны на получении теплоты из органического сырья, заложенного в компост или на хранение.
В настоящей работе для нормализации микроклимата предлагается технология утилизации теплоты, поступающего от растительного сырья, заложенного в компост или на хранение, с использованием приточно-вытяжного теплоутилизатора, которая является наиболее доступной по стоимости и трудоемкости для большинства хозяйств, включая фермерские. Это и определяет актуальность выбранного направления исследования.
Цель работы. Разработка и обоснование параметров приточно-вытяжного утилизатора теплоты для улучшения микроклиматических условий в животноводческих помещениях.
Объект исследования. Приточно-вытяжной утилизатор теплоты, выделяющейся при разложении растительных материалов, заложенных в компост или на хранение.
Методы исследования. В работе использовались следующие методы: приборного (инструментального) контроля; биохимического анализа; вероятностно-статистические; аналого-цифровые.
Научная новизна. На основании анализа энергосберегающих технологий получения теплоты и разработанной классификации теплоутилизаторов определено экономически выгодное направление в создании и применении названных технических средств для нормализации микроклимата в животноводческих помещениях. Получены расчетные формулы для определения коэффициента гниения (разложения) органики, количества теплоты, выделяющейся за весь период, а также с учетом промежутков времени - по фазам гниения. Установлен характер влияния конструктивно-эксплуатационных параметров приточно-вытяжного теплоутилизатора на количество теплоты, поступающей в обогреваемое животноводческое помещение. Получены эмпирические выражения для расчета размерных характеристик теплоутилизатора, а также рабочего процесса получения теплоты, выделяющейся при разложении органики. Разработан принципиально новый приточно-вытяжной теплоутилизатор, на который получены (в соавторстве) два патента (№99864, №102174).
Практическая ценность работы. Результаты исследования возможности использования теплоты, выделяющейся при разложении растительных материалов, с помощью приточно-вытяжного теплоутилизатора могут служить основой для создания энергосберегающих устройств нормализации микроклимата в животноводческих помещениях. Систематизированная методика расчета тепловых потоков от растительного сырья, заложенного на компост или хранение, может быть использована при проектировании теплоутилизаторов.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1) Теоретическое обоснование перспективной конструктивно-технологической схемы утилизатора теплоты, выделяющейся при разложении органики.
2) Математическое описание процессов тепловыделения и теплоутилизации и результаты экспериментального исследования работоспособности предлагаемого устройства.
3) Результаты анализа производственной среды в животноводческих помещениях, физико-химических свойств компостируемого материала и силосуемого сырья в процессе хранения.
4) Номограммы для определения конструктивно-эксплуатационных характеристик теплоутилизатора и его технико-экономическая оценка.
Реализация и внедрение результатов работы. Разработанная технологическая схема утилизации теплоты с использованием приточно-вытяжного теплоутилизатора внедрена в ФГУП УОХ «Кокино» Выгоничского района и КФК Марухленко Мглинского района Брянской области.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на конференциях:
1) Научно-практическая конференция «Проблемы энергетики, природопользования, экологии», 2007, г. Брянск, Брянская ГСХА.
2) Международная научно-практическая конференция «Интеграция науки, образования и производства в области агроинженерии», 2009, 2010г.г., МГАУ, г. Москва.
3) Межвузовская научно-техническая конференция «Конструирование, использование и надёжность машин сельскохозяйственного назначения», 2006, 2009, 2010г.г., г. Брянск, Брянская ГСХА.
4) Международный молодежный форум «Инновации 2010. Современное состояние и перспективы развития инновационной экономики», 2010, Брянский ГТУ, г. Брянск.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, из них одна статья в изданиях, указанных в «Перечне ведущих рецензируемых научных журналов и изданий. ВАК Минобразования и науки РФ», по результатам исследований получено два патента № 99864 и №.102174 патента на полезную модель, опубликованных в бюллетене «Изобретения, полезные модели» №33 27.11.2010 и №520.02.2011.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа содержит введение, пять глав, общие выводы, список литературы из 205 наименований и 7 приложений. Основной текст изложен на 141 странице и включает 47 рисунков, 8 таблиц.
Требования к микроклимату в животноводческих помещениях
Производственная травма (трудовое увечье) - это следствие действия на организм различных внешних опасных производственных факторов. Травмирование работников возможно вследствие воздействия химических факторов, например, ядохимикатов (отравления или ожоги), физических факторов - электрического тока (электрические ожоги, электрические удары), высокой или низкой температуры (ожоги или обморожения), а так же в результате сочетанного действия различных факторов (комбинированные травмы) [9, 20,47, 54, 67, 77, 154].
Производственно-обусловленное заболевание - это заболевание, появляющееся в результате поражения организма вредными производственными факторами (патологии органов дыхания, нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта, ЛОР-органов, кожи и др.) [10, 68, 72, 150].
Профессиональное заболевание - это повреждение здоровья работника в результате постоянного или длительного воздействия на организм вредных условий труда. Различают острые, хронические, единичные и групповые профессиональные заболевания. Профессиональным заболеваниям посвящены научные труды таких ученых, как Парцельс (1499-1541), Агрикола (1494-1555), Ромаццини (1633-1714), Авиценна (ок. 980-1037), Гален (130-600 гг. н.э.), а так же труды отечественных ученых: Никитина А.Н., Эрисмана Ф.Ф., Никольского Д.П., Левицкого В.А., Израэльсона З.И., Хлопина Г.В., Добро-славина А.П.. Острое профессиональное заболевание возможно в виде ожога глаз ультрафиолетовым излучением при выполнении сварочных работ, при отравлении хлором, оксидом углерода и др. Хронические профессиональные заболевания развиваются после многократного и длительного воздействия вредных производственных факторов, например, вибрации, производственного шума и др. [10, 47, 54, 61, 62, 71, 72, 102, 150, 181].
В зависимости от вида производственных вредностей могут развиться такие заболевания как пневмокониозы, повреждение кожных покровов, нарушение опорно-двигательного аппарата, виброболезнь, шумовая болезнь (тугоухость) и др. [32, 65, 122, 199, 200].
В настоящее время в России регистрируется до 12-13 тысяч профессиональных заболеваний в год. Для сравнения, примерно такое же количество регистрируется в Финляндии, а в США сотни тысяч (более 500) профессиональных заболеваний в год. Очевидно, что сравнительно небольшое количество ежегодно устанавливаемых профессиональных заболеваний в России вызвано не лучшими условиями труда, а недостатками в диагностике профессиональных заболеваний на ранней стадии их развития и низкой личностной оценкой своего здоровья [5, 16, 93, 146, 162].
Анализ несчастных случаев, заболеваний и аварий, произошедших в России за последние годы, позволил выделить основные причины аварийности и травматизма на производстве. На долю человеческого фактора приходится 50,1% случаев; оборудование и техника явились причиной 18,1% происшествий; технология выполнения работ — 7,8%; условия внешней среды -16,6%; прочие факторы - 7,4%. В настоящее время заметно возрос удельный вес аварий и несчастных случаев, происходящих из-за неправильных действий обслуживающего технического персонала. Часто это связанно с недостаточностью профессионализма, а также неумением принимать оптимальные решения в сложной критической обстановке в условиях дефицита времени [17,22, 112,119,162].
Заболеваемость в АПК в 71,2-81,5%) случаев формируется болезнями органов дыхания (36,6%), сердечнососудистой системы (7%), опорно-двигательного аппарата (14,3%), кожи и подкожной клетчатки (3,8%), специ 12 фическими женскими видами патологии (7,5%). В отрасли животноводства в сравнении со средними значениями по АПК возрастает число заболеваний органов дыхания (40%), болезней кожи и подкожной клетчатки (4,6%), почти втрое специфических женских патологий (18,5%), снижается частота сердечнососудистых заболеваний (4,6%) и болезней опорно-двигательного аппарата (13,7%) [97, 170, 192].
Наибольшая длительность нетрудоспособности выявлена при болезнях органов дыхания (23,1%о), опорно-двигательного аппарата (14,8%), сердечнососудистой системы (8,9%) и женских патологий (8,5%) [23, 42, 134, 148].
Анализируя вышеизложенное, можно заключить, что заболеваемость работников АПК в настоящее время остается на достаточно высоком уровне. В животноводческой отрасли преобладают заболевания органов дыхания и опорно-двигательного аппарата, причиной которых является дискомфортный микроклимат [23, 42, 134].
Энергосберегающее оборудование для нормализации микроклимата
Минимальная технология предполагает закладку компостных куч высотой 4 м, шириной б м с переворотом материала 1 раз в год. Технологи низкого уровня требует переворота компостируемого материала через 1 м:е— сяц, а затем через 11 месяцев, компостируемые кучи имеют высоту 2 м и пикрину 3-4 м. Технология среднего уровня предусматривает ежедневное перемешивание материала. Технология высокого уровня требует аэрации куч о целью равномерного доступа кислорода в слои [114].
Отходы растительного происхождения содержат различные по хими«че-скому составу и строению группы веществ: лигнины, целлюлозы, гемицел-люлозы, пектиновые и дубильные вещества, белки. Некоторые из них, такіїЄ как лигнины, обладают способностью длительное время противостоять разрушению микроорганизмами, не подвергаясь разложению. Поэтому одна ц3 задач компостирования состоит в снижении количества этих веществ при помощи активации микробиологических процессов. Разложение сырья начинается летом через 3-5 дней, зимой через 25-30 дней после закладки штабелл Компостирование считается законченным, когда прекращается саморазогревание и устанавливается постоянная температура. В среднем в Европейской части России этот процесс идет 15-18 месяцев [168].
Для приготовления компоста применяют различные способы и обору_ дование. Растительное сырьё измельчают и подают в биореактор, представляющий собой бетонную траншею с каналами для отвода влаги и подачи подогретого воздуха. Плотность заложения не должна превышать 150 кг/м3 для свободного прохождения жидких компонентов. Затем сырье поливается жидким навозом. Влажность сырья составляет 65±25%, температура - 15±5% Через несколько суток температура смеси достигает 60С [195].
Более сложный способ компостирования применен в устройстве, содержащем термореактор, биофильтр, флотатор, емкость готовой продукции Влажность исходного сырья должна быть 80%. Температура при работе установки по компостированию доходит до 60С [82].
Повышение температуры можно наблюдать и в процессе приготовления силоса. Искусство силосования, как способ сохранения сочных кормов, было известно с давних пор, хотя сложные биохимические и микробиологические изменения, которые происходят при процессах силосования, стали понятны сравнительно недавно [108].
Существует два способа силосования: холодный и горячий. При холодном способе силосования созревание силоса идет при умеренном повышении температуры, доходящем в некоторых слоях корма до 40С. При горячем способе силосное сооружение заполняют по частям. Зеленую массу на один -два дня рыхло укладывают слоем от 1 до 1,5 м. При большом количестве воздуха в ней развиваются энергичные микробиологические и ферментные процессы, в результате чего температура корма поднимается до 45-50С. За-, тем укладывают второй слой такой же толщины, как и первый, и он, в свою очередь, подвергается разогреванию. Холодный способ силосования наиболее распространен, что объясняется как сравнительной его простотой, так и хорошим качеством получающегося корма. Горячий способ силосования допустим лишь для квашения грубостебельчатых, малоценных кормов, которые после разогревания лучше поедаются скотом [6, 35, 171].
Для получения качественного силоса необходимо создать условия для развития молочно-кислых бактерий. Молочнокислые бактерии активно развиваются без доступа воздуха. Создаваемая их деятельностью кислотность среды устраняет развитие гнилостных и маслянокислых бактерий. Анаэробные условия создаются уплотнением массы с последующей герметизацией хранилища [6, 35, 171].
Если масса плохо трамбуется, в ней остается воздух, а это ведет к чрезмерному самосогреванию силоса. Термогенез отрицательно влияет на качество корма. Оптимальный температурный режим (от 35 до 37С) обеспе 33 чивается при объемной массе 400 кг/м\ при объемной массе выше 600 кг/м подъема температуры не наблюдается, а при объемной массе 250 кг/м температура достигает 65С при хранении [6].
Кроме молочнокислых в силосуемой массе имеются и другие виды микроорганизмов, способных отрицательно влиять на качество получаемого корма: маслянокислые, уксуснокислые, гнилостные, различные плесени [49, 152].
На основании вышеизложенного можно заключить, что в растительном сырье, заложенном на компост, отмечено повышение температуры до 70С за счет микробиологических процессов. Термогенез характерен и для некачественного силоса с развитым процессом гниения в результате развития масля-нокислых бактерий и при наличие в массе воздуха. Активное вентилирование ускоряет процесс термогенеза.
Определение потребного количества теплоты для обогрева помещений с использованием теплоутилизатора
Теплопоступления в животноводческих помещениях складываются из теплопоступлении от животных и продуктов их жизнедеятельности, от осветительных приборов, электрооборудования, обслуживающего персонала и теплопоступления от солнечной радиации [26, 63, 129] где Ож.общ - общее количество теплоты, выделяемой животными, Вт; Qp - теплопоступление от солнечной радиации, Вт; Qoce - теплопоступление от осветительных приборов, Вт; Qoce - теплопоступление от электроприборов, Вт. Теплопоступления в животноводческие помещения от теплоутилизато-ра определяют по формуле AT Ах Qmv= s (2.84) где X - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м-С; S - площадь сечения трубы тешюутилизатора, м ; АТ/Ах - градиент температуры, С/м2 В то же время теплота, переносимая в объеме силоса (от п ям или траншей), может быть определена из выражения G= V? (2.85) Суммарные теплопотери помещения определяются из выражения ЕОи = 2ш+0 г+0» (2.86) где Qoep — потери теплоты через ограждающие конструкции, Вт; Qucn — теплопотери, идущие на испарение влаги со смоченной и открытой водной поверхности, Вт; 0,ипф — теплопотери на инфильтрацию, Вт. При определении теплопотерь через строительные ограждения следует учитывать основные и добавочные потери теплоты. Основные потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции рассчитывают по формуле Q =F - &at) (2.87) где F - поверхность ограждений, м2; R0 - общее сопротивление теплопередаче ограждений, м2чсС/кДж; кп - поправочный коэффициент к расчетной разнице температур; te - расчетная температура внутреннего воздуха в помещении, С (принимается в соответствии с нормами технологического проектирования животноводческих ферм); tH - расчетная температура наружного воздуха, С (принимается в соответствии со СНиП). Количество теплоты, расходуемой на испарение влаги с открытой водной и смоченной поверхности, определяют по формуле Ош = чЛш (2.88) где#е количество теплоты, необходимой на испарение 1 г воды, 2.45 кВт; Wnoe — влагопоступление со всей открытой и смоченной поверхности, г/ч, WM=WmFmt +WMFM (2.89) где WomK WCM - количество влаги, испаряющейся сім открытой водной или смоченной поверхности, г/ч; FomK, FCM - площадь соответственно водной или смоченной поверхностей, м . В животноводческих помещениях смоченной поверхностью считают поверхность глубокой подстилки, вертикальные стены навозного лотка до водного зеркала, площадь помещения на расстоянии 50 см от наводного лотка, а при гидросмыве - всю площадь пола, на которой его применяют, а также поверхность влажного корма. Водное зеркало навозного лотка и поилок является открытой водной поверхностью. При использовании решетчатого пола вся площадь его считается смоченной поверхностью. Теплопотери на инфильтрацию находятся из выражения Q&6 =0,33 -к -V- AT (2.90) где к - требуемая кратность воздухообмена {к принимается от 2 до 4); V - объем помещения, м3; AT - разность температуры в помещении и расчетной температуры наружного воздуха, С.
При эксплуатации теплопроводов могут возникать и возникают ситуации, когда отдельные участки трубопроводов лишены тепловой изоляции.
Вытяжной трубопровод теплоутилизатора представляет собой нагретую трубу, обдуваемую ветром или находящуюся в спокойном воздухе. По 67 этому теплоотдачу такого трубопровода можно определять по известным зависимостям с использованием коэффициента теплопередачи через стенку трубы [26, 128, 129] Q=F6(N»-XA) (291) «- , I . (2.92) . + -М- + «/ 4ї OCw где ) - теплоотдача трубопровода, Вт; an — коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности трубопровода, Вт/м2 С; і # — площадь наружной поверхности трубопровода, м ; Тн — температура наружной поверхности трубопровода, С; Тв - температура наружного воздуха, С; К — коэффициент теплопередачи через стенку рассматриваемого трубопровода, Вт/м С; дм - толщина стенки трубы, м; Хм - теплопроводность материала стенки трубы, Вт/м2 С; aw — коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности трубо провода, Вт/м С. В качестве расчетных температур берутся средние температуры за рассматриваемый период. При этом, температуру поверхности трубопровода можно принимать равной температуре воздуха в трубопроводе, так как термическое сопротивление стенки трубы дм/Хм и сопротивление теплоотдаче на внутренней поверхности 1/ав для чистой трубы во много раз меньше, чем сопротивление теплоотдаче на наружной поверхности 1/ан.
Площадь наружной поверхности трубопровода определяется его длиной и диаметром Fn = TTDH-L (2.93) где Q - теплоотдача трубопровода, Вт; ж - константа (ж =3,141); DH - наружный диаметр трубопровода, м; L - длина трубопровода, м. С учетом выше изложенного выражение (2.91) можно преобразовать к виду [128] Q = arn-Dt -L-(N6-NA) (2.94) Согласно теории, общий коэффициент теплоотдачи определяется как сумма коэффициентов конвективной и лучистой теплоотдачи a. =aq+ae (2.95) Коэффициент конвективной теплоотдачи зависит от скорости воздуха и направления потока по отношению к оси трубопровода, диаметра трубопровода, теплофизических характеристик воздуха. В общем случае выражение для определения коэффициента теплоотдачи на наружной поверхности трубопровода при поперечном обдувании потоком воздуха будет [128] - при ламинарном режиме движения воздуха (критерий Рейнольдса Re меньше 1000) ае = 0,43 р9 Re 0,5 fcL (2.96) - при переходном и турбулентном режиме движения воздуха (критерий Рейнольдса Re равен или больше 1000)
Исследование влияния конструктивных и режимных параметров теплоутилизатора на его производительность
Результаты замеров в бытовом блоке в летнее время года показали, что температура и влажность не изменяются, их значения составляют 21 С и 84% соответственно (приложении В, таблица 9).
Результаты замеров в бытовом блоке в зимнее время года, приведенные в приложении В, таблица 10, показали, что температура и влажность не меняются, их значения составляют 14С и 78% соответственно.
Анализ загазованности проводился в переходный период года при предварительных замерах метеоусловий вне животноводческих помещений и микроклиматических условий внутри помещения. Результаты измерений приведены в приложении В, таблица 11. Анализируя полученные значения, делаем вывод о том, что они меньше предельно допустимых значений по сероводороду и двуокиси углерода. Загазованность по аммиаку превышает предельно допустимую концентрацию [45].
Запыленность измерялась по контрольным точкам при размещении прибора на высоте 1,5 м от пола. Предварительно измерялись параметры метеоусловий. Результаты измерения запыленности в летнее время приведены на рис.4.7 и в приложении В, таблица 12. Анализируя рис. 4.7, делаем вывод о том, что в бытовом блоке в летнее время запыленность воздуха в точках изменяется от 6 до 10 мг/м , что превышает ПДК. Повышенная запыленность в летнее время объясняется наличием естественной вентиляции (аэрации). В, бытовом блоке в летнее время запыленность воздуха в точках изме-няется от 2 до 4 мг/м и не превышает ПДК.
Все замеры проводились на высоте 1,5 м от пола так как именно эта высота рекомендуется для размещения приборов при оценке рабочего-места [45].
Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что микроклимат во всех помещениях существенно отличается от рекомендуемых санитарными нормами значений [167], особенно в зимнее время и требует проведения мероприятий по его нормализации.
Жизнедеятельность человека нормально протекает при условии сохранения температурного гомеостаза, который обеспечивается механизмами терморегуляции и деятельность различных систем организма, участвующих в ней - сердечнососудистой, дыхательной, выделительной, эндокринной; энергетического, водно-солевого и белкового обменов [158].
При нормальных условиях внешней среды и при установившемся динамическом равновесии процесса терморегуляции колебания температуры тела (ректальной) находится в пределах 37,2 ± 0,1 С. Температура кожи наиболее тесно связана с тешгоощущениями человека и может служить показателем степени его охлаждения [29, 128, 169, 188].
При воздействии низкой температуры в организме человека развиваются сложные защитные и адаптационные реакции, позволяющие в течение некоторого времени сохранять нормальную температуру тела. Если работник практически полный рабочий день находится в условиях низких температур, то истощается система, отвечающая за адаптацию, и температура тела начинает снижаться [158].
При хронической холодовой травме происходят необратимые процессы в организме человека, отмечается обострение уже имеющихся хронических заболеваний [158]. Воздействие даже умеренного холода на организм человека могут воз t никать очень тяжелые повреждения [4]. Получение и обработка анкетных данных методом ранговой корреляции проводилось в несколько этапов.
Первый этап — сбор мнений работников путем анкетного опроса. Для оценки влияния неблагоприятных факторов, снижающих работоспособность и наносящих вред здоровью работников выбраны дискомфортные температура Xi, влажность Х2, давление Х4, повышенные уровни шума и вибрации Х3, недостаточная освещенность Х5.
Оценка значимости данных параметров модели проводится методом ранговой корреляции. Каждый фактор имеет ряд градаций (рангов): если он наиболее значим - ему присваивается ранг 1, менее значимый — ранг 5. Второй этап - составление сводной матрицы рангов на основе данных анкетного опроса (приложение В, таблица 16). Так как в матрице имеются связанные ранги, необходимо произвести их переформирование (приложение В, таблица 17). Учитывая значения переформированных рангов, составляем новую матрицу рангов (приложение В, таблица 18). Показатели рейтинговой оценки Dj определялись по формуле я т D Х,-- — (4.1) ы п S = ±DJ (4.2) 7=1 где т число опрашиваемых работников предприятия; 105 п — число неблагоприятных факторов; S — сумма квадратов отклонений суммы рангов каждого фактора от среднеарифметического ранга; XtJ— рангу-го фактора у z -го работника. Проверка правильности составления матрицы на основе исчисления контрольной суммы 2X=±»=S±M=is (4.3) Суммы всех столбцов матрицы равны между собой и контрольной сумме, следовательно, матрица составлена правильно.
Третий этап - анализ значимости исследуемых факторов. Согласно условиям ранжирования факторы с наименьшей суммой рангов имеет наибольшее значение, а фактор с наибольшей суммой рангов оценивается как наименее важный.
Похожие диссертации на Разработка и обоснование параметров приточно-вытяжного утилизатора тепла для улучшения микроклиматических условий в животноводческих помещениях
