Основные методы и средства обеспечения нормальных метеорологических условий

Содержание.

Основные методы и средства обеспечения нормальных метеорологических условий. Расчет естественной вентиляции.

Основные светотехнические величины и единицы. Приборы измерения освещенности.

Наведенная ЭДС. Опасность поражения людей наведенной ЭДС на участках электротяги переменного тока. Меры защиты от наведенной ЭДС. Нормы допускаемых опасных влияний.

Средства пожаротушения. Огнегасительное свойство воды. Пожарное водоснабжение. Системы противопожарных водопроводов. Пожарные гидранты и краны. Автоматические огнегасительные установки. Пожарная техника.

Задача № 10

Задача № 12

Список литературы.

































1. Основные методы и средства обеспечения нормальных метеорологических условий. Расчет естественной вентиляции.

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека. Метеорологические условия, или микроклимат, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий вентиляции и отопления.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение человека полностью воспринимается окружающей средой. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде, происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко. В противном случае – холодно. 

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью, излучением на окружающие предметы и в процессе тепломассообмена при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании.

Величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха.

Теплопроводность тканей человека мала, поэтому основную роль в процессе транспортирования теплоты играет конвективная передача с потоком крови.

Лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающих человека поверхностей.

Количество теплоты, отдаваемой в окружающий воздух с поверхности тела при испарении пота, зависит не только от температуры воздуха и интенсивности работы, но и от скорости окружающего воздуха и его относительной влажности.

Количество теплоты, выделяемой человеком с выдыхаемым воздухом, зависит от его физической нагрузки, влажности, и температуры вдыхаемого воздуха. 

Таким образом, тепловое самочувствие человека, или тепловой баланс в системе человек-среда обитания зависит от температуры среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физической нагрузки.

Параметры – температура, скорость движения воздуха, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха – получили название параметров микроклимата. 

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое состояние человека. Например, понижение температуры и повышение скорости движения воздуха, способствует усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости движения воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота.

При повышении температуры воздуха возникают обратные явления.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при температурах окружающего воздуха более 30С так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.

Недостаточная влажность приводит к интенсивному испарению влаги со слизистых оболочек их пересыхания и растрескивания, а затем и к загрязнению болезнетворными микробами. Поэтому, при длительном пребывании людей в закрытых помещениях, рекомендуется ограничиваться относительной влажностью 30…70%

При обильном потовыделении масса организма человека уменьшается. Считается допустимым для человека снижение его массы на 2…3% путем испарения влаги – обезвоживание организма.

Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей. Для восстановления водного баланса работающих, в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленной газированной воды.

Длительное воздействие высокой температуры особенно с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня – гипертермии. 

Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения, и даже переохлаждения организма – гипотермии. 

Параметры микроклимата оказывают существенное влияние на производительность труда.

В горячих цехах промышленных предприятий большинство технологических процессов протекают при температурах, значительно превышающих температуру воздуха окружающей среды. Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистой энергии, которые могут привести к отрицательным последствиям. При температуре до 500°С с нагретой поверхности излучаются тепловые (инфракрасные) лучи, а при более высоких температурах наряду с возрастанием инфракрасного излучения появляются видимые световые и ультрафиолетовые лучи. 

Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насыщенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и как следствие наступает нарушение деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем.

По характеру воздействия на организм человека инфракрасные лучи подразделяют на коротковолновые и длинноволновые. Тепловые излучения коротковолнового диапазона глубоко поникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длительном облучении – тепловой удар. Длинноволновые лучи глубоко в ткани не проникают и поглощаются в основном в эпидермисе кожи. Они могут вызывать ожоги кожи и глаз (катаракта глаза).

Основными параметрами, обеспечивающими процесс теплообмена с окружающей средой являются параметры микроклимата. В естественных условиях эти параметры изменяются в существенных пределах.

Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека. Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способствующие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5°С.

Процессы регулирования тепловыделений осуществляются в основном тремя способами: биохимическим путем, путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения. 

Терморегуляция биохимическим путем заключается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов.

Терморегуляция путем изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширения кровеносных сосудов.

Терморегуляция путем изменения интенсивности потовыделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения влаги.

Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами.

Параметры микроклимата воздушной среды, которые обуславливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуляции, называются комфортными или оптимальными. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом, и нет напряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нормальное тепловое состояние человека нарушается, называются дискомфортными. При незначительной напряженности системы терморегуляции и небольшой дискомфортности устанавливаются допустимые метеорологические условия.

Нормы производственного микроклимата установлены ССТБ ГОСТ 12.1.005-88 “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”. Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость движения воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Для оценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации в различное время года введено понятие периода года (теплый, холодный). Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха + 10°С и выше, холодный – ниже + 10°С.

При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые.

К легким работам (категории I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения. Легкие работы, по затратам энергии, подразделяются на категорию Iа и Iб . К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратами энергии 175…232 Вт (категория IIа) и 233…290 Вт (категория IIб). В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые сидя или стоя, но не требующие перемещения тяжестей, в категорию IIб – работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей. К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относя работы, связанные с систематическим физическим напряжением.

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретого металла, стекла, открытого пламени и др.) не должна превышать 140 Вт/м2 , при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательно использование средств индивидуальной защиты.

В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005-88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальные микроклиматические условия – это такое сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокой работоспособности. Допустимые микроклиматические условия – это такие сочетания параметров микроклимата, которые могут вызывать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижение работоспособности.

Методы снижения неблагоприятного влияния производственного микроклимата регламентируются “Санитарными правилами по организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию” и осуществляется комплексом технологических, санитарно-технических, организационных и медико-профилактических мероприятий.

Ведущая роль в профилактике вредного влияния высоких температур, инфракрасного излучения принадлежит технологическим мероприятиям: замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования; внедрения автоматизации и комплексной механизации.

К группе санитарно-технических мероприятий относится применение коллективных средств защиты: локализация тепловыделений, теплоизоляция горячих поверхностей, экранирование источников или рабочих мест; воздушное душирование, радиационное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды; общеобменная вентиляция или кондиционирование воздуха.

Вентиляция - это комплекс устройств, для обеспечения нормальных метеорологических условий и удаления вредных веществ из производственных помещений. 

Необходимость вентиляции воздуха в административных, бытовых и других помещениях вызвана конструктивным устройством помещений, устройством естественного и искусственного освещения, технологическими процессами, количеством работников и посетителей, санитарно-гигиеническими требованиями.

Вентиляция может быть естественной (аэрация) и механической в зависимости от способа перемещения воздуха. Аэрация представляет собой естественную организованную управляемую вентиляцию. Физической основой такой вентиляции является тепловое (теплый воздух, более легкий, чем холодный, поднимает вверх, вытекает наружу, в результате чего внизу создается пониженное давление и наружный воздух устремляется внутрь), а также ветровое давление.

Аэрацию, как правило, применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. При аэрации воздухообмен регулируют с помощью фрамуг, расположенных в нижней части здания, через которые поступает снаружи обычно более холодный воздух, а теплый загрязненный воздух выходит через вытяжной фонарь на крыше здания.

Расчет аэрации основан на обеспечении баланса воздухообмена: массовое количество воздуха, входящего в здание за единицу времени, всегда равно массовому количеству воздуха, выходящего из здания:

                                     ƩLпр= ƩLвыт, 

где Lпр и Lвыт – количество приточного воздуха (поступающего) и вытяжного (выходящего) соответственно за единицу времени, м3/ч.

Бесканальная аэрация рекомендуется в помещениях большого объема и особенно эффективна в цехах со значительными избытками теплоты.

При помощи канальной аэрации воздух из небольших объемов помещений удаляется через каналы в стенах. Для усиления вытяжки на выходе каналов на крыше здания устанавливают дефлекторы – устройства, создающие при обдувании их ветром тягу.

Естественная вентиляция дешева и проста в эксплуатации, осуществляет воздухообмен больших объемов. Недостаток заключается в том, что приточный воздух вводится в помещение без предварительной очистки и подогрева, а удаляемый воздух также не очищается и загрязняет атмосферу.





2. Основные светотехнические величины и единицы. Приборы измерения освещенности.

Человеческий глаз воспринимает лучистую энергию в пределах длин волн от 380 до 770 им. Этот участок спектра электромагнитных колебаний называют видимым. Видимые излучения в пределах узких интервалов спектра создают ощущение определенного цвета, плавно переходящего один в другой.  Приближенно можно считать, что основные цветовые полосы спектра лежат в следующих пределах: красный (770—630 нм), оранжевый (630—600 нм), желтый (600—570  нм),  зеленый (570—490 нм), синий (490—430 нм)и фиолетовый (430—380 нм). Средний (среднестатистический) человеческий глаз обладает избирательной чувствительностью к разным участкам спектра. Наибольшая чувствительность характерна для излучения с длиной волны 555 нм. У концов спектра чувствительность глаза резко падает. В связи с этим для обеспечения одинакового зрительного ощущения надо, чтобы мощность красного излучения была в 9,35 раза, а мощность синего— в 16,6 раза больше мощности желто-зеленого.

Мощность лучистой энергии, по световому ощущению, которое она производит на человеческий глаз, называют световым потоком Ф. Единицей измерения светового потока является люмен (лм), определяемый государственным

световым эталоном. Международным светотехническим словарем (МСС) единица

светового потока определена как световой поток, излучаемый в единичном телесном угле (стерадиан) равномерным точечным источником с силой света в 1 канделу.

Для количественной оценки неравномерности излучения, генерируемого реальными источниками света, установлено понятие пространственной плотности светового потока, которую называют силой света I. В МСС сила света определена как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и распространяющегося внутри элементарного телесного угла dw, содержащего заданное направление α, к этому элементарному углу

                                                I = dФ/dw



    За единицу измерения силы света — канделу (кд) принимают силу света, излучаемого в перпендикулярном направлении с поверхности черного тела площадью 1/600000 м2 при температуре затвердевания платины (Т= 2045 К) и давлении 1013,25 гПа (760 мм рт. ст.).

                                              1 кд = 1 дм*ср-1

Поверхностную плотность светового потока, падающего на освещаемую плоскость называют освещенностью Е. По МСС освещенность есть отношение светового  потока, падающего на элемент поверхности, содержащий данную точку, к плотности этого элемента

                                                   Е= dФ/dS.



Единицей измерения освещенности является люкс (лк); 1 лк = 1 лм·м-2.

Естественная освещенность внутри помещений, обусловленная природным светом, изменяется в больших пределах. Поэтому для помещений регламентируют не абсолютные величины естественной освещенности, а относительные показатели, не меняющиеся в зависимости от ее постоянных колебаний, Таким показателем является коэффициент естественной освещенности (КЕО)



где е – КЕО в данной точке помещения, %

Ев – освещенность в какой-либо точке внутри помещения, лк;

Ен – горизонтальная освещенность на открытом месте, создаваемая диффузным светом всего небосвода, замеренная одновременно с Ев, лк.

Освещенность является важной расчетной характеристикой. Вместе с тем зрительное восприятие человека бывает тем сильнее, чем больше плотность светового потока отражаемого освещенным (или излучаемого светящим) телом по направлению к наблюдателю. Но поскольку пространственную плотность светового потока оценивают силой света, освещенный (или светящий) предмет будет тем лучше виден, чем большую силу света излучает каждый элемент поверхности в направлении к глазу. Отношение силы света , излучаемого элементом светящей поверхности  в данном направлении , к площади проекции этой поверхности   называют яркостью поверхности (или просто яркостью) L. В общем случае она может быть представлена в виде выражения

,

а при диффузном отражении в виде выражения

.

Другими словами, яркость характеризует поверхностную плотность силы света в данном направлении. Единица измерения яркости — кандела на метр квадратный (кд · м-2) — специального названия не имеет. Яркость — одна из всех световых величин, непосредственно воспринимаемая глазом наблюдателя.

В инженерных решениях очень часто пользуются понятиями коэффициентов отражения , поглощения  и пропускания , которые представляют собой отношение отраженного от поверхности Фρ, поглощенного Фα или прошедшего через нее Фτ светового потока к падающему потоку Ф:



Коэффициенты ,  и  размерности не имеют и выражаются либо в долях единицы ( +  +  =1), либо в процентах.

В инженерной практике оценка световых величин в основном сводится к измерению освещенности. Чаще всего это измерение производят с помощью приборов, называемых люксметрами. Основные части люксметра — фотоэлемент и миллиамперметр, градуированный в единицах освещенности — люксах. Наиболее широко применяют люксметры Ю-15, Ю-16 или Ю-17 с селеновым фотоэлементом. Принципиальная схема объективного люксметра показана на рис.1. Светочувствительный слой селена фотоэлемента наносят на стальную пластину. На поверхность селена напыляют тончайший (5 нм) полупрозрачный слой золота или платины. Между этими двумя слоями образуется так называемый «запирающий слой» с односторонней проводимостью. Стальная пластина и полупрозрачный слой являются двумя электродами.



При освещении фотоэлемента между этими электродами возникает фототок, пропорциональный падающему световому потоку Ф. Величину фототока измеряют миллиамперметром со шкалой, проградуированной в люксах. Градуировку шкалы люксметра производят для источника света с цветовой температурой 2800 К (лампа накаливания). В связи с этим при измерениях освещенности от источников, отличных по цветности от лампы накаливания, следует вводить поправочный коэффициент. Для люминесцентных ламп ЛД он составляет 0,88, для ЛДЦ — 0,95, для ЛБ — 1,15, для ДРЛ — 1,20. При измерениях естественной освещенности этот коэффициент принимают равным 0,8.

Все люксметры должны регулярно подвергаться поверке в светотехнических лабораториях метрологических учреждений. 

Всякое устройство, состоящее из источника света (лампы) и осветительной арматуры, называют осветительным прибором (рис. 2). 



Осветительная арматура (рис. 3) предназначено для перераспределения светового потока, создаваемого источником света, в нужном направлении, для защиты глаз от слепящего действия ярких частей источника света, защита самого источника света от повреждений, а также для изоляции его от внешней среды.



Различают осветительные приборы ближнего действия – светильники и дальнего – прожекторы.

В зависимости от характера распределения светового потока (в верхнюю и нижнюю полусферы) светильники делят на три класса: прямого света, направляющие не менее 90% светового потока в нижнюю полусферу; отраженного света, направляющие не менее 90% светового потока в верхнюю полусферу; рассеянного света, направляющие большую часть светового потока вверх или вниз, либо равномерно в обе полусферы. Светильники прямого света применяют в основном для общего освещения помещений, в которых коэффициент отражения рабочих поверхностей, стен, потолка незначителен. Для освещения производственных помещений, стены и потолок в которых окрашены светлые тона, используют светильники рассеянного света. Светильники отраженного света в производственных помещениях применяют крайне редко.

Для местного освещения используют светильники с источником света небольшой мощности и с защитной арматурой, исключающей возможность ослепления работающих. Степень защиты глаз от воздействия ярких частей лампы зависит от защитного угла светильника, который образуется горизонтальной линией, проходящей через центр тела накала лампы, и линией соединяющей крайнюю точку тела накала с противоположным краем отражателя.

Территорию железнодорожных станций, узлов, строительных площадок и других объектов освещают прожекторами и лампами ДРЛ. Прожекторы используют также на локомотивах для освещения пути при движении поезда.





3. Наведенная ЭДС. Опасность поражения людей наведенной ЭДС на участках электротяги переменного тока. Меры защиты от наведенной ЭДС. Нормы допускаемых опасных влияний.

Контактная сеть, линии электропередачи переменного тока оказывают значительное электромагнитное влияние на провода, расположенные вдоль этих сетей и линий. Вследствие этого на проводах, подверженных этому влиянию, в ряде случаев наводится высокое напряжение, опасное для работающих.

Для обеспечения безопасности работающих на проводах, подверженных электромагнитному влиянию, предусматривают следующие защитные мероприятия:

- увеличивают расстояние между влияющим и подверженным влиянию проводами;

	- заземляют изолированные от земли металлические конструкции сооружений, находящихся в зоне электромагнитного влияния (крыши вагонов с деревянными кузовами, крыши помещений стрелочных постов, трубопроводы и др.). Для повышения надежности эти сооружения соединяют с «землей» двумя специальными заземлителями;

- по фронту работ на расстоянии не более 200 м друг от друга на отключенную, подверженную электромагнитному влиянию линию завешивают заземляющие штанги. Расстояние между штангами выбирают исходя из того, чтобы наведенные потенциалы при этом не превышали по величине допустимые для человека. С целью повышения надежности контакта провода с «землей» с каждой стороны от работающих завешивают по две заземляющие штанги;

- для выравнивания потенциалов между проводами контактной сети и заземленными конструкциями, не связанными с рельсами, устанавливают шунтирующие перемычки.

Нормы допустимых опасных влияний составлены на основе учета трех следующих факторов (в порядке снижения их важности):

требования безопасности для обслуживающего персонала и пользователей;

соотношение наводимых напряжений с уровнем изоляции линии и присоединенного к ней оборудования;

величины рабочего (длительно допустимого) напряжения, указанного в технических условиях на кабель (в случае кабельных линий) или входное оборудование.

Требования безопасности основаны на следующих соображениях. Известно, что длительное протекание через тело человека переменного тока не более 2 мА не оказывает заметного влияния. Если ток через тело человека, коснувшегося в любом месте изолированного провода связи или вещания, не будет превышать 2 мА, то на таких линиях можно не применять специальных мер по защите обслуживающего персонала и абонентов от опасного влияния тяговой сети. Очевидно, что стекающий при этом ток определяется электрическим влиянием контактной сети и длительность протекания тока не ограничена во времени. При коротких замыканиях в тяговой сети в смежных линиях возникают кратковременные напряжения магнитного влияния, длительность которых определяется временем срабатывания защиты в устройствах тягового электроснабжения. Степень опасности кратковременного воздействия напряжения на человека меньше, чем длительного, и зависит от длительности приложения напряжения: чем короче импульс, тем он менее опасен. По этой причине нормируют напряжения этого вида влияния для наихудшего варианта смежной линии связи, когда линия заземлена на удаленном конце, и учитывают длительность наведенного напряжения, определяемую временем срабатывания защит от короткого замыкания. При длительном приложении напряжения, отвечающем вынужденному режиму питания межподстанционной зоны (консольное питание от одной подстанции), степень опасности наведенного напряжения наибольшая.

Специальные меры по защите персонала и абонентов не применяются в случаях, если при заземлении провода на противоположном конце в линии относительно  земли  возникают  напряжения, не превышающие приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Допустимые индуцируемые напряжения по отношению к земле в проводах линии связи и проводного вещания

Линия связи

Допустимое напряжение, вольт, в режиме работы тяговой сети

Время отключения тяговой сети при к.з., с, не более



вынужденный

к.з.



Воздушная с деревянными опорами, в том числе с железобетонными приставками

60

60

60

2000

1500

1000

0.15

0.3

0.6

Воздушная с железобетонными или металлическими опорами; кабельная, в том числе волоконно-оптическая с металлическими жилами для дистанционного питания

36

36

36

36

500

450

310

160

0.1

0.15

0.3

0.6



Для соблюдения соответствия наведенного напряжения с уровнем изоляции линии и присоединенного к ней оборудования необходимо, чтобы амплитудное значение результирующего напряжения между проводом и землей, обусловленное электрическим и длительным магнитным влияниями, не превышало минимального статического напряжения пробоя установленных на проводе разрядников. Кроме того, опасные напряжения не должны превышать 60% испытательного напряжения изоляции жил кабеля или вводного оборудования по отношению к земле при коротком замыкании в тяговой сети. Для соблюдения соответствия наведенного напряжения и рабочего (длительно допустимого) напряжения при вынужденном режиме работы тяговой сети наведенное напряжение не должно превышать рабочего напряжения в линии связи.





4. Средства пожаротушения. Огнегасительное свойство воды. Пожарное водоснабжение. Системы противопожарных водопроводов. Пожарные гидранты и краны. Автоматические огнегасительные установки. Пожарная техника.

Методы тушения пожаров. Тушение  пожара заключается в прекращении процесса горения. Существует несколько методов  прекращения  горения.

Метод охлаждения основан на том, что горение вещества возможно только тогда, когда температура верхнего слоя вещества выше температуры его воспламенения. Если с поверхности горящего вещества удалить тепло т. е. охладить ее ниже температуры воспламенения, горение прекратится.

Метод разбавления основан на способности веществ гореть при содержании кислорода в воздухе больше 14—16% по объему. С уменьшением кислорода в воздухе до указанной величины пламенное горение прекращается, а затем прекращается и тление вследствие уменьшения скорости окисления.

Уменьшение концентрации кислорода достигается введением в воздух инертных газов и паров извне или разбавлением кислорода продуктами горения (в изолированных помещениях).

Метод изоляции основан на прекращении поступления кислорода воздуха к горящему веществу, для чего применяют различные изолирующие огнегасительные

вещества (химическая пена, порошки, песок и др.).

Метод химического торможения реакции горения основан на введении в зону горения галоидопроизводных веществ (бромистые метил и этил, фреон и др.), которые при попадании в пламя распадаются и соединяются с активными центрами, исключая экзотермическую реакцию, т. е. выделение тепла, в результате чего горение прекращается.

Средства тушения пожаров. В качестве  средства  тушения пожаров на железнодорожном транспорте используют воду, химическую и воздушно – механическую пену, инертные газы и пары, песок или землю, различные плотные и пожаростойкие ткани и пр.

Огнегасительные свойства воды. Вода - наиболее  распространенное  огнегасительное средство. Она имеет сравнительно малую вязкость. Легко проникает в щели и поры горящего вещества, что способствует быстрому охлаждению и тушению охваченной огнем поверхности. Попадая на поверхность горящего вещества. вода поглощает большое  количество тепла благодаря испарению и  образует паровое  облако, препятствующее  доступу кислорода к   горящему  веществу. Для  испарения 1 кг воды расходуется  2258,5 кДж тепла. Превращаясь в пар, вода увеличивается в объеме примерно в 1750 раз. Смешиваясь с горючими газами и парами, выделяющимися при горении, пар разбавляет их, образуя смесь, не способную гореть. При помощи мощных струй воды можно механически  сбить пламя.

Водой можно тушить твердые, жидкие и газообразные горючие вещества. При этом ее используют как в компактном, так и в распыленном состоянии.

Компактные струи  воды обычно применяют в случаях, когда невозможно близко подойти к очагу горения, например, при пожаре на большой высоте,  На складах лесных материалов и т. д. Дальность, на которую бьет компактная струя, достигает 70 – 80 м.

Для получения компактной струи используют ручные и лафетные стволы.

Запас воды  для тушения пожаров определяют из условия максимальной продолжительности  подачи воды в течение 3 ч.

Воду нельзя применять при тушении горючих веществ, которые, вступая в реакцию с водой, могут способствовать развитию пожара. Не рекомендуется тушить водой ценные вещи и оборудование, приходящие от воздействия воды в негодное состояние. Вода проводит электрический ток, поэтому тушение водой электроустановок, находящихся под напряжением, опасно. Однако тонко распыленную воду можно применять  для тушения как электроустановок, так и легковоспламеняющихся  и горючих жидкостей, поскольку электропроводность распыленной  струи значительно ниже чем компактной.

Наиболее эффективно применение распыленной воды при тушении горящих жидкостей. Мельчайшие частицы воды размером менее 2 мк, соприкасаясь с горящей жидкостью, интенсивно образуют на ее поверхности паровое облако, которое одновременно охлаждает и изолирует горящую жидкость от кислорода воздуха.

Для  образования  распыленной воды применяют различные распылители пневматического и механического действий. Наиболее удачен  винтовой распылитель.

При работе этого распылителя компактная струя воды попадает в канал, образованный конической спиралью, имеющей форму винта. При движении по плоскости винта спираль  срезает с водяной струи пленку, которая затем разрывается на капли размером 100- 200мк,  на некотором расстоянии от распылителя. Винтовые распылители  очень мощны и компактны. Один такой распылитель с диаметром  входного отверстия  30 мм при давлении 0,8 Мпа и расходе воды 25 л/с может обеспечить тушение пламени бензина в резервуа площадью около 60 м2.

Тушение паром. Сущность  тушения пожара паром состоит в понижении

содержания кислорода в  воздухе. Концентрация пара в воздухе  30—35% по объему помещения вызывает прекращение горения. Кроме того, пар частично охлаждает горящие предметы.  Наибольший эффект тушение паром дает в закрытых плохо вентилируемых помещениях объемом до 500 м3.

Автонасосы, автоцистерны, мотопомпы и пожарные поезда.  Автоцистерны и мотопомпы предназначены для доставки  боевых расчётов и противопожарного  оборудования, необходимого для подачи воды и пены в зону горения.

Конструктивно  автонасосы и автоцистерны сходны между собой. Они базируются на шасси одних и тех же марок автомобилей. Различие состоит лишь в том, что автоцистерны имеют большую вместимость бака, а автонасосы — больший по численности боевой расчет и большее количество выкидных рукавов.

Мощность двигателей основных автонасосов и автоцистерн разных марок составляет от 51,5 до 110,3 кВт, подача насоса от 1200 до 1800 л/мин, напор в выкидных рукавах до 900 кПа. 

Мотопомпы  применяют для подачи воды из источника к горящему объекту. Они бывают переносные и прицепные и состоят из двигателя внутреннего сгорания, центробежного насоса и систем, обслуживающих двигатель и насос во время работы. 

 Мощность двигателя переносной мотопомпы составляет 8,83— 14,7 кВт, подача 600- 800 л/мин, наибольшая высота всасывания  6 м, напор 600 кПа, а прицепной мотопомы соответственно 36,8—51,5 кВт, 1200—1600 л/мин, 7 м и 800 КПД. Длина водяной струи при работе мотопомп может достигать 50 м.

Пожарные поезда  предназначены  для тушения пожаров в подвижном составе и на объектах железнодорожного транспорта к которым можно подать поезд, а также для оказания помощи при авариях, крушениях, наводнениях и других стихийных бедствиях.  Эти поезда формируют  в соответствии с утвержденным типовым табелем.  В зависимости от тактико-технической характеристики их подразделяют  на универсальные,  1 и II категорий.

Универсальный пожарный поезд состоит из пассажирского вагона для размещения  личного состава  дежурного караула, специального оборудования и инвентаря; пассажирского вагона для размещения насосных установок, электростанции, пожарного инвентаря и запаса специальных средств пожаротушения; двух 60-тонных цистерн для запаса воды; крытого грузового вагона-гаража, для размещения пожарного автомобиля и хранения запаса  пенообразователя.

Пожарный поезд первой категории формируется из пассажирского вагона для размещения личного состава, насосных установок, электростанции, противопожарного инвентаря и запаса средств пожаротушения, двух цистерн  с запасом воды и вагона гаража.

Пожарный поезд второй категории имеет пассажирский вагон для размещения личного состава и противопожарного оборудования и две цистерны с водой.

Пожарные поезда дислоцируются, как правило,  на крупных станциях, где имеется рабочий парк локомотивов. Под пожарные поезда могут подаваться только тепловозы (или паровозы). Содержаться эти поезда должны в состоянии  постоянной готовности к следованию на перегон с максимальной скоростью.

Водяные установки бывают спринклерные и дренчерные.

Спринклерные установки предназначены для местного тушения и локализации пожара. Они автоматически включаются при повышении температуры воздуха в помещении выше заданного предела. Спринклерная установка состоит из сети водопроводных труб, смонтированных под потолком помещения на специальных подвесках, спринклерных головок, представляющих собой специальные устройства для автоматического тушения огня, ввертываемые в трубы установки, и контрольно-сигнальных клапанов.

Замок спринклерной головки состоит из трех медных пластинок, спаянных легкоплавким сплавом. В случае повышения температуры в помещении выше определенного предела сплав расплавляется и пластины распадаются, вследствие чего освобождается стеклянный колпак и спринклер приходит в действие. Одновременно подается сигнал о начавшемся пожаре.

Спринклеры изготавливают на различные температуры срабатывания: 72, 93, 141 и 182°С. Наибольшее распространение получили сринклерные головки типа 2СП (рис. 1)





Размещают спринклеры с учетом пожарной опасности производства (помещения), огнестойкости здания, конструкции перекрытия, расположения технологического и другого оборудования. По строительным нормам площадь пола, защищаемая одним спринклером, в производственных помещениях с повышенной пожарной опасностью (при количестве горючих материалов более 200 кг/м2) не должна быть больше 9 м2, в остальных помещениях – 12 м2. Расстояние между спринклерами не должно превышать в первом случае 3 м, в во втором – 4 м. Расстояние между спринклерами и стенами в помещениях с повышенной пожарной опасностью при несгораемых стенах и перегородках принимается 1,5 м, при сгораемых и трудносгораемых стенах и перегородках - 1 м, в остальных помещениях – соответственно 2 и 1,2 м.

Дренчерные установки используют для тушения пожаров в помещениях, в которых требуется одновременная орошение расчетной площади отдельных частей здания, создание водяных завес в проемах дверей и окон, орошение отдельных элементов технологического оборудования и т.п. Они предназначены в основном для борьбы с пожарами в помещениях высокой категории пожарной опасности, где возможно быстрое распространение огня.

В зависимости от температуры в помещении (плюсовая или минусовая) дренчерные установки подразделяют на заливные и сухотрубные. Заливные применяют для защиты пожароопасных и взрывоопасных производств. Все трубопроводы этих установок постоянно заполнены (залиты) водой до штуцеров дренчеров на распределительных трубопроводах. Такими установками оборудуют только отапливаемые помещения. Сухотрубные дренчерные установки применяют для защита как отапливаемых, так и неотапливаемых помещений.

По способу включения дренчерные установки подразделяют на автоматические, полуавтоматические и с ручным пуском.

В случаях когда применение воды в качестве огнетушащего вещества не допустимо, используют химические установки автоматического пожаротушения. К ним относят двухбаллонные батареи с тросовым (Т2) и электрическим (Т-2М) пуском, автоматические батареи с пневматическим (БАП) и электрическим (БАЭ) пуском. В качестве огнетушащего вещества в этих установках применяют углекислоту и специальные составы.

Пожарное оборудование.    

К пожарному оборудованию относят гидранты, вентили, гидроэлеваторы, колонки, пеносмесители, генераторы и др.

Гидрант пожарный подземный служит для отбора воды из водопроводной среды с помощью пожарной колонки. Его устанавливают в колодце и укрепляют на пожарной подставке, которая является фасонной частью водопроводной сети. Гидрант состоит из стояка, клапана, клапанной коробки, штока и установочной головки с откидной крышкой. 

  Вентиль пожарной устанавливают на внутренних водопроводных сетях с целью присоединения к нему напорного пожарного рукава и подача воды на пожаротушения при температуре не выше 50°С. 

Гидроэлеватор пожарной применяют для забора воды из водоисточников с уровнем воды, превышающем геодезическую высоту всасывания пожарных насосов, а также из открытых водоисточников с заболоченными берегами, к которым пожарные автомобили и мотопомпы могут подъехать не ближе чем на 7м.  Гидроэлеватор можно использовать как эжектор для удаления из помещений воды, пролитой при пожаротушении.

Колонка пожарная предназначена для открывания и закрывания подземного пожарного гидранта и присоединения пожарных рукавов при отборе воды из водопроводных сетей во время пожаротушения.

Пеносмесители переносные служат для получения водного раствора пенообразователя, применяемого для образования воздушно-механической пены в генераторах и воздушно-пенных стволах без эжектирующего устройства.

Генераторы пены средней кратности используют для получения из водного раствора пенообразователя струи воздушно-механической пены для тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и пожаров в трудно доступных помещениях. В зависимости от производительности по пене выпускаются следующие типоразмеры генераторов: ГПС-200 (генератор с производительностью пены не менее 200 л/с), ГПС-600 и ГПС-2000.

К пожарному оборудованию относят также пожарные стволы, предназначенные для получения мощных водяных струй, пожарные рукава служащие для транспортирования воды и водных растворов под напором, соединительные рукавные головки используемые для соединения пожарных рукавов между собой, присоединения к насосу и пожарному оборудованию. Для подъема на верхние этажи зданий при спасательных работах и тушении пожара при необходимости применяют пожарные ручные лестницы. Ручной пожарный инструмент (топоры, ломы, багры, крюки, пилы, лопаты и т.д) используют для выполнения различных работ на пожаре (вскрытия и разборке строительных конструкций, расчистке помещений и др.).

Личный состав обеспечивают боевой одеждой (брезентовый костюм и рукавицы с крагами) и снаряжением (каска, спасательный пояс с карабином и топор в кобуре), а также дымозащитными аппаратами.







































Задача № 10



Рассчитать расход воды на тушение пожаров для проектируемого хозяйственно-противопожарного водопровода, предназначенного для обслуживания завода и населённого пункта.

 

Исходные данные



         1)  Объем цехов, на наружное пожаротушение, которых требуется 

          наибольший расход воды   –  30 - 40 тыс. м3.

    2) Категория цехов по пожарной опасности   –  Б.

    3) Количество жителей в населенном пункте   –  25 тыс. чел.

    4) Высота зданий в этажах  –  2 этажа.

    5) Площадь территории промышленного предприятия — до 150 га.

    6) Здания завода отнести к I и II степеням огнестойкости.



Определить:



а) расход воды на наружное и внутреннее пожаротушение на территории завода;

б) расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте;

в) суммарный расход воды на пожаротушение; 

г) неприкосновенный противопожарный запас воды и максимальный срок его восстановления;

Примечание: Расход воды на наружное пожаротушение принять для производственных зданий с фонарями, а также без фонарей шириной до 60 м. Производственные и хозяйственно-питьевые нужды не учитывать.



Решение



На предприятии площадью до 150 га, при зданиях I и II категорий огнестойкости, категории цехов по пожарной опасности - Б, числе жителей в населенном пункте 25 тыс. чел. Предполагаются одновременно два пожара – один на предприятии и один в населенном пункте.

Расход воды на тушение пожара в населенном пункте при высоте зданий 2 этажа составляет 10 л/с на один пожар. 

Расход воды на наружное пожаротушение на предприятии, при заданном объеме цехов, на тушение которых требуется наибольший расход воды (30-40 тыс. м3) равен 20 л/с. 

Расход воды на внутреннее пожаротушение принимаем равным расходу на наружное. 

Ориентировочное время тушения пожаров составляет:



t = 0,5 - 2 часа, максимально 2 часа (7200 секунд).



1) Расход воды на наружное и внутреннее пожаротушение на территории завода:





2) Расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте:







3) Суммарный расход воды на пожаротушение:







4) Неприкосновенный противопожарный запас воды и максимальный срок его восстановление:







Максимальный срок его восстановления составит 2 часа.



Задача № 12

Рассчитать эффективность виброизоляции вентилятора с электрическим проводом.

Вариант задачи принять по предпоследней цифре учебного шифра.

Исходные данные:

Общая масса установки (электродвигатель, вентилятор, железобетонная плита) Р, кг – 447;

Частота вращения вращающихся частей установки, об/мин – 950.

Указания к решению задачи

1. Монтаж агрегата рекомендуется производить на тяжелой бетонной плите или металлической раме, которая опирается на виброизоляторы. Применение тяжелой плиты уменьшает амплитуду колебаний агрегата, установленного на вибропзоляторах. Кроме того, плита обеспечивает жесткую центровку с приводом и понижает расположение центра тяжести установки, приближая его к центру тяжести виброизолятора. Этим обеспечивается наличие только вертикальных колебаний установки.

Для обеспечения равных условий работы виброизоляторы делают однотипными и их центр тяжести должен находиться на одной вертикали с центром тяжести установки.

2. Связь электродвигателя с вентилятором осуществляется посредством упругой муфты.

3. Виброизоляторы выполнить из однорядных  пружин.

4. Для устранения передачи высокочастотных вибрации между пружинами и несущей конструкцией рекомендуется расположить резиновые прокладки толщиной 10—20 мм.

5. Определить:

а) статическую нагрузку на одну пружину



где    n — число виброизоляторов, принять равным 4;

m — число пружин в одном    виброизоляторе,    принять равным 1.

Рст==111,75

Руководствуясь величиной   Рст,  подобрать    пружину    по приводимой ниже таблице;

б) частоту вынуждающей силы, Гц,

f==15,8 Гц

в) статический прогиб пружины Xст, см,





где  Kz — жесткость пружины, кг/cм (см. таблицу 1)



Xст==3,725см

г) частоту собственных вертикальных колебаний установки, Гц,



fz==2,5 Гц

д) коэффициент передачи динамической нагрузки в вертикальном направлении

где Pkz — амплитуда периодической    силы, передающейся через виброизоляторы на основание;

 Рz — амплитуда периодической силы, воздействующей на изолируемую от основания установку;

μ==0,02

е) эффективность виброизоляции, дБ,

ΔL=20lg=65,05

6. Дать заключение об эффективности виброизоляции агрегата и мероприятий, снижающих распространение структурного шума.

Следует отметить, что для вентиляторов со скоростью более 800 об/мин эффективность виброизоляции при  ΔLтр ≥ 26 дБ обеспечивает удовлетворительные акустические условия в смежных помещениях. При меньших значениях ΔL может произойти уменьшение амплитуд периодической силы, передающейся через виброизоляторы на основание, то есть Pkz< Рz.



Таблица 1 Параметры типовых опорных пружин

Величина

Пружины



ДО-42

ДО-43

ДО-44

Максимальная     рабочая нагрузка на пружину Рmax, кгс

96

168

243

Жесткость   пружины   в продольном      направлении   Кz, кг/см

16,8

30

36,4





  



























Список литературы.

Охрана труда на железнодорожном транспорте /Под редакцией Ю. Г. Сибарова. М: Транспорт, 1981.

Охрана труда  методическое пособие  Москва 1989

Охрана труда на железнодорожном транспорте/Под редакцией  В.С. Крутикова. М: Транспорт, 1983.

2