Задачи для контрольной работы

Задача 1

Разработать мероприятия по безопасному выполнению работ в одном из основных цехов предприятия строительной отрасли(исходные данные представлены в табл. 1). На основе анализа технологического процесса и условий труда в данном цехе (с выявлением производственных опасностей и вредностей):

1. Разработать наиболее рациональную компоновку оборудования, блокировку вспомогательных и подсобных помещений.

2. Рассчитайте требуемый воздухообмен в цехе по избыточным выделениям вредных веществ при их утечке через неплотности аппаратуры.

3. Определите возможные причины взрывов и пожаров в данном цехе.

4. Обоснуйте категорию помещения, здания по его взрывопожарной и пожарной опасности.

Таблица 1 – Исходные данные для решения задачи 1*

_______________

* По желанию исходные данные можете получить на вашем предприятии.

Методические указания

1. По первому вопросу задания следует начертить на миллиметровой бумаге (в масштабе 1 : 50, 1 : 100) план цеха с расположением оборудования, нанесением проездов и проходов, дверных и оконных проемов.

Требования к технологической планировке цеха обусловливают обязательность создания прямоточности, последовательности линий технологического процесса.

При планировке цеха и компоновке оборудования необходимо учитывать нормативы, определяющие объемы и площадь цеха на одного работающего, минимальные размерные соотношения, принимаемые при размещении оборудования, устройстве проходов, проездов, входов, путей эвакуации.

2. Приведите характеристику применяемых веществ по токсичности и пожароопасности.

2.1. Для определения количества газов (G), выделяющихся в помещении через неплотности технологической аппаратуры, применяют формулу

, кг/ч,                                      (1)

где h - коэффициент качества эксплуатации, 1<h<2; с – коэффициент, зависящий от давления газов или паров в аппарате, 0,121< с <0,370; V_а – объем аппарата, м³; Т – абсолютная температура газа или пара; М – молекулярная масса газа или пара; z – время, ч.

2.2. Для определения объема вентиляции, т. е. количества воздуха, необходимого для разбавления газа до допустимых норм, применяют формулу

, м³/ч,                                 (2)

где К_Д – предельно допустимая концентрация токсичных газов или паров в воздухе рабочего помещения, мг/л; К₀ — концентрация тех же газов или паров в наружном воздухе, мг/л.

2.3. Для определения кратности воздухообмена помещения применяют формулу

,                                      (3)

где V_П – объем помещения, м³.

3. Отвечая на пятый вопрос, следует исходить из глубокой и всесторонней оценки пожарной опасности технологического процесса, проводимого в цехе. Необходимо дать характеристику цеха по потенциальным возможностям загораний (возгораний) и взрывов. Особое внимание анализу противопожарного режима необходимо уделить в том случае, если технологический процесс связан с использованием ЛВЖ и ГЖ, возникновением и накоплением электростатических зарядов, использованием баллонов со сжатыми, сжиженными и растворенными газами. Важно рассмотреть вопросы хранения в цехе огне- и взрывоопасных веществ (нормы суточного запаса).

5. 4. При указании категории производства по пожарной опасности следует аргументировано показать, на основании каких условий, в соответствии с какими нормами и правилами определяется категория вашего цеха по взрывопожарной и пожарной опасности.

Литература: [52-65, 67, 160-166].

Задача 2

Разработать комплекс мероприятий по инженерной безопасности в одном из основных цехов предприятия строительной отрасли (исходные данные представлены в табл. 2).

На основе анализа технологического процесса и условий труда в данном цехе (с выявлением производственных опасностей и вредностей):

1. Разработать схему механизации трудоемких работ при загрузочных, транспортных и разгрузочных операциях технологического оборудования цеха.

2. Рассчитать контур защитного заземления оборудования цеха.

3. Привести характеристику применяемых веществ по токсичности и пожароопасности.

4. Обосновать категорию помещения по взрывопожарной и пожарной опасности и тип выбранного безопасного электрооборудования (электромоторы, светильники и т. д.).

5. Рассчитать максимальную концентрацию газа или пара в цехе в случае аварии и разработать практические предложения по ликвидации аварийного состояния.

Таблица 2 – Исходные данные для решения задачи 2*

___________________

* По желанию исходные данные можете получить на вашем предприятии.

Методические указания

1. Отвечая на первый вопрос, следует нанести пунктиром на плане цеха транспортные пути и описать имеющиеся в цехе грузоподъемные устройства и механизмы по загрузке, транспортировке и разгрузке сырья, полуфабрикатов и готовой продукции в цехе.

2. При расчете заземляющего контура необходимо, чтобы R_З < R_ДОП < 4 Ом, где R_З – расчетное сопротивление заземляющего устройства, Ом; R_ДОП – допускаемое сопротивление того же устройства, Ом.

2.1. Результирующее сопротивление заземляющего контура, состоящее из трубчатых заземлителей (электродов) и соединительной полосы, определяют по формуле

, Ом,                             (4)

где h_Э.Т.. – коэффициент экранирования труб, 0,2<h_Э.Т.<0,9, n – число труб; R_Т – сопротивление растекания трубы, Ом; h_Э.П. – коэффициент, учитывающий взаимное экранирование полосы и труб; 0,1 < h_Э.П.<0,7; R_П – сопротивление полосы, Ом.

2.2. Сопротивление трубчатого заземления R_Т длиной l = 2 м, диаметром d = 0,05 м, заложенного в грунт на глубину h = 1,8 м (до центра трубы), составит:

, Ом,                   (5)

где r — удельное сопротивление почвы, Ом.

2.3. Необходимое число заземлителей n определяют по формуле

,                              (6)

где h_С – коэффициент сезонности, равный 2.

2.4. Сопротивление соединительной полосы R_З длиной l_П и шириной

l = 0,05 м, заложенной на глубине h_П = 0,8 м, составит:

, Ом,                                (7)

Длина полосы l_П = 1,05 L, где L – расстояние между трубчатыми заземлителями, равное 2l, м.

3. Характеристика веществ по токсичности и пожароопасности дается в соответствии с рекомендованной литературой.

При выборе взрывозащищенного электрооборудования для взрывоопасных производств необходимо указать категорию и группу взрывоопасной смеси, условное обозначение выбранного электрооборудования и дать краткое пояснение, почему это электрооборудование будет безопасным в эксплуатации.

4. Максимальная концентрация газа в цехе рассчитывается при условии равномерного распределения газа в цехе и без учета работающей вентиляции.

Расчет производят по формулам

, м³,                               (8)

,                                    (9)

где V_Г – объем газа, поступающего в цех при аварии, м³; V_а – объем аппарата и трубопроводов, м³; Р – давление, Па; F – подача газа в аппарат, м³/г; t – аварийное время, мин; С_МАКС – максимальная концентрация газа в цехе, %; V_Ц – объем цеха, м³.

При оценке обстановки в цехе обосновывается возможность возникновения взрыва, пожара, токсических концентраций, указывается необходимость установки предохранительных устройств, датчиков сигнализации; дается схема устройства и излагается принцип действия огнепреградителя.

Литература: [52-67, 127, 134-139, 160, 176, 178].

Задача 3

Разработать комплекс мероприятий по инженерной безопасности в одном из основных цехов предприятия строительной отрасли (исходные данные представлены в табл. 3).

На основе анализа технологического процесса в данном цехе:

1. Проверить расположение оборудования в соответствии с нормативами, проверить длину пути эвакуации в соответствии с требованиями нормативов безопасности.

2. Рассчитать требуемый воздухообмен в цехе по избыточным тепловыделениям технологического оборудования.

3. Привести характеристику применяемых веществ по токсичности и пожароопасности.

4. Определить категорию цеха по взрывоопасносной и пожарной опасности.

5. Произвести выбор средств индивидуальной защиты с учетом профессий работников в цехе.

Таблица 3 – Исходные данные для решения задачи 3*

___________________

* По желанию исходные данные можете получить на вашем предприятии.

Методические указания

1. По первому вопросу см. методические указания к задаче № 1, п.1.

2. Количество воздуха, необходимого для обеспечения требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне по избыточным тепловыделениям оборудования, рассчитывают по формуле

, м³/ч,                     (10)

где Q_об – тепловыделение оборудования цеха, ккал/ч; Q_Г – потери тепла через наружные ограждения, ккал/ч; t_р.з.– температура рабочей зоны, град; t_н.в. – температура наружного воздуха, равная 12°; С – теплоемкость воздуха, равная 0,24 ккал/г×град; r – плотность приточного воздуха, кг/м³; t_п.в. – температура приточного воздуха, град. Недостающие данные принимаются самостоятельно.

3. Характеристика веществ по токсичности и пожароопасности приводится в соответствии с рекомендованной литературой.

4. Обоснование категории помещения, здания по взрыво- и пожароопасности производится в соответствии с [160].

5. Средства индивидуальной защиты и первичные средства пожаротушения выбираются в соответствии с существующими типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи спецодежды, обуви и др. средств индивидуальной защиты работникам нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (Постановление Министерства труда РФ от 26.12.97 № 67) Приложение 2.

Литература: [59-63, 67, 154-157, 167-171].

Задача 4

Рассчитайте молниезащиту производственного задания (первой категории по пожарной опасности) отдельно стоящим стержневым молниеотводом. Высота здания 20 м, площадь здания 30´50 м².

Указания к решению задачи

1. Составьте эскиз промышленного здания с указанием отдельно стоящих стержневых молниеотводов.

2. Определите по карте среднегодовой продолжительности гроз количество грозочасов для территории, где находится предприятие, на котором вы работаете.

3. Рассчитайте высоту молниеотвода и вычертите на эскизе зоны защиты молниеотводами.

4. Составьте эскизы токоотвода и молниеприемника.

При решении задачи руководствуйтесь РД – 34.21.122–87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений»

Литература: [116, 165-166, 170, 180].

Задача 5

В производственном помещении одновременно работают три вентиляционные установки. Уровни звукового давления первой, второй и третьей приведены в табл. 4. Определить суммарный уровень звукового давления и сравнить его с допустимым уровнем в дБА.

Таблица 4 – Исходные данные для решения задачи 5

Указания к решению задачи

 При определении суммарного уровня звукового давления следует пользоваться табл. 5 суммирования уровней шума, а также ГОСТ 12.1.003-83.

Уровни звукового давления, выраженные в децибелах, арифметически складывать нельзя.

Для определения суммарного уровня нескольких источников шума, расположенных в помещении, производится последовательное попарное сложение уровней, начиная с большего, по формуле

                                      (11)

где L_б - больший из двух суммируемых уровней;

  DL- добавка, определяемая по табл. 5.

Таблица 5 – Исходные данные для решения задачи 5

Окончательный результат округляют до целого числа децибел.

Суммарный уровень звукового давления при работе нескольких источников шума можно так же определить по формуле

              (12)

где L₁,L₂,…,L_n – уровни звукового давления, создаваемые каждым источником в расчетной точке.

Литература: [77-85].

Задача № 6

Определить величину тока, проходящего через тело человека, прикоснувшегося к корпусу повреждённой электроустановки при разных значениях сопротивления изоляции при сопротивлении тела человека 1000Ом. Варианты заданий – табл. 6.

Таблица 6 – Исходные данные для решения задачи 6

Указания к решению задачи

При решении задачи необходимо определить величину тока, проходящего через тело человека, как при наличии защитного заземления, так и без защитного заземления.

Сила тока J_r, проходящего через тело человека, при отсутствии или неисправности защитного заземления определяется по следующему выражению:

                                     (13)

где U_ф – фазное напряжение сети, В;

  R_r – сопротивление человека, Ом;

  R_из – сопротивление изоляции сети, Ом.

Сила тока J_r, протекающего через человека, прикоснувшегося к корпусу заземленного оборудования, определяется по следующему выражению:

                              (14)

где R_з - сопротивление заземления, Ом.

Привести выводы по величинам тока, проходящим через тело человека, с точки зрения исхода поражения человека, сравнивая их с предельно допустимыми уровнями токов по ГОСТ 12.1.038-82. ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений и токов.

Литература: [110, 111-114, 121-123, 127].

Задача № 7

 Рассчитать заземляющее устройство подстанции 110/35/6 кВ, нейтраль со стороны 110 кВ заземлена. Распределительные устройства 110 и 35 кВ открытого типа, 6 кВ – закрытого. В качестве естественного заземления можно использовать систему “трос-опора” двух подходящих к подстанции воздушных линий 110 кВ на металлических опорах каждая с одним молниезащитным тросом. Трос стальной, число опор с тросом на каждой линии больше 20. Расчётный ток замыкания на землю на стороне 110 кВ – 5000А, на стороне 35кВ – 40А, а на стороне 6кВ – 30А. Необходимые данные приведены в табл. 7.

Указания к решению задачи

При расчёте заземляющего устройства следует определить сопротивление его и требуемое сопротивление искусственного заземления. Расчёт сопровождать пояснениями и схемами.

Задачу решать по методике, изложенной в учебнике [111] на с. 216-219.

Таблица 7 – Исходные данные для решения задачи 7

Литература: [110, 111-114, 121-123, 127].

Задача № 8

 Рассчитать местное искусственное освещение точечным методом для монтажных столов, где производится работа с деталями (пайка, сборка, ремонт узлов). Светильник типа ЛНП01 (люминесцентный), двухламповый, напряжением 127 В, длиной 650 мм, шириной 400 мм. Размер столешницы монтажного стола 1500 600 мм. Необходимые данные приведены в табл. 8.

Таблица 8 – Исходные данные для решения задачи 8

Указания к решению задачи

Источники света выбираются с учётом специфики работ с обоснованием по табл. 11, требуемая нормативная освещённость – по СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственное освещение” с учётом характеристики и разряда работ.

Условие задачи: Длина светильника меньше длины освещаемой зоны (рис. 1).

Намечают расчетную (контрольную) точку А на границе зоны. Определяют высоту подвеса светильника h и расстояние P от проекции светильники до контрольной точки А.

Светильник условно удлиняют на величину L₂ так, чтобы конец светильника находился напротив расчетной точки A. Затем вычисляют параметры для удлиненного светильника P₁΄=P/h , L₁΄=L₁/h и для добавленной части светильника P₂΄=P/h , L₂΄=L₂/h .

Рис. 1. Схема для расчёта местного освещения

с люминесцентными светильниками

Рис. 2. Линейные изолюксы для светильников ЛНП

По графику линейных изолюкс (рис. 2) определяют относительные освещенности и   соответственно для удлиненного светильника и добавленной части его. Общая относительная освещенность в расчетной точке А.

.                                    (15)

Плотность светового потока, необходимая для создания в точке А требуемой освещенности,

                               (16)

где E – требуемая освещенность в расчетной точке, лк;

  k – коэффициент запаса (k=1,5);

  h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м;

 – относительная освещенность в точке А, определяемая по графику линейных изолюкс, лк.

Действительный поток светильника

F=F΄ ^.b,

где b – длина светильника, м.

Количество ламп в светильнике

где F_л – световой поток одной лампы в светильнике, лм.

Чтобы исключить стробоскопический эффект, в светильнике должно быть не менее двух ламп.

Таблица 9 – Исходные данные для решения задачи 8

Литература: [86-88, 91-93].

Задача № 9

Рассчитать общее равномерное люминесцентное освещение цеха, исходя их норм СНиП 23-05-95.

Исходные данные: система освещения – общее равномерное; высота помещения Н = 6 м; величина свеса h_с= 0,5; напряжение питания осветительной сети U = 220 В; коэффициенты отражения потолка r_п= 70% , cтен r_с= 50%, пола r= 30%. Размеры помещения АґВ принять из соответствующего варианта из таблицы; светильник серии ЛСП06 с двумя люминисцентными лампами ЛБ мощностью 65 Вт. Длина светильника – 1532 см. Световой поток лампы 4650 лм.

Разряд, подразряд работы, показатель ослепленности и коэффициент пульсации принять для соответствующего варианта из табл. 10

Таблица 10 – Исходные данные для решения задачи 9

Указания к решению задачи

1. Определить расчетную высоту подвеса светильника:

h = H - h_р - h_с, где h_р= 0,8 м – высота рабочей поверхности, h_с= 0,5 м –свес светильника.

2.  Определить оптимальное расстояние между светильниками при многорядном расположении: L=1,5 ^. h, м.

3.  Выбрать число рядов светильников.

4.  Определить потребное число светильников по формуле

                                   (19)

где Е - нормируемая освещенность, лк;

  S - площадь помещения, м;

  К - коэффициент запаса (принимается равным для ламп накаливания 1,3; для ламп газоразрядных 1,5);

   z - коэффициент неравномерности освещения (принимается равным 1,1-1,2);

   n – число ламп в светильнике;

   F - световой поток лампы, лм;

   h - коэффициент использования светового потока (выбирается по табл. 11 с учетом коэффициента отражения от стен и потолка и индекса помещения i),

i = (A ^. B) / h ^. (A+B),                            (20)

где А и В – длина и ширина помещения, м;

  h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.

Таблица 11 – Исходные данные для решения задачи 9

5. Определить число светильников в ряду

                                              (21)

где С – число рядов светильников в помещении.

6. Определить длину светильников в ряду

                                          (22)

где b – длина светильника, м.

Если длина светильников в ряду близка к геометрической длине ряда, то ряд получается сплошным. Если эта длина меньше длины ряда, то светильники в ряду размещают с равными промежутками, при длине светильников больше длины ряда увеличивают число рядов или каждый ряд образуют из сдвоенных светильников.

7. Составить эскиз плана цеха с поперечным разрезом и расположением светильников с указанием всех необходимых размеров.

Литература: [86-88, 91-93].

Задача № 10

Рассчитать активированный (имеющий надув) бортовой отсос у ванны с растворами для обработки материалов.

Исходные данные: ширина ванны – В, м; длина – L, м. Полученные значения количества воздуха следует умножать на коэффициенты (а, б или в), учитывающие процессы, происходящие в ванне (с последующей проверкой по допустимым скоростям. При необходимости увеличивают высоту щелей.):

а) К = 1,25 – при травлении в серной и соляной кислоте, фосфатировании, железнении, обезжиривании;

б) К = 1,5 – при декапировании, меднении, кадмировании, оксидировании, цинковании, снятии металлических покрытий серной и соляной кислотой;

в) К = 2,0 – при травлении азотной кислотой, хромировании, снятии металлических покрытий азотной кислотой.

Щели для подачи и удаления воздуха располагаются вдоль длины бортов ванны на всю длину. Ширину приточной щели не следует делать менее 5 мм, а щели местного отсоса - менее 50 мм. Скорость выхода приточного воздуха принимается не более 10 м/с во избежание образования волн на поверхности жидкости.

Таблица 12 – Исходные данные для решения задачи 10

Плоская приточная струя ограничена с одной стороны. Расстояние от приточного отверстия до критического сечения (влияние приточной струи уже ослаблено, а влияние местного отсоса еще не велико) определяется по формуле

х_кр= 0,875 ^. В.                             (23)

Осевая скорость приточной струи в критическом сечении

V_мин= 1 … 2, м/с.                        (24)

Среднюю скорость в приточном отверстии обозначим V₁, тогда ширина приточной щели

b₁=0,066 ^.B ^.                   (25)

Скорость всасывания V₂, выбирается в пределах (2 3) V_мин, тогда ширина всасывающей щели

b₂=0,101 ^. B ^.                       (26)

Расход приточного воздуха определяется по формуле

L₁=236 ^.B ^. L ^. .                     (27)

Расход отсасываемого воздуха

L₂=364 ^. B ^. L ^. V_мин..                   (28)

Следует иметь в виду, что расход отсасываемого воздуха должен превышать расход воздуха, поступающего с приточной струей.

Литература: [64-71].

Задача № 11

В помещении в качестве растворителя применяется ацетон (СН₃СОСН₃). Допускается, что в этом помещении произошла авария, в результате чего ацетон разлился по полу и вентиляция перестала работать.

Определить, к какой категории по взрывопожарной и пожарной опасности необходимо отнести это помещение.

Исходные данные: масса разлитого ацетона m, кг; радиус лужи ацетона r, см; свободный объём помещения Vсв, м; молекулярная масса ацетона М = 58,08 кг ^. кмоль.

Таблица 13 – Исходные данные для решения задачи 11

Указания к решению задачи

1. Определить интенсивность испарения ацетона по формуле

                                 (29)

где Dt – коэффициент диффузии паров ацетона, см²/c^-1; Рнас = 0,0305 МПа – давление насыщенного пара ацетона; Ратм = 0,1 МПа – атмосферное давление; V – объём грамм-молекулы паров ацетона при t = 25°C, см³.

2. Определить коэффициент диффузии паров ацетона по формуле

                             (30)

где Do – коэффициент диффузии паров ацетона при t = 0°C и давлении 0,1 МПа,  см²/c^-1; Т = 273°C.

3. Определить объём грамм-молекулы паров ацетона V_t, л

при t = 25°С:

                                     (31)

где Vo - 22,413 л - объём грамм-молекулы паров ацетона при нормальных условиях (t = 0°C, Р = 0,1 МПа).

4. Определить массу испарившегося ацетона m_исп, кг:

                                          (32)

где t_p – расчётное время испарения ацетона, с. В соответствии с НПБ-95 при расчёте массы поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные паровоздушные смеси, t_p принимается равным длительности полного испарения жидкости, но не более 3600 секунд.

5. Определить избыточное давление взрыва:

                   (33)

где P_max – максимальное давление взрыва стехиометрической паровоздушной смеси в замкнутом объёме, определяемое экспериментально или по справочным данным. При отсутствии данных допускается принимать: P_max = 900 кПа; Р₀ = 101 кПа – начальное давление; z – коэффициент участия горючего во взрыве, который рассчитывается или принимается по таблице из НПБ-105-2003 [185], для ацетона z = 0,5; Р_п - плотность пара ацетона при расчётной температуре, кг ^.м^-3, вычисляется по формуле

                     (34)

где t_p – расчётная температура, ^оС, по НПБ-103-2003 [186] принимается равной 61 ^оС; С_ст – стехиометрическая концентрация паров ацетона, % (об), вычисляемая по формуле:

                                (35)                     

где  – стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания; h_c, h_н, h_x, h_o – число атомов С, Н, О и галоидов (если они есть) в молекуле горючего; К_н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К_н = 3.

6. Руководствуясь НПБ-105 - 2003 “Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности”, определить категорию помещения.

Литература: [57, 59-60, 131-132, 160, 176, 186].

Задача № 12

Рассчитать потребное число баллонов с диоксидом углерода (СО₂) и внутренний диаметр магистрального трубопровода установки пожаротушения по методике, изложенной в СНиП 2.04.09-84 [185]. Пожарная автоматика зданий и сооружений.

Исходные данные: горючий материал – керосин; размеры защищаемого помещения  (ширина, длина и высота помещения), м; суммарная площадь постоянно открытых проёмов А₂, м; длина магистрального трубопровода по проекту l₁, м.

Таблица 14 – Исходные данные для решения задачи 12

Указания к решению задачи

1. Определить объём помещения V , м³:

V = a ^.b ^.h.                                           (36)                      

2. Определить основной запас диоксида углерода m, м³:

m = 1.1 ^. k₂ ^. [ k₃ ^.(A₁+ 30A₂) + 0.7V],             (37)                     

где k₂ - коэффициент, учитывающий вид горючего вещества, материала, определяемый по табл. 1 СНиП 2.04.09-84, для керосина k₂=1; k₃ - коэффициент, учитывающий утечку диоксида углерода через неплотности в ограждающих конструкциях, принимается равным 0,2 кг/ м²; A₂ определяется по рис. 1 СНиП [185] в зависимости от объёма защищаемого помещения. Для заданных объёмов помещения А₂ определены и приведены в табл. 16 [185]: A₁ – суммарная площадь ограждающих конструкций защищаемого помещения (м²), определяемая по формуле

А₁ = 2 ^.h ^. (a+b) + (a ^.b).                     (38)                     

3. Определить расчётное число баллонов для установки из расчёта вместимости в 40-литровый баллон 25 кг диоксида углерода.

4. Определить средний расход диоксида углерода Q_m кг/с по формуле Q_m=m/t, где t - время подачи диоксида углерода в защищаемом помещении, с, зависящее от соотношения суммарной площади открытых проёмов и принимается: при A₂ / A₁ < 0,03 не более 120с и при A₂ / A₁ > 0,03 не более 60с.

5. Определить внутренний диаметр магистрального трубопровода di, м, по формуле

d_i = 9.6 ^.10^-3(k₄ ^. Q_m ^. l₁ )^0.10,                 (39)                      

где k₄ - множитель, определяемый по табл. 2 приложения СНиП [185] в зависимости от среднего (за время подачи) давления в изотермической ёмкости. При хранении диоксида углерода в баллонах k₄ = 1,4.

Литература: [61-63, 160, 185].

Задача 13

 Провести следующие расчеты, связанные с безопасностью при эксплуатации со­судов, работающих под давлением. Задача состоит из трех заданий.

Задание 1. Компрессор подает воздух с давлением Р₂ кПа при начальном давле­нии сжимаемого воздуха Р₁ = 98 кПа и температуре Т₁ = 288° К. В компрессоре применяется компрессорное масло марки 12М с температурой вспышки не ниже 216° С.

Согласно Правилам устройства и безопасной эксплуатации воздушных компрес­соров и воздуховодов разница между температурой вспышки масла и температурой сжатого воздуха должна быть, не менее 75° С.                                                                                Определить температуру сжатого воздуха и сделать заключение о возможности эксплуатации компрессора без охлаж­дения.

Задание 2. Воздухосборник компрессора имеет объем V, м³, и рассчитан на дав­ление Р_2, кПа. Определить мощность взрыва этого воздухосборника, принимая вре­мя действия взрыва t =0,1 с. Численные значения V и Р₂ принять по таблице 15

Задание З. Произошел взрыв баллона с ацетиленом. Определить, при каком дав­лении произошел взрыв баллона, если: толщина стенки баллона S=4 мм; внутрен­ний диаметр баллона  = 200 мм; материал – сталь 20.

По действующим нормам предельное рабочее давление (Р) в баллоне должно быть 2942 кПа.

Таблица 15 – Исходные данные для решения задачи 13

Указания к решению задачи

Задание 1. Конечная температура сжатого воздуха определяется

по формуле:

                                 (40)

где  - абсолютная температура воздуха до сжатия,  - абсолютная температу­ра после сжатия, °К; m-показатель адиабаты (для воздуха m-1,41).

Полученный результат сопоставить с температурой вспышки компрессорного масла и сделать заключение о необходимости охлаждения компрессора.

Задание 2. Мощность взрыва воздухосборника определяется по формуле:

т,                                        (41)

где А - работа взрыва при адиабатическом расширении газа, которая находится по формуле:

                                 (42)

где  – конечное (атмосферное) давление воздуха. Па;

т – показатель адиабаты (для воздуха т = 1,41).

Задание 3. Давление, при котором произошел взрыв баллона, определяется из формулы 43:

                                       (43)

где Р– давление, кПа;

Ср – допустимое сопротивление стали на растяжение, Па;

f = 1 – коэффициент прочности для бесшовных труб;

С – прибавка на минусовые допуски стали, см.

Литература: [9, 128-132, 181].

Задача 14

На кислородном баллоне редуктор прямого действия отрегулирован на давле­ние 0,5 МПа. За время работы давление в баллоне снижается с 15 до 2,5 МПа.

Определить необходимость дополнительной регулировки редуктора, если дав­ление кислорода, подаваемого в горелку, будет менее 0,4 МПа. Необходимо учесть что давление менее 0,4 МПа недопустимо из-за возможности обратного удара.

Исходные данные:

а) Площадь сечения клапана редуктора:                    f₁ = 0,4 см²

б) Рабочая площадь мембраны:                              f₂ = 30 см²;

в) Усилие, создаваемое нажимной пружиной:          = 1000 Н;

г) Усилие, создаваемое возвратной (запорной) пружиной:  = 100 Н;

д) Усилие пружины считать постоянным.

Указания к решению задачи

1. Рабочее давление газа в магистрали определяется из уравнения равновесия давлений для редуктора прямого действия

                                                               (44)

Принять  = 2,5 МПа, т.е. наименьшее давление в баллоне.

2. Если в результате расчета будет  < 0,4 МПа, то возможен обратный удар. Для предупреждения обратного удара необходима дополнительная регулировка ре­дуктора.

3. Определить остаточное давление, на которое следует провести дополнитель­ную регулировку редуктора. Это давление  определяется из того же уравнения равновесия при  = 0,4 МПа.

 Литература:[9, 128-132, 182].

Литература

1. Конституция Российской Федерации. – М: Экзамен, 2004.– 64 с.

2. Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан. // Ведомости Верховного Совета. 1993. № 35. – С. 2289 - 2324.

3. Федеральный закон об основах охраны труда в Российской Федерации (№ 181-ФЗ от 17 июня 1999).

4. Об охране окружающей природной среды // Ведомости съезда народных депутатов РСФСР и Верховного Совета РСФСР. 1992. № 10.– С. 592 - 630.

5. Федеральный закон “О пожарной безопасности” от 10 января 2003 г.– – М: Ось-89, 2003.