авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«ИЗ ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ Малыхин, Виктор Александрович Улучшение условий и охраны труда работников ...»

-- [ Страница 2 ] --

С увеличением температуры среды возрастает не только уровень испарения, но и терморегуляторная эффективность этой реакции.

У птиц в сосудистой терморегуляции участвуют специализированные неоперенные участки тела. Известно, что голые, богато васкуляризованные «украшения» на голове куриных птиц имеют температуру более низкую и изменчивую, чем температура тела. Предполагают, что это область сосудистой терморегуляции.

Специфическая функция регуляции теплоотдачи присуща и лишенным оперения лапам птиц. Изменение просвета артериальными и венозных сосудов.

тесно соприкасающихся друг с другом, эффективно увеличивает теплоотдачу при перегреве (особенно связанном с мускульной работой) и не менее эффективно консервирует тепло в организме при холодах. У уток, например, с помощью артериовенозных теплообменников в лапах потеря тепла уменьшается на 14-30%.

Все формы активной терморегуляции контролируются на уровне центральной нервной системы. Установлено [173], что информация о тепловом состоянии организма концентрируется в спинном мозгу и в гипоталамическои части головного мозга.

Теплоотдача организма птицы зависит не только от температуры воздуха и его влажности, но в значительной степени и от скорости его движения.

Птица чутко реагирует на движение воздуха и не выносит сквозняков, которые часто служат причиной простудных заболеваний.

Скорость и направление движения воздуха определяются конструкцией вентиляционных систем, открыванием окон, ворот. Часто сквозняки возникают из-за щелей в окнах, стенах и потолках. В животноводческих и птицеводческих помещениях скорость движения воздуха в зоне нахождения животных и птицы должна быть зимой 0,1-0,2, летом - 0,5-1,5 м/с. С повышением уровня механизации, электрификации производственных процессов в животноводческих и птицеводческих помещениях значительно увеличилась интенсивность (сила) шума от работы технологического оборудования, тепловентиляционных установок, транспортных средств для уборки навоза и подвоза кормов. Производственный шум выше допустимых норм отрицательно влияет на животных и птицу, а также на обслуживающий персонал. Так, если акустический фон громкостью 70 ДБ и частотой 0,5-2 кГц благотворно действует на птицу, повышая ее продуктивность, то акустический раздражитель громкостью 90 дБ и частотой 2-5 кГц нарушает нормальное течение физиологических процессов в ее организме.

В закрытых животноводческих и птицеводческих помещениях газовый состав воздуха зависит от качества строительных материалов, их санитарного состояния, конструкции тепловентиляционного оборудования, характера производственных и технологических процессов, плотности размещения животных и птицы, способов уборки и удаления навоза, уровня воздухообмена и количества выделяемых животными газов в результате жизнедеятельности своего организма. Газовый состав воздуха производственных помещений значительно отличается от атмосферного. В нем почти в 100 раз больше диоксида углерода и примерно на 25% меньше кислорода. Длительное пребывание животных и птиц в помещениях с повышенным содержанием диоксида углерода, аммиака, сероводорода оказывает токсическое действие на их организм, в результате чего снижаются продуктивность, устойчивость к заболеваниям.

Особое значение имеет химический состав воздуха на птицеводческих фермах. Птица отличается от других видов животных более интенсивным обменом веществ. Так, в расчете на 1 кг массы цыплята выделяют СОг, теплоты и поглощают кислорода примерно в 5-6 раз больше, чем крупный рогатый скот.

Количество диоксида углерода, выделяемого животными, зависит от их вида, возраста, продуктивности и уровня кормления. Повышенное содержание СОг в воздухе помещений отрицательно влияет на физиологическое состояние организма: замедляются окислительные процессы, повышается кислотность тканей, уменьшается щелочной резерв крови и возникает деминерализация костной ткани;

нарушается терморегуляция. Если содержание СОг в воздухе превышает 1% из-за неудовлетворительной работы вентиляции, то при длительном воздействии это может привести к хроническим отравлениям животных. У сельскохозяйственных животных повышенная концентрация (0, %) диоксида углерода вызывает возбуждение дыхательного центра, в результате чего дыхание становится частым и поверхностным. У птиц, наоборот, дыхание замедляется и может совсем прекратиться [36].

Кроме того, при разложении помета в воздухе накапливается большое количество вредно действующих газов. Объясняется это тем, что в птичьем помете находится 20-25% различных недоиспользованных веществ, в том числе И белки, содержащие серу. Под действием микрофлоры, тепла и влаги помет разлагается, образуя аммиак, сероводород. Особенно высока концентрация аммиака в помещениях, где птица содержится на глубокой подстилке, а также при длительном хранение помета а птичнике (в течение года).

Концентрация аммиака в воздухе рабочей зоны в корпусах для молодняка птицы в первые 10 дней колеблется в пределах 1,0-17,0 ит/м^ в холодный и 1,6 11,5 мг/м^ в теплый периоды года, в цехах родительского и промышленного стада при клеточном содержании кур-0,8-11,0 мг/м^ в холодный и 1,0- 14, мг/м^ в теплый периоды года, при напольном содержании кур -1,2-20,3 мг/м^ в холодный и 5,6-36,8 мг/м^ в теплый периоды года.

Повышенное содержание аммиака в воздухе животноводческих помещений оказывает вредное действие и на обслуживающий персонал.

Своевременное удаление навоза и жижи, исправная работа вентиляционной системы сводят содержание аммиака в воздухе к минимуму.

Допустима концентрация аммиака в воздухе и птицеводческих помещений для птицы составляет 0,015 мг/л.

Отрицательное воздействие на организм человека и птицы оказывает сероводород, который образуется в результате гниения белковых веществ, содержащих серу [101].

Это очень токсичный газ, он всасывается в кровь через легкие и слизистые оболочки дыхательных путей. Концентрация в воздухе свыще 0, мг/л опасна для здоровья животных и людей. Повышенное содержание сероводорода в воздухе способствует затормаживанию окислительных процессов в организме, может вызвать воспаление и отек легких, служит одной из причин кислородного голодания животных и птицы. Отрицательно действует сероводород и на нервную систему. Продолжительное вдыхание повышенной концентрации сероводорода может привести к хроническому отравлению животных. Максимально допустимое содержание сероводорода в воздухе животноводческих помешений: для птицы - 0,005 мг/л.

Вытяжные вентиляционные установки должны, прежде всего, обеспечивать вытяжку нижних слоев воздуха из птичника, а приточные вентиляционные установки осуществлять приток воздуха сверху.

Отрицательные последствия пылевой загрязненности очевидны, однако, в кормах технологического проектирования животноводческих и птицеводческих предприятий до сих пор нет ограничений и указаний по борьбе с пылью в производственных помещениях.

Концентрация пыли в воздухе птичников колеблется в очень широких пределах и составляет: в корпусах молодняка - 5,0-15,5 мг/м^ в первые 10 дней и 12,6-44,0 мг/м^ - на 60-70-й день, в помещениях для родительского и промышленного стада при содержании на глубокой подстилке-11,5- 84,5 мг/м'', при клеточном содержании птицы- 3,0-48,3 мг/м^ Наибольшее количество пыли обнаруживается в зоне дыхания работающих при раздаче сухих кормов, выбраковке и отлове птицы, уборке помещений (ПДК пыли - 4мг/м'')[144]. В инкубаторных цехах количество пыли в зоне дыхания работающих повышается от 6,0 до 49 мг/м'' во время выборки цыплят из выводных шкафов и при предварительной их сортировке.

Наибольшая запыленность наблюдается на участках смешивания премиксов с кормами и в отделениях хранения комбикормов (до 150-400 мг/м^) во время работы оборудования [152].

В птицеводческих цехах и птичниках с различными технологией содержания и оборудованием эти факторы также различны. Согласно данным [96] в цехах с клеточным содержанием кур концентрация газов меньше, чем в широкогабаритных птичниках. Концентрация пыли в инкубационных цехах увеличивается до 60 мг на 1 м''.

Высокая механическая загрязненность воздуха, кроме того, уменьшает эксплуатационные возможности технологического оборудования. Работа вентиляционно-отопительного оборудования в результате оседания пыли нарушается, так как из-за уменьшения проходного сечения приточных решеток, выхлопных жалюзи вентиляторов, калориферов и налипания пыли на лопатки вентиляторов воздухообмен резко сокращается. Кроме того, пыль оседает на окнах, уменьшая освещенность помещений. На стенах, под действием влаги и теплоты, она вызывает размножение и рост плесневых грибков и микроорганизмов. Из-за развитой поверхности пыль является пожаро- и взрывоопасной. Так, производительность калориферов и утилизаторов тепла снижается на 40-60 %, вентиляторов - на 18-20%.

Для создания оптимальных зоогигиенических условии, гарантирующих высокую продуктивность животных и птицы и высокое качество продукции при минимальных затратах кормов и энергоресурсов, разработаны и действуют нормативы температурно-влажностного режима для различных возрастных и производственных групп животных и птицы, которые в силу определенных обстоятельств, не во всех организациях животноводства и птицеводства выполняются.

1.3 Характеристика психофизиологических факторов производствеииой среды в итицеводстве.

Труд с психофизиологической точки зрения представляет особую форму высшей интефативной деятельности человека, переплетение простейших механических двигательных актов со сложнейшими процессами в головном мозге, эмоциональными переживаниями, многообразными биохимическими и другими процессами, протекающими в организме.

Человек испытывает нагрузку на мелкие мышечные группы и его работа связана с нервным напряжением, величина расходуемой им энергии тем более не может служить единственным и достаточным критерием оценки тяжести труда.

Рассматривая понятия "тяжелые", "опасные", "вредные" для здоровья работы отличаются друг от друга не степенью неблагоприятного воздействия агентов внешней среды на организм и здоровье человека, а характером его.

Результаты этого воздействия ничем принципиально не отличаются друг от друга. Например, как "вредные", так и "опасные" работы приводят к отравлению организма или травмам. Разница состоит лишь в том, что в одном случае они вызовут хроническое профессиональное заболевание, в другом приведут к тяжелой травме. Однако и те и другие работы могут стать причиной инвалидности и преждевременного прекращения человеком производственной деятельности.

Деление работ на "тяжелые" и "вредные" для здоровья, "опасные" довольно условно, так как практически все виды трудовой деятельности характеризуются как физической так нервно-психической нагрузкой.

В соответствии с гигиенической классификацией труда (Р.2.2.013-94) условия труда подразделяются на четыре класса: 1-оптимальные;

2 допустимые;

3-вредные;

4-опасные (экстремальные).

Оптимальные условия труда обеспечивают максимальную производительность труда и минимальную напряженность организма человека.

Оптимальные нормативы установлены для параметров микроклимата и факторов трудового процесса. Для других факторов условно применяют такие условия труда, при которых уровню неблагоприятных факторов не превышают принятых в качестве безопасный для населения (в пределах фона).

Допустимые условия труда характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиеническими нормативами для рабочих мест. Изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены, они же должны оказывать неблагоприятное воздействие в ближайшем и отдаленном периоде на здоровье работающего и его потомства. Оптимальный и допустимый классы соответствуют безопасным условиям труда.

Вредные условия труда характеризуются уровнями вредных производственных факторов, превышающими гигиенические нормативы и оказывающими неблагоприятное воздействие на организм работающего и его потомство.

Экстремальные условия труда характеризуются такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течении рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск возникновения тяжелых форм острых профессиональных поражений.

В зависимости от характера труда работниками птицеводческих хозяйств в процессе выполнения работы имеет место выделения людьми влаги [40], которая характеризуется следующими данными (табл. 1.10) и определяется как (1.4) = ng, где п - число людей в помещении;

g - выделяемая человеком влага, г/ч.

Значительное количество влаги поступает во многие производственные помещения птичников в результате выделения птицами и с открытых поверхностей, находящихся в помещениях.

Таблица 1.10 - Количество влаги q, г/ч, выделяемое человеком ' tB, 'С Характер работы 20 25 30 185 240 300. Тяжелая 110 140 185 230 Средней тяжести 55 75 115 150 Легкая 40 45 50 80 Состояние покоя Количество влаги G, испаряющееся с открытых поверхностей воды при обычных барометрическом давлении, составляет:

(1.5) „-Р,У, где а - фактор гравитационной подвижности окружающего воздуха (табл. 1.11);

V - скорость этой подвижности, м/с;

Р"в.п И Ре - давление насыщающих водяных паров при температуре воды и воздуха помещения, мм рт.ст.;

F - площадь зеркала испарения, м.

Таблица 1.11 - Фактор подвижности а Температура 50 40 70 80 до воды, °С а 0,022 0,033 0, 0,028 0,041 0,046 0, Количество газа или пара, выделяющееся через неплотности оборудования и трубопроводов:

(1.6) G = ka'V^,^f^, где V- внутренний объем оборудования или трубы, содержащих газ, м^;

/X - молекулярная масса;

Г - абсолютная температура газа, °К;

А:- коэффициент (1,1-1,2), характеризующий износ оборудования;

а' - коэффициент, зависящий от давления газа или пара (табл. 1.12).

Таблица 1.12 -Значение коэффициента а' 2 5 до Давление, ата 0, а' 0,12 0,176 0, 0, Характер и объем трудовых операций по уходу за отдельными видами и группами птицы значительно отличаются в зависимости от организации труда.

Работа в инкубаторе отличается определенной цикличностью, четкой регламентацией трудовых процессов для дневных и ночных смен. Операторы инкубаторов 80-85% рабочего времени заняты физическим трудом, связанным с нервно-эмоциональным напряжением. Оператор-птицевод по определению пола цыплят сортируют за смену в среднем 4,0-5,5 тыс. птиц, при этом 80% времени приходится на операции, связанные с напряжением зрительного анализатора и нервно-эмоциональным напряжением.

Для работы в цехах выращивания молодняка характерен значительный объем физического труда, особенно в первые 10-15 дней, когда молодняк обслуживают вручную [112].

В цехах убоя и переработки птицы основные производственные операции на конвейере выполняются вручную и положении стоя или сидя в неудобной рабочей позе с частыми наклонами туловища вперед. Темп работы быстрый - за смену перерабатывают до 24 тыс. птиц. Плотность рабочего времени на всех операциях достигает 85-90% [44].

У операторов-птицеводов, работающих в условиях выращивания и содержания птичниках, состояние работников находятся в зависимости от степени физической нагрузки и факторов производственной среды.

Известно [112], что у операторов-птицеводов при напольном содержании птицы, а также у работников кормоцеха в конце рабочего дня частота сердечных сокращений может повышаться на 20 уд/мин, при раздаче кормов, сборе яиц и других аналогичных работах- на 15 уд/мин. Диагностическое давление давало незначительные колебания, а у рабочих кормоцеха отмечалось его повышение. У операторов-птицеводов, работающих в одноярусных механизированных птичниках, а также с механизированной раздачей кормов, изменения гемодинамики были менее выражены.

У операторов- птицеводов, обслуживающих цехи выращивания птицы, труд которых связан с физической нагрузкой при повышенной температуре, частота пульса повышалась на 20 уд/мин. В конце рабочего дня у работников было обнаружено понижение кровяного давления. При выполнении физической нагрузки в конце рабочего дня у работников отмечалось учащение сердечного ритма и появление «медленных» волн.

Наблюдаемые изменения высшей нервной деятельности (увеличение времени зрительно-моторной реакции, снижение функции памяти и внимания, а также снижение мышечной силы и статической выносливости) свидетельствуют о наступлении утомления к концу рабочего дня.

У операторов инкубаторов и сортировщиц цыплят к концу рабочего дня отмечено достоверное изменение со стороны ряда показателей высшей нервной деятельности и эндокринных сдвигов, что свидетельствует об утомлении.

На основании вышеизложенного (динамики изменений физиологических функций и анализа характера трудового процесса), труд рабочих основных профессий птицеводческих комплексов относят к умеренно-напряженному, средней тяжести П-б, а по вредности к IV классу [32].

При разработке режимов труда и отдыха в птицеводческих хозяйствах нормативов времени на отдых и личные надобности работников используются и межотраслевые рекомендации по разработке рациональных режимов труда и отдыха. Форма и рациональное распределение отдыха в течении рабочего времени устанавливается с учетом тяжести и напряженности труда, условий производственной среды (табл. 1.13).

Отдых может быть пассивным или активным. Пассивным отдыхом целесообразно пользоваться при тяжелых физических работах, сопряженных с постоянными переходами или выполняемых стоя, особенно в неблагоприятных условиях внешней среды. Такой отдых должен протекать в положении сидя или лежа. В отдельных случаях целесообразно выполнять специальные гимнастические упражнения, расслабляющие мышцы.

На работах, протекающих в благоприятных условиях труда, целесообразно применять активные формы отдыха. Чередование различных видов труда как одна из форм активного отдыха и борьбы с утомляемостью необходимо на работах, сопряженных с выполнением однообразных и монотонных операций. При этом основное условие ликвидации монотонности обеспечение разнообразия в работе.

Перерыв на обед предназначен для приема пищи и отдыха с целью снятия утомления, возникающего после работы в первой половине смены. Обеденный перерыв наиболее целесообразно предоставлять в середине рабочего дня или с отклонением от нее в пределах 1 ч. Длительность перерыва должна быть от до 60 мин в зависимости от тяжести труда и организационных возможностей предприятия обеспечить условия для приема пищи и отдыха рабочих.

При определении длительности перерыва на обед следует исходить из затрат времени на: проведение гигиенических процедур - 5-10 мин;

передвижение в столовую и обратно - 5-10 мин;

получение и прием пищи - 20 30 мин;

послеобеденный отдых - 10-20 мин.

При разработке режимов труда надо иметь в виду, что птица не требует, чтобы уход за ней с участием работника осуществлялся более 7-8 ч в сутки.

За это время можно полностью обеспечить птицу всем необходимым для поддержания ее жизнедеятельности и соответствующей продуктивности.

Таблица 1.13 - Режимы труда и отдыха нри работе разной тяжести и напряженности в неблагонриятных условиях внешней среды Суммарное время на Продолжительность Характер Условия внешней отдых, % к Форма и содержание и распределение работы среды длительности отдыха перерывов на отдых рабочей смены Неблагоприятные (загрязненность 5-минутная вводная воздуха, гимнастика. Отдых в Работа с вибрация, шум, первую половину небольшими температура, рабочего дня Перерывы на физическими влажность, пассивный, во вторую мин через каждые усилиями или тепловые и - активный (с 1,5-2 ч работы нервиым другие излучения физкультпаузой)в наиряжением и т.д., специально превышаюшие отведенном санитарные помешении нормы) 5-минутная вводная гимнастика. Отдых в Перерывы на Работа спокойном состоянии мин через каждые Тоже физическая в 1-1,5 ч работы средней тяжести специальноотведенном помешении -минутная вводная Работа с гимнастика. Отдых в большими Перерывы на спокойном состоянии физическими Тоже мин через каждые 30- в усилиями или в 30-40 мин работы специальноотведенном вынужденной помещении неудобной позе Работа с большими -минутная вводная нервными Перерывы на 10- гимнастика. Отдых в напряжением мин через каждые спокойном состоянии (высокие 50 мин работы с Тоже в ответственность, организацией специальноотведенном точность, теми подмена помешении работы, большая монотонность) В связи с этим рекомендуется односменный режим работы птичниц.

Применение двухсменной работы не вызывается производственной необходимостью и приводит к увеличению затрат труда.

Примерный график работы и отдыха оператора-птицевода предполагается следующий (табл. 1.14).

При обслуживании птицы по каждому трудовому процессу или операции, которые разрабатываются по материалам фотохронометражных наблюдений, проведенных непосредственно в хозяйстве (табл. 1.15).

Нормы обслуживания птицы по нормативам времени на 1000 голов рассчитывают по общепринятой формуле [152]:

Т —(т +Т +Т (1.7) н,, = р' ^ -—^т—^хюоо, где Ноб - норма обслуживания птицы одним работником за рабочий день (голов);

Трд - продолжительность рабочего дня (мин.);

Т„з- норматив подготовительно-заключительного времени, установленный на полную продолжительность рабочего дня (его устанавливают в пределах мин.);

Тот норматив времени на отдых исполнителя на полную продолжительность рабочего дня ( в пределах 15-20 мин);

Тд„ - норматив времени на обслуживание 1000 голов (мин.);

Тоб - норматив времени на обслуживание 1000 голов (мин.) получают суммированием нормативов времени каждой операции, выполняемой при обслуживании данной половозрастной группы птицы.

Обслуживающему персоналу птицеводческих хозяйств, особенно оператору-птицеводу, при уходе за поголовьем птицы приходится на протяжении длительного времени (до 6-8 ч.) находиться непосредственно в помещениях для содержания птицы, где, согласно зоотехническим требованиям, поддерживается микроклимат. Так, в цехах выращивания молодняка температура воздуха в местах нахождения птицы должна быть 35 26°С в первые 10 дней и 26-20°С в дальнейшем при температуре в зале 28-18°С, относительная влажность 55-70% и скорость движения воздуха не более 0,6 м/с.

Таким образом, в основных цехах птицефабрик отмечается отклонение параметров производственной среды от гигиенических норм и правил, что влияет на тяжесть и напряженность работы основных цехов птицефабрик.

Основной производственной вредностью является органическая пыль, вредное воздействие которой на организм птицы было рассмотрено выше, а также ряд отрицательных аспектов, связанных с запыленностью помещений.

Таблица 1.14-График работы и отдыха оператора-птицевода Время работы День недели за Исполнители неделю Чел. В П С Ч П В С Чел,- ч смен Р Р Р Р В В Р 5 Оператор птицевод осповпой В Р Р Р Р Р В 5 Оператор птицевод основной Р В В Р Р Р 4 Оператор- Р птицевод подменный 2 2 2 2 2 2 2 Работает человек в смену Таблица 1.15-Нормативы времеии обслуживаиия птицы Работа Нормативы времени (мин. на 1000 голов) Для оператора-птицевода 0, Поение птицы 4, Осмотр и выбраковка птицы 2, Уборка рабочего места Разовые работы 1, 7, Итого Для оператора-слесаря 0, Кормление птицы и удаление помета 2, Техническое обслуживание оборудования 0, Уборка рабочего места 3, Итого Норма обслуживания (тыс. голов):

Для оператора-птицевода 58, Для оператора-слесаря 118, 1.4 Выводы.

1. Обзор научно-технических публикаций показал, что в промышленном птицеводстве основными причинами заболеваний обслуживаюш;

его персонала являются болезни органов дыхания из-за высокого уровня запыленности пылью смешанного характера производственных помещений и неудовлетворительными микроклиматическими условиями труда.

2. Самой опасной пылью является мелкодисперсная пыль (менее 5 мкм), большая часть пыли является мелкодисперсной (66-79% до 5 мкм).

Часто профессиональная заболеваемость вообще не выявляется, либо диагностируются только выраженные их формы, нередко приводящие к инвалидности.

3. Имеется ещё несколько отрицательных аспектов, связанных с запыленностью помещений:

- нарущается работа вентиляционно-отопительного оборудования;

- уменьшается освещенность помещений, что негативно влияет на здоровье и продуктивность птицы;

- происходит размножение и рост плесневых грибков и микроорганизмов, что вызывает заболевания человека и птицы;

- высокий уровень запылённости является причиной различных заболеваний птицы, что приводит к снижению продуктивности поголовья;

- из-за развитой поверхности пыль является пожаро- и взрывоопасной.

4. Отрицательные последствия пылевой загрязнённости очевидны, однако, в нормах технологического проектирования птицеводческих предприятий нет ограничений и указаний по борьбе с пылью в производственных помещениях.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПУТЕЙ УЛУЧШЕНИЯ УСЛОВИЙ ТРУДА РАБОТНИКОВ НТИЦЕВОДСТВА.

2.1 Теоретическое обоснование методики аиализа и ирогиозироваиия травматизма и его профилактики в итицеводстве.

Опасность работника включает степень его незащищенности при наличии источника опасности.

Тяжелый физический труд сопровождается повышенной вентиляцией легких и усилением скорости кровотока, что приводит к увеличению количества загрязненного воздуха, поступающего в организм. Кроме того, интенсивная физическая нагрузка может приводить к истощению механизмов адаптации с последующим развитием профессионально обусловленных заболеваний.

Рассматривая травмоопасную ситуацию как совокупность производственных факторов, которые могут привести к травме, будем считать, что на каждого работающего в сельскохозяйственной организации действует поток травмоопасных ситуаций с интенсивностью X, который будем считать простейшим. Так как при сложении простейших потоков их интенсивности складываются и суммарный поток будет снова простейшим, то разделим потоки травмоопасных ситуаций на две группы:

- травмоопасные ситуации (каждая из них приводит к травме) с интенсивностью а;

- травмоопасные ситуации ( травма происходит тогда, когда повторение ситуации происходит до возникновении реакции работающего на первую травмоопасную ситуацию), интенсивность таких травмоопасных ситуаций р.

Таким образом, (2.1) Я = а + ]3.

Вероятность травмы за счет травмоопасных ситуаций первого типа P^pi за время t будет:

(2.2) Prp,=a-t.

К] - число травм в подразделении с числом работающих R (в тысячах), тогда математическое ожидание: (-/^i) = 1 OOOiJo: • t.

Если коэффициент частоты при числе травм К есть:

(2.3) К=\^ то коэффициент частоты травм, возникающих за счет тяжелых травмоопасных ситуаций, примет вид:

(А",,) = 1000а-?. (2.4) В случае, если дисперсия числа травм Дк и математическое ожидание равны Дк = {к), то (2.5) ^ ^{) И тогда, ^ / „ ч lOOOa-?,^^, Д(^ч1) = — ^. (2.6) Рассмотрим происходящие травмы за счет повторения травмоопасной ситуации до возникновения реакции работающего на первую травмоопасную ситуацию. Пусть Т - интервал времени между двумя травмоопасными ситуациями второго типа, а т - время реакции работающего на травмоопасную ситуацию. Пусть f(t) - плотность распределения и F(t) - функция распределения случайной величины Т, а 9(t) - плотность распределения и O(t) - функция распределения случайной величины т.

Пайдем вероятность травмы второго типа как вероятность события Тт (на каждую пару травмоопасных t ситуаций):

(2.7) о о• о Но для простейщего потока травмоопасных ситуаций:

(2.8) и (2.9) о Так как плотность распределения времени реакции 9(t) не равна нулю на малом интервале времени, то разложим функцию 1-е"^' в степенной ряд:

1-е-^'=Д-0,5(Д)Ч... (2.10) Отсюда:

00 О О то есть j 7^ (2.12) Но (2.12) малая величина и, пренебрегая ее квадратом, получим что (Т") = I / Р:

(2.13) Полученная формула имеет простую статистическую интерпретацию, действительно:

вероятность за счет травмоопасных ситуаций второго типа равна вероятности попадания повторной ситуации на интервал длиной в среднее значение времени реакции работающего на предыдущую травму.

Рассмотрим теперь вероятность травм за время t. Травма за счет травмоопасных ситуаций второго типа происходит не всегда и только тогда, когда на интервале времени длиной t реализуется более чем одна травмоопасная ситуация. Поэтому воспользуемся формулой полной вероятности. Вероятности этих гипотез находятся по распределению закона Пуассона:

Р[Н^) = [ptf /(ЮУ^'. (2.15) А - событие, состоящее в том, что в интервале происходит травма, тогда (2.16) -j3tf~^ x{k-\)/3t.

По формуле полной вероятности:

но (2.18) Тогда имеем:

Р^ = Рт,е-Р' W^ -1)- (/' -1 - Д)], (2.20) или (2-21),...

Вероятность травмирования одного работающего определяется формулой (2.20). Число травм К на одного работающего будет иметь распределение ?(К=1)=?гр, ?(K=O)=\-?jp. Отсюда (^)=Ртр2 и Далее общее число травм будет TJ" л. TJ" л. л. V fO 0'1\ гл Л — Л | -Г ^ 2 "*• • • "f" ^П • \i'.^^) • Отсюда при несовместимости и независимости случайных величин в сумме, Дк=1000К, так, здесь дисперсия и Д(К)=(А;

'). И математическое ожидание числа травм за счет повторения травмоопасных ситуаций до наступления реакции на предыдущую травму у работающих оказывается равными:

(2.23) t где (2.24) -l + e~'').

Следует отметить, что при больших функциях (2.24) принимает вид:

(2.25) у/(х)^х^, х»1.

Оценим интенсивность Р травмоопасных ситуаций второго типа по оценки величины (iif^2) = 10 и времени реакции порядка 10 с. Пусть t = 1 год, что составляет при 8 часовом рабочем дне и двух выходных порядка 2500 часов или 9-10^ с.Таким образом, при (/С^з)^!^ (порядка 10) имеем значение порядка Учитывая (2.25), получим pt = 100.

И так интенсивность травмоопасных ситуаций, вызывающих травму за счет повторения до возникновения реакции работающего порядка травмоопасных ситуаций на одного работающего в год.

Далее учитывая для реальных ситуаций уравнение (2.25), получим исходя из (2.20):

РтР2={т,р\р{);

{/^,) = 1000(т,/?ХД). (2.26) Таким образом, математическое ожидание коэффициента частоты оказывается пропорциональным периоду времени, за которое рассматривается этот коэффициент (например, год), т.е.

К^ = /Г„ + К^2 = 1000(« + W,/?')/. (2.27) Исходя из (2.27), следует отметить, что снижение времени реакции работающего на травмоопасную ситуацию приводит к снижению коэффициента частоты травматизма, так же как и снижение интенсивности травмоопасных ситуаций обоих видов. Это вполне согласуется с общим направлением работы по охране труда - повышением уровня знаний и тренированности работающих в условиях травмоопасных ситуаций и снижением возможностей для образования этих ситуаций [68,160].

Как известно [67, 171], прогнозирование травматизма в системе управления охраной труда является первым этапом.

Для выявления уровня травматизма и эффективного влияния на него необходимо выбрать необходимые показатели. В дополнение к известным коэффициентам частоты К^ и тяжести Кт предполагаются уточненные выражения для коэффициента тяжести, коэффициента смертности.

Аналитически указанные коэффициенты выражаются следующим образом:

(2.28) см (2.29) К,-К„;

Т •10'' (2.30) -^^', где Т - общее число травм;

Тем - число травм со смертельным исходом;

Д- число дней нетрудоспособности из-за травм на производстве;

Р- среднесписочное число работающих с учетом привлеченных;

Ф- годовой фонд рабочего времени;

Ттр - время, потерянное из-за травм на производстве;

Кп - коэффициент потерь от травматизма;

Кп.тр - коэффициент потерь живого труда;

Кч = 10^Т/Р - коэффициент частоты травматизма [100].

Ттр определяется следующим образом:

(2.32) ^Щ-п^^C.^t^Y = Д^t^r\T,^^TJ, где t = Ф/Р - средний годовой фонд рабочего времени, отработанный на производстве одним среднесписочным работником;

Тин - число травм с инвалидным исходом (1 и 2 группы);

у- среднее количество лет, недоработанных пострадавшим до пенсионного возраста, определяется следующим образом:

(2.33) )1, В которой П - пенсионный возраст;

Кь Кг,..., Кп - число лет, недоработанных до пенсионного возраста первым, вторым и т.д. пострадавшим;

П„ - число несчастных случаев со смертельным и инвалидным исходом.

Предложенные коэффициенты Кп.тр и Кем внедрены в практику сельскохозяйственного производства.

Анализ динамики травматизма в сельском хозяйстве России показал, что с погрешностью до 5-7% можно считать, что он меняется линейно. Это дает право использовать для оперативного анализа и краткосрочного (до 4-5 лет) прогноза метод линейной регрессии. Учитывая изложенное, запишем в общем виде соотношение между величинами, характеризующими показатели травматизма (отвлекаясь от его вида).

В результате наблюдений за параметрами травматизма У в различные годы Г, обозначая Х=Г-Г„ (где Г„ - начальный год отсчета), получим параметрическую выборку объема и = (л:,;

У,), где Xj - натуральный ряд чисел, начинающийся с числа Х1=Г1-Г„.

В соответствии с моделью линейной регрессии полагаем:

У,=ах,+АУ,. (2.34) Причем параметры регрессии а и б находятся из условия:

Если считать АУ1 реализациями случайной величины АУ, то условие метода наименьших квадратов превратится в следующие два условия для случайной величины АУ:

Д(АУ) = тш, М ( А У ) = О. (2.35) Будем теперь считать X и у\ реализациями случайных величин X и У;

j тогда основное уравнение линейной регрессии (2.34) примет вид:

' (2.36) Обработка (2.36) при помощи условий (2.35) приводит к следующим известным формулам для параметров «а» и «в» регрессии и среднего квадратичного отклонения:

fДх ^ (2.37) (2.38) (2.39) -7д,, где К^ = M[(X -f^xiy'^y)!' момент корреляции;

дисперсии случайных величин X, У.

Д^ = М^х -тУ\ Ду=М^-ту)\ Значения тх, Шу, Дх, Ду, Кху находятся как обычно по выборке xi, yi случайных величин X и У в виде оценок:

1 « in — \ •I/' — "^ Легко видеть, что формулы для определения параметров регрессии те же, что и в случае применения метода наименьщих квадратов. Однако представление (2.36) дает возможность определить поле рассеяния параметров травматизма У как в анализируемые годы, так и в случае линейного прогноза.

Если для этой цели принять, что АУ имеет нормальное распределение (что близко к действительности), то с вероятностью 0,99 все реализации АУ] лежат в интервале ±8, где ^ = 2,58оАУ. (2.41) Таким образом, для любой реализации параметра травматизма с вероятностью 0,99 справедливо:

или У,. =зх,.+б±.

-(У(-С1х-в)е (2.42) На основе изложенного возможен анализ и прогноз травматизма и путей его профилактики. В соответствии с этим получены уравнения регрессии для краткосрочного (4-5) лет прогноза уровня травматизма в сельскохозяйственном производстве Российской Федерации ряда регионов по отраслям производства, причинным соответствиям и разработаны пути профилактики.

Уравнение регрессии для динамики показателей К^, К^, Кем по сельскохозяйственному производству России (при доверительной вероятности Р=0,7) имеют следующий вид:

Кч=-0,432Т+18,06±0,172;

Кт=0,378Т+17,45±0,36;

Ксм=-0,035Т+1,0±0,038. (2.43) Данные динамики Кц, Кт, Кем (прогнозируемые и фактические по сельскохозяйственному производству) России приведены в таблице 2.1.

Сопоставление их показателей показывает вполне применимое совпадение расчетных и фактических значений.

Таблица 2.1 -Динамика показателей К^, Кт, Кс„ по сельскохозяйственному производству России (при Р=0,7) 2001 2002 2004 Годы 13,6 19,2 12,8 12, 13, Кчф 13,47 13,04 12,18 11, 12, Кч(±е) 13,3 12,87 11, 12, 12, Кч, МИН 13,65 13,21 11, 12, 12, Кц, макс 22,3 21,0 21, 21, 21, Ктф 21,99 23,13 23, 22,37 22, Кт(±Е) 21,63 22,77 23, 22,01 22, Кт, мин 23, 22,35 23, 23, 22, Кт, макс 1,47 1, 1,56 1, 1, Ксмф 1,481 1, 1,446 1, 1, Кем(±) 1,499 1, 1,414 1, 1, Кем, МИН 1,513 1, 1,478 1, 1, Кем, макс Примечание: здесь индексы «ф», «мин», «макс» при показателях травматизма указывают на их фактическое, минимальное и максимальное значение.

Сравнение прогнозируемых значений Кц, Кт, Кем с фактическими за указанный период подтвердило их приемлемую для практики совпадаемость (расхождение не превышало ±6,5%). Это позволило использовать результаты прогноза для обоснования путей профилактики травматизма. Покажем это на примере причинного травматизма Орловской области. Если перечисленные выше десять причин травматизма объединить в группу инженерно технических (первых 4), организационных (5-8), субъективных и прочих (9-10), то уравнения регрессии для них примут вид:

У,.4=0,95Т+9,5;

У5.8=1,36Т+13,6;

У9.,о=2,31Т+76,96, где У - в % к общему травматизму по тем же пунктам за соответствующий год.

Для сельскохозяйственного производства Орловской области имеет место рост травматизма по 1% в год по первым двум группам и снижение его на 2% ежегодно по третьей группе причин. Практически аналогичным путем обоснованы пути профилактики травматизма по остальным регионам России.

Установлено, что первоочередными из них являются: инженерно-техническое обеспечение безопасности;

совершенствование организации охраны труда;

экономическая оценка ущерба от травматизма и эффективности трудоохранных мероприятий.

2.2 Современный подход к рассмотрению концепций риска В процессе трудовой деятельности человек постоянно находится под воздействием различных производственных факторов, которые при определенных обстоятельствах, т.е. при возникновении опасных (вредных) ситуаций, вызывают неблагоприятное воздействие на его организм, снижают производительность труда и уменьшают трудоспособность.

Опасная (вредная) ситуация, возникающая на рабочем месте, характеризуется множеством причинных факторов, в т.ч. опасным (вредным) условием и опасным действием.

При этом факторы, способные вызвать мгновенное (импульсное) отрицательное действие в случайные моменты времени, называются опасностями.

Факторы постепенно действующие на протяжении длительного периода времени, относятся к производственным вредностям (щум, вибрация, влажность, пыль, газы и др.).

Деление факторов производственной обстановки на опасности и вредности весьма условно, так как один и тот же фактор может проявить себя и как опасность, и как вредность. Например, пыль, вдыхаемая человеком, проявляет себя как вредность, а пыль, попавшая в глаз, как опасность. Поэтому при делении факторов на опасности и вредности в основном учитывается быстрота и случайность их отрицательного воздействия на организм.

Опасности, возникающие в производственной обстановке, называются производственными и применительно к условиям сельскохозяйственного производства делятся на следующие виды:

- технические - связанные с особенностями применяемых машин, оборудования, инструмента;

- технологические - связанные с особенностями технологии возделывания сельскохозяйственных культур, ухода за животными, птицей, обслуживание техники.

При современном уровне развития сельскохозяйственного производства неизбежно возникновение технических и технологических опасностей и вредностей. Однако совсем не обязательно их отрицательное действие на человека. Опасность или вредность может неблагоприятно воздействовать на человека только при возникновении опасных (вредных) условий.

Правильная организация труда позволяет полностью исключить неблагоприятное воздействие даже неизбежно возникающих производственных опасностей.

Степень опасности неправильного действия работника определяется не столько характером самого действия, сколько характером опасного условия, существующего на рабочем месте. Так, прикосновение к токоведущим частям электрооборудования низкого напряжения заканчивается, как правило, только испугом, а такое же прикосновение к высоковольтному оборудованию смертью. Поэтому степень опасности неправильных действий работника должна оцениваться с учетом конкретных производственных условий.

Возникновение опасной ситуации немаловажную роль играет и личный фактор, т.е. уровень профессионального мастерства работника, состояние его здоровья, физические и антропометрические данные, дисциплинированность и Др.

Опасная ситуация приводит к повреждениям организма человека (в целом или отдельных его органов), а вредная ситуация - к нарушению его нормального функционирования, т.е. заболеванию. Как в первом, так и во втором случае снижается нормальная трудоспособность человека - главное условие организации и ведения любого производственного процесса. Поэтому предупреждение опасных и вредных ситуаций на производстве должно быть основной целью работы по охране труда.

Полное исключение из производственной среды неблагоприятных факторов невозможно. Поэтому уже много лет разрабатывается, апробируется и внедряется принцип ограничения уровня действующих неблагоприятных факторов, т.е. принцип их гигиенического нормирования.

Разработанные и утвержденные ПДК и ПДУ - это те концентрации и уровни, при действии которых в течении всего трудового стажа гарантируется сохранение здоровья работающих. Исключением, может быть индивидуальная повышенная чувствительность работника к какому - либо неблагоприятному фактору.

Известно, что к настоящему времени клинико-гигиеническую апробацию, прошло не более 30 химических веществ (из более чем 2,5 тысяч, имеющих ПДК) [136]. Это обстоятельство, а также то, что только ограниченное число организаций соблюдает гигиенические регламенты, обусловливает возможность (риск) нарушения здоровья и развития профессиональных заболеваний.

Концепция «нулевого риска» наукой отвергнута и в мировой практике с конца 70-х годов взят ориентир на концепцию профессионального риска.

По определению ВОЗ, под профессиональным риском принимается систематическая концепция, отражающая ожидаемую частоту и тяжесть неблагоприятных реакций на данную экснозицию, т.е. профессиональный риск - это прогностическая вероятность частоты и тяжести неблагоприятных реакций на воздействие вредных факторов производственной среды и трудового процесса.

В настоящее время постановлением Правительства РФ от 01.12.2005 г.

JSr2713 утверждены Правила отнесения видов экономической деятельности к классу профессионального риска. Федеральным законом Я2179 от 22.12.2005 г.

установлена классификация видов экономической деятельности по классам профессионального риска. Все виды экономической деятельности дифференцированы.

С 1 января 2003 года на территории России установлены страховые тарифы по видам экономической деятельности, а не по группам отраслей.

В соответствии о Федеральным законом «О страховых/.тарифах на обязательное социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний на 2006 год» установлено. 32 класса профессионального риска в размерах от 0,2 % (I класс профессионального риска) до 8,5% (XXXII класс профессионального риска) [150].

Увеличение количества классов профессионального риска при неизменных размерах наименьшего и наибольшего классов обусловлено тем, что ОКВЭД содержит 1842 кода видов экономической деятельности, ОКОНХ содержал 755 кодов отраслей, что позволяет приблизить размеры страховых тарифов к адекватным затратам страхователей на страховое обеспечение работников, получивших трудовое увечье.

Класс профессионального риска определяется исходя из величины интегрального показателя профессионального риска, учитываюш;

его уровень производственного травматизма, профессиональной заболеваемости и расходов на обеспечение по страхованию.

Величина интегрального показателя профессионального риска определяется по формуле:

(2-44) где Ип - интегральный показатель профессионального риска, %;

IEBB - общая сумма расходов на обеспечение по страхованию по данному виду экономической деятельности, в истекшем календарном году;

ЕЕфот - размер фонда оплаты труда, на которых начислены страховые взносы на обязательное социальное страхование от несчастных случаев и профессиональных заболеваний в истекшем году.

Прогнозы о профессиональном риске строятся с помощью математических моделей, основанных на использовании вероятностных характеристик частоты неблагоприятных реакций, которые должны отражать влияние всего спектра воздействующих факторов. С этих позиций прогнозирование профессионального риска представляет собой чрезвычайно важную задачу. При анализе этих или иных отклонений в состоянии здоровья, как отдельных лиц, так и трудовых коллективов может быть использовано многочисленное множество показателей, каждый из которых можно рассматривать как критерий профессионального риска. Это могут быть неблагоприятные реакции как на уровне биохимических, иммунологических, функциональных изменений, так и на уровне клинически выраженных форм профессиональных и общих заболеваний. Любая нозологическая форма профессионального заболевания может быть взята в качестве критерия профессионального риска.

Для характеристики тяжести неблагоприятных последствий могут быть использованы показатели заболеваемости с временной утратой трудоспособности, инвалидности и смертности.

В идеальном варианте математические модели для расчета профессионального риска должны исключать три основные составляющие [76]:

- уровень фактора;

- длительность его воздействия;

- результативный признак, т.е. изучаемый показатель состояния здоровья трудового коллектива.

Расчет профессионального риска в настоящее время найден для тех факторов производственной среды, для которых установлена чёткая зависимость доза - время - эффект по специфическим клиническим критериям профессионального воздействия [106]. Это физические факторы: шум, вибрация, микроклимат, фиброгенно-опасные пыли. Но даже для данных факторов, определяя величины профессионального риска и соответственно, обосновывая меры защиты, можно говорить лишь о 95%, а иногда о 90% вероятности их исключения.

Оценивая риск заболевания пневмокониозами, ряд авторов [71, 106] показали, что для каждых конкретных условиях труда (концепция пыли, ее состав и другие показатели) может быть рассчитан «безопасный стаж» работы в условиях конкретной запыленности, при которых исключается риск заболевания с 95%-ной надежностью. На основе проведенных исследований была установлена прямая зависимость тяжести пневмоконионических изменений в легких от величины пылевой нагрузки и длительности нахождения пыли в легких [49].

Учитывать тяжесть последствий неблагоприятных условий труда на работающих можно как по уровню профессиональных и производственно обусловленных заболеваний, так и по таким показателям, как инвалидность, смертность, средняя продолжительность жизни, которые регистрируются действующей государственной статистикой или могут быть получены в результате целенаправленных исследований [76,106].

Основным критерием, количественно характеризующим меру воздействия вредных производственных факторов на смертность и среднюю продолжительность жизни работающих, является «относительный риск»

(отношение значений риска при наличии и отсутствии вредного воздействия) [49].

О величине профессионального риска нарушения здоровья можно судить по индексу профзаболеваний, который позволяет учитывать как риск развития, так и тяжесть профзаболеваний, и интегрирует эти показатели в одно числовом индексе [49]:

(2.45) ^пз=~Г^ Kp-Kj где Кр и Кх - категории риска и тяжести.

При действии нескольких факторов различной степени вредности Ипз дает возможность оценить как вклад каждого, так и в комбинации.

Когда на большинстве предприятий сложилась кризисная ситуация с условиями труда, наработка альтернативных методов, оценка профессионального риска разработка мер профилактики, включая «защиту временем», являются вынужденной, но необходимой мерой.

2.3 Концепция безопасности биотехнических систем животноводства.

Под биотехническими системами в животноводстве понимается технологическая схема, образованная из совокупности элементов, среди которых имеются не только технические (машины, оборудование, сооружения), но и биологические (животные, птицы, растения и т.д.) объекты [174].

Биотехнические системы имеют, как правило, сложную структуру и сложные связи между элементами, входящими в нее, и на них влияют постоянно изменяющаяся внешняя среда и внутренние структуры элементов, то имеется постоянный риск ее отрицательного воздействия на контактирующего с такой системой человека. Потенциальный риск опасности для человека, работающего в биотехнической системе, присутствует всегда, т.е. постоянно существует вероятность того, что система может выйти на нештатный режим и выделить опасную дозу энергии в рабочую зону оператора. Эта вероятность величина, изменяющаяся с течением времени под влиянием большого числа факторов. Однако вероятность травмирования или заболевания человека при наличии явной опасности в рабочей зоне значительно меньше, так как человек В многих случаях, предвидя явную опасность, может построить свое О поведение таким образом, чтобы избежать опасного разряда энергии на свой организм.

Опасная ситуация возникает при нахождении человека в опасной зоне, т.е. в пространстве, где постоянно, периодически или эпизодически возникают опасности, обусловленные опасными или вредными производственными факторами [30]. Опасные ситуации реализуются вследствие совокупности причин, обуславливающих воздействие опасных или вредных факторов на человека, что приводит к постепенному или мгновенному повреждению его здоровья. Декомпозиция опасной ситуации представлена на рисунке 2.1 [115].


Современные биотехнические системы пока не достигли такого уровня совершенства, при котором оператор извещается своевременно обо всех видах утечки опасной энергии в рабочую зону.

Вероятность безопасной работы оператора в системе ЧМЖС согласно теореме умножения вероятностей совместного появления событий может быть выражена как [115]:

P6p(tp)= Pc(tp) • Pon(tp) • Рм(1р) • РжОр), (2.46) где Рс, Ponj Р Рж - вероятности сохранения безопасного состояния подсистем м «производственная среда», «оператор», «машина», «животное»;

tp - время работы системы.

Рассмотрим подробно биотехническую систему человек - машина - птица - среда (ЧМПС). В биотехнических технологиях данной системы предметом труда является птица. Оптимальность защиты от природной среды данного биологического объекта технологии диктуется необходимостью получения максимума продукции с наименьщими издержками и с сохранением полезных его свойств. Если при этом уровне защиты объекта не обеспечивается, то система перестает существовать.

Человек, участвующий в процессе труда в данной технологической системе, испытывает воздействие суммы факторов, сформированной в результате защиты от природной среды технологического объекта (птицы), и факторов, выделяемых в производственную среду самим технологическим объектом. При этом могут наблюдаться противоречивые требования к нормированию одного и того же фактора со стороны птицы и человека (параметров микроклимата и физических параметров).

Возникновение опасной ситуации Причины Опасность Человек Опасная зона Факторы, обуславливающие Пежелательные последствия возникновение опасностей Опасные Вредные I о ю о.

и Постепенное Мгновенное воздействие воздействие Рисуиок 2.1 -Декомпозиция оиасной ситуации Изменения параметров, влияющих на человека, обычно описываются дифференциальными уравнениями. При составлении уравнений системы ЧМПС основной задачей является составление уравнений отдельных параметров системы (рис. 2.2) [30].

Уравнения отдельных параметров составляются на основе тех физических законов, которые характеризуют изменение его количественных и качественных свойств.

Y(t) ^ X(t) п Рисунок 2.2 - Структурная схема системы ЧМПС При составлении уравнений нужно искать компромисс между возможно полным описанием поведения параметра и возможностью исследования полученных уравнений.

Во многих случаях при оценке условий жизнедеятельности используется понятие гомеостаза [102]. Представляется целесообразным дифференцировать общий гомеостаз на внешний гомеостаз, под который понимается соответствие внешних характеристик окружающей среды возможностям функционирования человека, и внутренний - определяющий внутреннюю стабильность человеческого организма. Следовательно, безопасность человека во внешней системе в данный момент времени - это состояние условий окружающей среды, удовлетворяющих внешнему гомеостазу. Все прочие состояния опасные.

В силу того, что возможности жизнедеятельности у различных представителей разные, существует не граница параметров внешнего гомеостаза, а некоторая пограничная область. Выход характеристик среды за пределы параметров внешнего гомеостаза означает наличие абсолютного опасного состояния, характеризующего воздействие на человека опасного фактора (факторов) и приводящего к смерти. Характеристики среды, находящиеся в пофаничной области, обусловливают потенциально опасное 80. ^ состояние, которое определяет воздействие вредного фактора на человека и приводит к болезни.

Анализ литературных источников по санитарно'гигиеническим факторам производственной среды работников птицеводства показал [54, 56, 113, 114, 172], что основными составляющими вектора входных переменных условий труда, влияющих на здоровье работников по нозологической форме «болезни органов дыхания», являются С - концентрация пыли, D - дисперсность пылевых частиц, S - споры грибов, В - бактерии.

Х={С, D, S, В} (2.47) Вектор выходных переменных Y включает сезонные компоненты уровня заболеваемости Zt и Zj, (рис. 2.3).

X в Рисунок 2.3 - Информационная схема биотехнической системы человек - машина - нтица - среда Ввиду того, что биотехническая система является сложной динамической системой, работающей в условиях случайных возмущающих воздействий, то построение математических моделей теоретическими методами представляет большую трудность и практически невозможно. Поэтому для получения моделей влияния санитарно - гигиенических факторов, на здоровье работающих, предлагается использовать экспериментальные методы [79,84].

Данные методы получения эмпирических уравнении основаны на идентификации моделей по результатам обработки информации о входных и выходных процессах, полученных в условиях нормального функционирования исследуемого объекта. При этом у исследуемых моделей устанавливают оптимальные оценки операторов из заданного класса операторов по типовым вероятностным характеристикам реализаций случайных входных и выходных процессов [166].

Идентификацию целесообразно выполнять, начиная с получения простых частных моделей влияния отдельных санитарно - гигиенических факторов производственной среды на заболеваемость, а затем переходить к модели суммарного влияния этих факторов на заболеваемость за определенный промежуток времени.

Основными этапами выполнения идентификации являются [1, 130,131,166]:

- разработка на основании априорной информации частных моделей исследуемого объекта;

- получение достоверной информации о входных и выходных процессах в условиях нормального функционирования;

- установление и анализ связей между входами и выходами моделей;

- построение математических моделей суммарного воздействия санитарно-гигиенических факторов на заболеваемость.

Оператор биотехнической системы может быть представлен в виде совокупности частных моделей А и записывается в виде столбца:

(2.48) А= Большинство частных моделей могут быть изображены в виде модели с одним входом и одним выходом (рис. 2.4) [172,174].

При определении операторов частных моделей влияния санитарно гигиенических факторов на заболеваемость использовался метод идентификации по паре синхронных реализаций входных и выходных переменных на конечном интервале наблюдения to t Т.

В нашем случае частные модели влияния санитарно-гигиенических факторов на заболеваемость в теплый и холодный периоды года будут иметь вид (рис. 2.5 - 2.6).

X(t) Y(t) Рисуиок 2.4 - Частиая модель с одиим входом и одним выходом.

Ati \ D At2- At в At Рисунок 2.5 - Модели влияния санитарио-гигиенических факторов на здоровье работающих в тенлый нериод D А в А h8 i Рисунок 2.6 - Модели влияния санитарно-гигиенических факторов на здоровье работающих в холодиый нериод Выше указывалось, что многомерная динамическая систем;

представляющая собой модель влияния санитарно-гигиенических факторе условий труда на здоровье работников, разбивается на частные модели.

Идентификация санитарно-гигиенических условий труда предполагает получение оценок операторов Ai* частных моделей, которые используются в количестве оценок истинных операторов Aj.

Для того чтобы оценить оптимальность оператора, в теории идентификации вводится понятие функции потерь у(у;

у*), где у - истинное, а у*, полученное во время опыта значение ординат процесса Y(t). Оператор является оптимальным, если математическое ожидание функции потерь г/ *\ Af [;

^(^;

' )\, называемое средним риском, стремиться к минимуму.

м[;

^(у;

/)]-тш. (2.49) Такой критерий оптимальности в теории идентификации называют критерием минимума среднего риска.

Установлено [89,105], что оптимальной, в смысле минимума среднего квадрата ошибки, оценкой элементарного оператора А будет условное математическое ожидание, т.е. регрессия выходной переменной Y относительно входной X.

(2.50) Апт =М[у lx\tQtТ\.

Условие минимума соотношения (2.50) будет выполняться при следуюп];

ем условии:

(2.51) ^м[^{у;

/)1хи,1т].

dy При линейной связи между входным процессом X(t) и выходным Y(t) получают уравнение линейной регрессии:

/ = m ^ /, = a + Zx. • (2.52) Идентификация сводится к установлению наиболее вероятных значений коэффициентов а и b каждой рассматриваемой модели по критерию минимума среднего риска (2.49). После дискретизации реализаций входных X(t) и выходных Y(t) процессов с интервалом (2.53) М = -, п где Т - время опыта;

п - количество ординат.

получим массив возможных значений функций потерь, оценки оператора (2.71) Найдем оценку математического ожидания квадрата ошибки = ml +al + af + bf [т] + сг^ ) - 2а,.т„ - 2b(m^ т^ +Rvx)+ ^аЪт.

где m^, и Шу, - оценки математических ожиданий реализации x(t) и y(t);

(j^. и (Ту^ - их средние квадратические отклонения;

R^y, - значения взаимной корреляционной функции при т=0.

После составления критерия (2.51) —М[^] и —M[^f получим два уравнения для определения наиболее вероятных значений коэффициентов уравнения регрессии (2.52) п • (2.56) /( \ Так как Ry,^, = Py^^a^Gy., то из (2.56) найдем окончательно ( Xi После подстановки коэффициентов а и b в уравнение регрессии (2.52) получим известное выражение для линейной регрессии реализации выходного процесса Y(t)i относительно реализации входного процесса X(t)i:

^ (2.58) где fyiyj^, - условное математическое ожидание случайного процесса у\ при фиксированных значениях процесса Xi.

Все коэффициенты системы уравнений (2.58) вычисляются по статистическим оценкам реализаций X(t)i и Y(t)i.

Тогда для моделей влияния санитарно-гигиенических факторов на здоровье работающих в теплый и холодный периоды получим:


(2.59) --Щ+PzB-^ При построении математической модели возникает задача оценки адекватности модели объекту - оригиналу, так как в модели учитываются не все входные воздействия, влияющие на выходной процесс.

Одним из критериев оценки оператора модели является дисперсионная мера идентичности [79,124].

Общая дисперсия выходной переменной может быть представлена в виде суммы дисперсий регрессию вызванной влиянием входной переменной X(t) и дисперсии, вызванной влиянием помех где D[M{y{t)lx{tj^ - дисперсия регрессии;

M[Pyjy.) - математическое ожидание условной дисперсии.

Степень идентичности математической модели объекту-оригиналу 9у определяется по вкладу дисперсии регрессии в общую дисперсию выходной переменной:

р{мШ1хШ У Г) Для линейной регрессии:

(2.62) ву=р1' Тогда для моделей влияния санитарно-гигиенических факторов на здоровье работающих в теплый (Zt) и холодный (Zh) периоды имеем:

(2.63) Математическую модель можно признать идентичной объекту-оригиналу при в у 0,5, так как связь между входным X(t) и выходным Y(t) процессами считается значимой при Ру^ 0,7.

Численные оценки параметров модели технологического процесса могут быть получены на основании обработки и анализа результатов экспериментальных исследований и моделирования.

Оценка степени линейности моделей проводилась с использованием дисперсионного анализа, согласно которому величина степени нелинейности n(t) определялась по выражению [89,105]:

где Пу^{т) - коэффициент дисперсной функции лежит в пределах 9 Пу Гипотеза о линейности регрессии принимается по критерию F-Фишера [100]:

к-2 l Эмпирическое значение F- критерия сравнивают с теоретическим FT при Vi = N- К, V2 = К- 2. Если F FT, гипотеза о линейности регрессии принимается, в противном случае - связь нелинейная.

При построении математической модели возникает задача оценки степени адекватности модели объекту-оригиналу, так как в модели учитываются не все входные воздействия, влияющие на выходной процесс.

2.4 Теоретическое обоснование систем очистки воздуха нтицеводческих иомещений от газообразных загрязнителей и ныли Оздоровление воздушной среды достигается снижением содержания в ней вредных веществ до безопасных значений (не превышающих величины ПДК на данное вещество), а также поддержанием требуемых параметров микроклимата в производственном помещении.

Снизить содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны можно, используя технологические процессы и оборудование при которых вредные вещества либо не образуются, либо не попадают в воздух рабочей зоны или постоянно удаляются из мест образования, В тех случаях когда реальные выбросы превышают ПДВ, необходимо в системе выброса использовать аппараты для очистки газов от примесей.

Дисперсность пыли может меняться на разнь1х стадиях производственных процессов, например, в пылеулавливающих системах, состоящих из нескольких последовательных ступеней. Пылеулавливающие аппараты более эффективно задерживают крупные фракции пыли, поэтому по мере нахождения ступеней очистки уменьщается средний размер частиц d и возрастает слипаемость пыли. Различия в дисперсном составе и слипаемости пыли были обнаружены нами даже для разных полей электрофильтра, С помощью предложенных монограмм на основании только одного измерения в любой точке можно определить слипаемость пыли, улавливаемой каждой ступенью.

Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов из помещений птицеводческих хозяйств в атмосферу делятся на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые);

туманоуловители (низкоскоростные и высокоскоростные);

аппараты для улавливания паров и газов (абсорбционные, хемосорбционные, адсорбционные и нейтрализаторы);

аппараты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители туманов и твердых примесей, многоступенчатые пылеуловители. Их работа характеризуется рядом параметров.

Степень очистки воздуха от пыли (эффективность) характеризует отношение массы пыли Gy, уловленной в оборудовании, к массе поступившей в него пыли GBX (обычно в %, иногда в долях единицы):

S = G^.100/(7,, = {G,, - G^JmlG,,. (2.66) Степень очистки можно определить также, зная концентрацию пыли в воздухе до и после очистки (соответственно Свх, Свых, в мг/м^). Если не происходит подсоса воздуха при эксплуатации пылеулавливающего оборудования, эффективность очистки определяют по формуле:

(2.67) s = [\-c,jcjm.

Однако при эксплуатации некоторых видов пылеулавливающего оборудования, например рукавных фильтров, донустим некоторый подсос воздуха. Для этого случая эффективность определяют по формуле:

100, (2.68) где Lax и Ьвых - соответственно расход воздуха при входе и выходе из пылеулавливающего оборудования.

При последовательной установке нескольких аппаратов - каскадной очистке, которая применяется для повышения эффективности очистки, суммарная эффективность очистки определяется по формуле:

(2.69) где 8i, 82,..., бп - эффективность очистки каждого из пылеуловителей, входящих в каскад.

Эффективность очистки является важнейшей характеристикой пылеотделителя. Ее принимают во внимание при выборе пылеулавливающего оборудования в соответствии с предельно допустимой концентрацией пыли в очищаемом воздухе.

Если решается вопрос о выборе того или иного вида оборудования, то предпочитают обычно тот из них, который при прочих равных условиях (экономичность, капитальные и эксплуатационные затраты и др.) имеет более высокую эффективность очистки.

Основной вопрос пылеулавливания - выбор пылеулавливающего оборудования - в значительной мере определяется дисперсным составом улавливаемой пыли.

Дисперсный состав пыли имеет первостепенное значение, и без знания его нельзя решать вопросы эффективного пылеулавливания.

Дисперсный состав пыли определяется путем лабораторного исследования ее различными методами.

Сравнивают при этом не процент (или долю) уловленной пыли, а процент (или долю) пропущенной пыли.

Эффективность очистки, однако, не является полной характеристикой оборудования, так как показывает лишь массовую долю уловленной пыли, не говоря ничего о фракционном составе уловленной и пропущенной пыли.

Для полной характеристики аппарата нужно знать его фракционную эффективность. Она показывает долю уловленной пыли по каждой фракции.

Этот показатель дает возможность выбрать оборудование в соответствии с фракционным составом пыли, от которой должен быть очищен воздух.

Фракционная эффективность очистки Вф^ выражается отнощением:

(2.70) ^Ф„=ёп1С„, где gn - количество уловленной пыли п-ой фракции;

Gn - количество поступившей пыли п-ой фракции.

Общая эффективность очистки е определяется из фракционной эффективности следующим образом:

(2.71) s = -lJi Lt "-Л.

где Gi, G2,..., Gn - количество пыли соответствующих фракций, поступившей в аппарат;

Ци Ц2 •-', Цп - фракционная эффективность улавливания по данной фракции.

Отношение количества пыли данной фракции к количеству всей пыли, поступившей в аппарат, выражается:

(2.72) — -Ох,-—-О2,...,---о„ С/ (j С/ Поэтому после преобразования получим значение общей эффективности очистки 8:

S = д^Еф^ + д^Бф^ +... + 5„8ф^ (2.73) или в процентах ф. {2.1 А) В целях поддержания транспортируемых частиц во взвешенном состоянии скорость воздуха в воздуховодах должна быть несколько выше скорости «витания», при которой частицы могут находиться во взвешенном состоянии в вертикальной трубе. Скорость воздуха в трубе должна быть также достаточной для того, чтобы поднять взвешенные частицы и увлечь их со дна воздуховода в момент пуска системы.

Система очистки воздуха в помещении может включать в себя фильтр приточного воздуха, коронно-разрядный осадитель пыли и фильтр вытяжного воздуха.

Расчетная схема для рассматриваемого случая изображена на рис. 2.7.

Окружающий воздух с весовой концентрацией Ci г/м^ через фильтр приточного воздуха с эффективностью 77, подается в помещение с объемом V м^ в котором происходит выделение пыли с интенсивностью X г/с - и осаждение пыли со скоростью W м/с электрофильтром. Вытяжной воздух проходит через фильтр вытяжного воздуха с эффективностью rjj, после чего часть его, составляющая а от общего воздухообмена, по рециркуляционному воздуховоду направляется на вход фильтра приточного воздуха, а остальной воздух выбрасывается в атмосферу. Кратность воздухообмена в помещении равна N с'^ Под эффективностью фильтра rj понимается отношение массы ПЫЛИ, уловленной фильтром за некоторое время, к массе пыли, поступившей в фильтр за это время.

NV(l-a) NV(l-a) • • ФПВ ФВВ Рисунок 2.7 - Расчетная схема снстемы очнстки воздуха.

Показателем эффективности обеспыливающего действия коронно разрядного осадителя пыли является скорость дрейфа заряженных частиц пыли W.

При решении данной задачи были приняты следующие допущения:

- пыль мгновенно и равномерно перемешивается с воздухом;

- скорость дрейфа в электрическом поле коронно-разрядного осадителя одинакова для всех пылинок и постоянная во времени;

- в рециркуляционном воздухе пыль не осаждается;

- коагуляция частиц пыли отсутствует;

- приточный воздух и воздух помещения имеет одинаковую температуру.

Составим дифференциальное уравнение материального баланса пыли в помещении для элементарного интервала времени (t;

t+dt):

{US) dq = + dq2 ^, где dq - изменение количества пыли в помещении, г;

dqi - количество пыли, поступивщей в помещение с приточным воздухом, г;

dq2 - количество пыли, выделившейся внутри помещения, г;

dq3 - количество пыли осевшей внутри помещения за счет действия коронно разрядного осадителя, г;

dq4 - количество пыли, удаленной из помещения с вытяжным воздухом, г.

Запишем выражение для составляющих приращения dq. На выходе фильтра приточного воздуха происходит смещение двух воздушных потоков с разными концентрациями пыли. Поэтому:

dq^ = [NVaC'{\ -щ)+ iVF(l - ar)C, ] • (l - T/I )dt, (2.76) где C'(l-T]2) - концентрация пыли в рециркуляционном воздухе в момент поступления его на вход приточного фильтра.

Если длиной рециркуляционного воздуховода можно пренебречь, то С'=С, где С - концентрация пыли в воздухе помещения в момент времени t.

В общем случае:

(2.77) C' = C(t-At), где C{t - А/) - значение концентрации пыли на выходе из помещения в момент времени t-At;

At - время, необходимое для преодоления воздушным потоком расстояния, равного длине рециркуляционного воздуховода:

(2.78) где L - длина рециркуляционного воздуховода, м;

F - площадь его сечения, м^.

Учитывая, что:

dt ^' VNa dt Получаем окончательно:

(2.80) VNa dt Далее:

(2.81) (2.82) Выражение для dq3 получаем, рассуждая следующим образом. За время dt на поверхность S, м^ осядут пылинки из объема WSdt. Количество осевшей пыли будет равно:

(2.83) dq^ = CWSdt.

Подставляя выражения (2.84;

2.85;

2.86;

2.876) в правую часть уравнения (2.79) и, учитывая, что dq=VdC, получаем:

VdC = NV a\C-^-~\{\-, (1-/7.М I NVa +xdt-CWSdt-CNVdt (2.84) Решение этого уравнения при начальных условиях t=0 и С=0:

WS -t V 1-е,-/ V (2.85) С помощью полученной формулы (2.89) можно рассчитать кинетику обеспыливания птицеводческого помещения, в частности, при различных режимах работы коронно-разрядного осадителя.

Известная в теории вентиляции формула:

(2.86) c^-Nt является частным случаем формулы (2.108) при a = Tj^=r]2=W = L = 0.

Если же интересоваться лишь установившемся значением концентрации пыли С^ при ^ - 00, то она определяется из выражения:

C=limC- (2.87) Качество очистки воздуха от частиц пыли будет характеризоваться показателем т]^, который отражает степень очистки за теоретически бесконечное время:

ZVl!k, (2.88) Щ где щ - начальная концентрация пыли;

п^ - установившаяся концентрация пыли.

Эта формула справедлива для любого значения начальной концентрации По, т.е. по ней можно рассчитывать предельную эффективность очистки воздуха за счет совместного действия вытяжной вентиляции и коронно-разрядного осадителя.

Между тем, как с точки зрения исследования закономерностей очистки электрической фильтрации, так с точки зрения практических потребностей прогнозирования гигиенического действия коронно-разрядного осадителя, большое значение имеет определение эффективности очистки воздуха птицеводческого помещения собственно электрофильтром.

За критерий сравнительной оценки эффективности системы вентилирования птицеводческого помещения и коронно-разрядного осадителя можно принять коэффициент у, который определяется как:

(2.89) У=^, где Кв - количество воздуха, которое необходимо подать в помещение вентиляцией для достижения уровня ПДК пыли за один час, м^/ч;

Кк - количество воздуха, которое необходимо подать в помещение системой вентилирования для удаления равного количества пыли, осажденной на электродах коронно-разрядного осадителя, MV4.

Очевидно, что эффективность обеспылевающей способности коронно разрядного осадителя по сравнению с системой вентилирования будет выше в том случае, если у 1 и наоборот.

Запишем общепринятую формулу для расчета системы вентилирования, (2.90) «.в.

где Q - количество пыли, выделенной в производственном помещении за 1 час, мг/ч;

Ппдк - предельно-допустимая концентрация пыли, мг/м^;

п„.в, - концентрация пыли в приточном воздухе, мг/м''.

Располагая количеством пыли, осажденной на электродах коронно разрядного осадителя Р мг за время опыта Т час, рассчитаем количество удаляемой пыли при использовании электрофильтра за единицу времени:

а=|. (2.91) В соответствии с формулой (2.90) определим требуемый воздухообмен при использовании вентиляции, чтобы удалить такое же количество пыли:

. (2.92) К^= ^ Для получения формулы условного воздухообмена, необходимо для удаления пыли при работе коронно-разрядного осадителя, рассуждаем следующим образом. Если количество пыли Р, осажденной на электродах, разделить на П ф установившееся значение концентрации пыли в птицеводческом помещении, то получим объем помещения м"', и если разделить этот объем на время работы коронно-разрядного осадителя, то мы получим формулу (2.93) К^=^.

Эта формула по физическому смыслу сопоставима с (2.95), что позволяет произвести расчет эффективности обеспылевающей способности коронно разрядного осадителя [ 176].

Рассмотрим движение запыленного потока в циклоне, который состоит из двух цилиндров, усеченного конуса и входного патрубка, подсоединенного по касательной к наружному цилиндру. В нижней части циклона располагается бункер-накопитель отходов, который не только выводит отходы, но и служит в определенной мере уплотняющим устройством, препятствующим подсасыванию воздуха из вне. Частички, попадая в циклон, под действием центробежной и гравитационной силы движутся по спирали, направляясь к выгрузному отверстию. При этом чем больше масса частицы, тем больше центробежная сила и тем вероятней ее спиралевидное перемещение к выгрузному отверстию. Воздух также двигается по спирали, но в конусе меняет свое направление движения и через внутренний цилиндр выходит из циклона.

Обозначим через у угол между образующей поверхностью корпуса и осью циклона: для прямого конуса у О, для цилиндрического у = О, для обратного конуса у 0. Поток движется по винтовой спирали под углом а к плоскости, перпендикулярной к оси циклона: в цилиндрической части размеры спирального потока соответствуют высоте а, ширине b входного отверстия;

в прямом конусе поток движется по сужающейся спирали, в обратном - по расширяющейся спирали.

Располагая начало оси координат z, направленной вдоль оси циклона, в начало каждого элемента корпуса, получим выражение для его переменного радиуса R(z) в произвольном сечении:

(2.94) R{z)=R{0)-ztgr.

По формуле (2.94) внешний радиус спирального потока R(z) глубиной z уменьшается от R(0) = Ri в прямом конусе (у 0 ), увеличивается от;

R(0) = R в обратном конусе (у 0) и постоянен в цилиндрической части.

Принимаем, что для распределения тангенциальной скорости со^ спирального потока по радиусу z во всех элементах корпуса справедлив закон площадей (2.95) со,=-, г где к - величина, определяемая из условий постоянства расхода воздуха L в произвольном сечении потока.

(2,96) ^ ^^^tlML ЛЬ ^ где Ro - внутренний радиус спирального потока, В равенстве (2,96) разложим выражение для к в ряд и используя малость угла у, получим:

^, (2,97) \ Щ\ Из формул (2,95;

2,97) видно, что вдоль оси z (ось циклона) скорость о)^ возрастает в прямом конусе (у 0), убывает в обратном конусе (у 0) и постоянна в цилиндрической части корпуса циклона (у = О, к = const).

Рассмотрим движение мелких пылевых частиц в конической части циклона. Уравнение движения в векторной форме где V - абсолютная скорость движения частицы;

со - скорость потока воздуха;

т - время релаксации частицы;

d, р - диаметр и плотность частицы;

ц - вязкость воздуха.

Абсолютное движение частицы пыли складывается из ее переносного вместе с потоком воздуха по спирали и относительного под действием центробежной силы инерции движений, В цилиндрической системе координат уравнение спирали имеет вид:

(2,99) z = r(ptga.

Систему дифференциальных уравнений движения частицы в проекции на плоскость, перпендикулярную оси циклона, с учетом уравнений (2,98), (2,103) запишем в виде:

$f^T i^ = O;

(2.100) dt (2,101) ^r][X^Bp), dt{ dt) A dt) T^ ^^ ^ tgatgy в= (2.102) Систему уравнений (2.100), (2.101) решаем методом последовательных приближений, используя малость угла у. Первое приближение найдем, решая уравнение (2.105) при В = О (у = 0);

для квазистационарного режима имеем:

(2.103) С учетом уравнения (2.103) решение уравнения (2.100) получим, пренебрегая второй производной по сравнению с остальными членами и используя начальное условие г(0) = го, в виде (2.104), где г(0) = Г - начальное расстояние частицы от оси циклона.

о Для второго приближения, используя уравнения (2.103) и (2.104), находим выражение:

„3 „2„ (2.105) 1тк Подставляя гср из уравнения (2.105) с учетом уравнения (2.104) в уравнение (2.105) и используя малость величины rt, разлагаем корни в ряды и ограничиваемся членами, содержащими первой степени;

получим rtB уравнение для нахождения второго приближения:

Bkti 1+- (2.106) dt[ dt dt 'о J точное решение которого:

(2.107) •се '^.

dt Пренебрегая величиной т по сравнению с t, для квазистационарного режима получим:

(2.108) dt Второе приближение найдем из уравнения (2.100), используя выражение и пренебрегая первым членом по сравнению с остальными (2.109) Подставляя выражение r(t) в уравнение (2.105) и интегрируя полученное, уравнение, находим (при начальном условии ф(0) = О (2.110) Получили уравнения траектории движения частицы пыли в параметрической форме (2.99), (2.109), (2.110), которые могут быть использованы при исследовании сепарации в циклонах различной формы корпуса и разных физико-механических свойств пыли.

Рассмотрим изменение массовой концентрации пыли С на криволинейном пути движения запыленного воздуха. Считаем, что при начальных условиях (на входе в циклон) пыль в радиальном направлении, распределена равномерно по всем фракциям.

Изучим перемещение и изменение элементарного пылевого объема с единичными размерами по высоте z и по касательной к траектории г(р, а в радиальном направлении - шириной г. Проследим за изменением концентрации Ci(r,t) некоторой i-й фракции пыли при квазистационарном движении.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.