Материал: Сборник задач по безопасности жизнедеятельности. Соловьева Э.В., Колотушкин В.В

Коэффициенты теплопроводности

Теплопотери с учетом надбавки на неучтенные потери

, Ккал/ч. (12.3)

Мощность электрической печи

, Вт. (12.4)

12.2. Задания для самостоятельного решения

1. Рассчитать электрическое отопление кабины строительной машины. Кабина изготовлена из стального листа толщиной 2 мм. Наружное остекление выполнено из стекла толщиной 3 мм. Теплошумоизоляция выполнена: по полу – губчатой резиной в 5 мм, покрытой линолеумом (2 мм), по крыше и стенам кабины – искусственным войлоком (7 мм), облицованным фанерой в 5 мм. Площади: пола – 1,5 м², потолка – 1,5 м², правой боковой стенки – 3,2 м², левой боковой стенки – 3,2 м², задней стенки – 3,1 м², остекления – 3,5 м². Температура внутри кабины t_в= 20 °С, снаружи кабины – t_н = - 40°С. Определить мощности электрической печи.

2. Рассчитать электрическое отопление кабины строительной машины. Кабина изготовлена из стального листа толщиной 3 мм. Наружное остекление выполнено из стекла толщиной 4 мм. Теплошумоизоляция выполнена: по полу – губчатой резиной в 4 мм, покрытой линолеумом (3 мм), по крыше и стенам кабины – искусственным войлоком (9 мм), облицованным фанерой в 5 мм. Площади: пола – 2,2 м², потолка – 2,2 м², правой боковой стенки – 3,0 м², левой боковой стенки – 3,0 м², задней стенки – 3,2 м², остекления – 3,8 м². Температура внутри кабины t_в= 20 °С, снаружи кабины – t_н = - 30°С. Определить мощности электрической печи.

3. Рассчитать электрическое отопление кабины строительной машины. Кабина изготовлена из стального листа толщиной 1 мм. Наружное остекление выполнено из стекла толщиной 2 мм. Теплошумоизоляция выполнена: по полу – губчатой резиной в 3 мм, покрытой линолеумом (4 мм), по крыше и стенам кабины – искусственным войлоком (8 мм), облицованным фанерой в 10 мм. Площади: пола – 1,6 м², потолка – 1,6 м², правой боковой стенки – 2,3 м², левой боковой стенки – 2,3 м², задней стенки – 2,8 м², остекления – 2,5 м². Температура внутри кабины t_в=20°С, снаружи кабины – t_н = - 25°С. Определить мощности электрической печи.

4. Рассчитать электрическое отопление кабины строительной машины. Кабина изготовлена из стального листа толщиной 2 мм. Наружное остекление выполнено из стекла толщиной 3 мм. Теплошумоизоляция выполнена: по полу – губчатой резиной в 2 мм, покрытой линолеумом (2 мм), по крыше и стенам кабины – искусственным войлоком (8 мм), облицованным фанерой в 9 мм. Площади: пола – 1,8 м², потолка – 1,8 м², правой боковой стенки – 2,7 м², левой боковой стенки – 2,4 м², задней стенки – 3,0 м², остекления – 2,8 м². Температура внутри кабины t_в= 20 °С, снаружи кабины – t_н = - 30°С. Определить мощности электрической печи.

5. Рассчитать электрическое отопление кабины строительной машины. Кабина изготовлена из стального листа толщиной 3 мм. Наружное остекление выполнено из стекла толщиной 4 мм. Теплошумоизоляция выполнена: по полу – губчатой резиной в 3 мм, покрытой линолеумом (3 мм), по крыше и стенам кабины – искусственным войлоком (8 мм), облицованным фанерой в 8 мм. Площади: пола – 2,0 м², потолка – 2,0 м², правой боковой стенки – 3,3 м², левой боковой стенки – 3,0 м², Задней стенки – 3,2 м², остекления – 2,7 м². Температура внутри кабины t_в= 20 °С, снаружи кабины – t_н = - 40°С. Определить мощности электрической печи.

13. Расчет площади приточных и вытяжных проемов

13.1. Общие сведения

Для своевременного удаления паров масел, растворителей, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, а также горючих газов и органических пылей необходимо организовать воздухообмен, применив естественную или механическую вентиляцию. При естественной вентиляции воздухообмен происходит под влиянием разности температур (теплового напора) и ветра (ветрового напора).

Общая величина теплового напора может быть определена по формуле

, кг/м², (13.1)

где h – расстояние между центрами нижних и верхних рядов проемов здания, м;

γ_н – вес 1 м³ наружного воздуха, кг/м³;

γ_в – вес 1 м³ внутреннего воздуха, кг/м³.

Величину наибольшего давления, которое создает поток воздуха при внезапном торможении (встреча на своем пути здания), определяют по формуле

, кг/м², (13.2)

где v – скорость ветра, м/с;

g – ускорение свободного падения (принимается 9,81 м/с).

При этом необходимо учитывать, что давление воздуха с наветренной стороны здания или сооружения обычно составляет 0,75÷0,85 Н_в, а на заветренной стороне создается разрежение, величина которого составляет (от минус 0,4 до минус 0,45)Н_в. Следовательно, разность давлений с наветренной и заветренной сторон здания будет 1,15÷1,30Н_в. Для практических расчетов можно принять γ_в=1,2 кг/м³. Тогда

, кг/м². (13.3)

С целью более эффективного использования ветра для вытяжки паров, над местом их образования целесообразно устраивать зонты с вытяжными шахтами (трубами), заканчивающиеся дефлекторами.

Объем воздуха, который возможно удалить путем естественной вентиляции, можно определить по формуле

, м³/ч, (13.4)

где F – площадь воздухоотвода, м²;

μ – коэффициент расхода; для открытых проемов или пристворных переплетах, открытых на угол 90°, μ=0,65, открытых на угол 45°, μ=0,44, открытых на угол 30°, μ=0,32;

v – скорость воздуха, м/с, определяется на основании соотношения для скоростного напора, полученного из уравнения Бернулли

, м/с, (13.5)

где ΔН – разность давлений, кг/м².

13.2. Задания для самостоятельного решения

1. Определить объем удаляемого и приточного воздуха в помещении, где выделяется 24 кг паров ацетона в 1 час, а также площадь приточных и вытяжных проемов при следующих условиях: нижний предел взрывоопасной концентрации 62,5 г/м³; расстояние между осями нижних и верхних проемов 3 м, нижние и верхние створки открыты на угол 90°; температура и вес наружного воздуха t_н=20 °С, γ_н=1,205 кг/м³; внутреннего t_в=29 °С, γ_в=1,169 кг/м³. ПДК 200 мг/м³.

2. Определить объем удаляемого и приточного воздуха в помещении, где выделяется 30 кг паров бензола в 1 час, а также площадь приточных и вытяжных проемов при следующих условиях: нижний предел взрывоопасной концентрации 35,6 г/м³; расстояние между осями нижних и верхних проемов 6 м, нижние и верхние створки открыты на угол 90°; температура и вес наружного воздуха t_н=20 °С, γ_н=1,205 кг/м³; внутреннего t_в=29 °С, γ_в=1,169 кг/м³. ПДК 5 мг/м³.

3. Определить объем удаляемого и приточного воздуха в помещении, где выделяется 28 кг паров бензина в 1 час, а также площадь приточных и вытяжных проемов при следующих условиях: нижний предел взрывоопасной концентрации 28,5 г/м³; расстояние между осями нижних и верхних проемов 3 м, нижние и верхние створки открыты на угол 45°; температура и вес наружного воздуха t_н=20 °С, γ_н=1,205 кг/м³; внутреннего t_в=29 °С, γ_в=1,169 кг/м³. ПДК 100 мг/м³.

4. Определить объем удаляемого и приточного воздуха в помещении, где выделяется 30 кг паров ацетона в 1 час, а также площадь приточных и вытяжных проемов при следующих условиях: нижний предел взрывоопасной концентрации 62,5 г/м³; расстояние между осями нижних и верхних проемов 6 м, нижние и верхние створки открыты на угол 45°; температура и вес наружного воздуха t_н=20 °С, γ_н=1,205 кг/м³; внутреннего t_в=29 °С, γ_в=1,169 кг/м³. ПДК 200 мг/м³.

5. Определить объем удаляемого и приточного воздуха в помещении, где выделяется 20 кг паров бензола в 1 час, а также площадь приточных и вытяжных проемов при следующих условиях: нижний предел взрывоопасной концентрации 35,6 г/м³; расстояние между осями нижних и верхних проемов 3 м, нижние и верхние створки открыты на угол 90°; температура и вес наружного воздуха t_н=20 °С, γ_н=1,205 кг/м³; внутреннего t_в=29 °С, γ_в=1,169 кг/м³. ПДК 100 мг/м³.

14. Устойчивость кранов

14.1. Общие сведения

«Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» ПБ10-382-00 требуют, чтобы свободно стоящие грузоподъемные краны были устойчивы в рабочем и нерабочем состояниях.

Грузовая и собственная устойчивость крана характеризуется коэффициентами устойчивости, которые должны быть определены расчетом.

Различают следующие коэффициенты устойчивости.

1. Коэффициенты грузовой устойчивости крана. Без учета дополнительных нагрузок они определяются как отношение момента, создаваемого весом всех частей крана, к моменту, создаваемому рабочим грузом, относительно того же ребра опрокидывания. При этом кран считается установленным на твердой горизонтальной площадке в безветренной зоне, на крюке подвешен груз для данного вылета стрелы и никаких движений ни один механизм крана не совершает (рис. 14.1). В этом положении должно соблюдаться условие:

К = М_уд/М_оп ≥ 1,4. (14.1)

2. Коэффициенты грузовой устойчивости с учетом дополнитель­ных нагрузок и уклона основания крана. Они определяются как отношение разницы моментов от веса всех частей крана и моментов от дополнительных нагрузок (ветровой, инерционной, центробежной) к моменту, создаваемому рабочим грузом относительно того же ребра опрокидывания. При этом кран считается установленным на твердой наклонной площадке, а наружный ветер направлен в сторону уклона и все механизмы крана одновременно совершают рабочие движения. Эти коэффициенты определяются для двух расчетных положений стрелы:

а) стрела направлена в сторону уклона и перпендикулярна к ребру опрокидывания;

б) стрела направлена в сторону уклона, но расположена под углом 45° к ребру опрокидывания (в плане).

В этих положениях должно соблюдаться условие

M_уд-M₁-M₂-М₃-M₄-M₅-M₆-M₇-M₈-M₉

К₁ = ———————————————————— ≥ 1,5, (14.2)

М_гр

где М_уд – удерживающий (восстанавливающий) момент крана, кН∙м;

М₁ – момент центробежной силы, действующей на груз при его вращении относительно оси поворота крана, кН·м;

М₂ – момент сил инерции груза и стрелы при неустановившемся движении механизма вращения, кН·м;

М₃ – момент силы инерции груза при неустановившемся дви­жении механизма подъема, кН·м;

М₄ – момент силы инерции груза при неустановившемся дви­жении механизма передвижения крана, кН·м;

М₅ – момент силы инерции крана при неустановившемся дви­жении механизма передвижения крана, кН∙м;

М₆, М₇ – моменты сил инерции стрелы и груза при неустановив­шемся движении механизма изменения вылета соответ­ственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях, кН·м;

M₈, M₉ – моменты сил ветра, действующих соответственно на кран и груз, кН∙м;

М_гр – момент от сил груза, кН∙м.

3. Коэффициенты собственной устойчивости. Определяются как отношение момента удерживающего к моменту опрокидывающему от сил ветра при нерабочем состоянии крана. При этом кран установлен на наклонной плоскости в сторону противовесной платформы, стрела поднята в крайнее положение (рис. 14.2):