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 | 2 || 4 | 5 |

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

-- [ Страница 3 ] --

Через промежуток времени t внутренняя радиальная граница Го элементарного объема займет положение с координатами r(ro,t) вида (2.109), где выражение E(ro,t) содержит т\ - время релаксации частицы i-й фракции. При этом внешняя радиальная граница Го+ в будет иметь координату (2.111) Масса пыли i-ой фракции mi(8)=CiS в деформированном элементарном объеме останется прежней, и отношение ш;

к этому объему в пределе ^ -^ О даст текущую концентрацию Ci(ro, t) /"j'^ (2.112) Разлагая получившееся в пределе (2.112) выражение в ряд с учетом уравнения (2.113) и ограничившись членом с TJ в первой степени, получим:

(2.113) Из характера зависимости Ci(ro, t) от радиуса Г (2.113) следует, что о концентрация пыли i-й фракции в начальный период растет интенсивнее в тех объемах, которые в исходном положении были ближе к оси циклона.

Для всех m фракций мелкодисперсной пыли, просуммировав обе части равенства (2.113) по i от 1 до ш, получим выражение для общей переменной концентрации С(го, (2.114) c,.

=1 '= Зависимости С(Го, t) от свойств пыли, TJ, геометрических характеристик циклона к, В (2.97), (2.101) и начального положения сохранились такими же, как и в уравнении (2.113). Это имеет особо важное значение для сепарации волокнистой и слипающейся пылей, так как в начальный период наиболее интенсивная коагуляция происходит в областях, расположенных ближе к оси циклона, и далее частицы движутся, непрерывно укрупняясь.

Закон коагуляции выражается уравнением:

(2.115) ^ = -кУ, at где п - число частиц пыли в данном объеме;

кк - константа коагуляции.

Константа при градиентной коагуляции в циклонах зависит от градиентов (по всем направлениям) собственных скоростей Vi(ro, t) частиц пыли и относительных (межфракционных) скоростей пыли различных фракций, которые определяются в основном временем релаксации TJ, а также от степени слипаемости пыли, т. е. от отношения числа скоагулировавшихся частиц к общему числу контактировавших.

Значительное увеличение концентрации С(го, t), т. е. числа частиц п мелкодисперсной пыли, первоначально находящейся на больщем расстоянии от стенок корпуса циклона (т. е. ближе к оси), в совокупности с большими скоростями 67^ (Го) (2.95) и градиентами скоростей Vi(ro, t) приводит к более интенсивной коагуляции пыли и эффективной сепарации укрупняющейся в движении волокнистой и слипающейся пылей. Этот процесс еще более эффективен в прямом конусе циклона (у 0), где бУ^(Го), grad Vi(ro, t) и C(t) растут с увеличением угла у.

Определим оптимальную величину угла у О для сепарации мелкодисперсной пыли i-ой фракции. Из наиболее невыгодного положения r(0)=Ro частица пыли, проходя через прямой конус циклона, опустится на глубину Z [(по формуле 2.99) с учетом уравнения (2.105)], Чтобы частица достигла стенки корпуса хотя бы в нижнем сечении конуса радиуса R2, она должна опуститься при этом не глубже высоты прямого конуса H=(Ri-R2)tgy, т.е. z(R2) Н или tgy Подставив выражение к из формулы (2.97) и TJ ИЗ формулы (2.98) в (2.116), получим условие сепарации частицы диаметром dj в прямом конусе циклона:

,^,,^ч Lpdf(R,-R,) /' Р \\,, ^ • (2.117) rarctg ^9^[RlRl)\{RlR)t Формула (2.117) выведена для пыли, не изменяющей свой фракционный состав. Коагулирующие частицы волокнистой и слипающейся пылей по мере продвижения в корпусе циклона, особенно с прямым конусом, увеличивают свою массу и размеры, переходя во фракцию более крупных частиц.

Эффективная плотность образующихся хлопьев меньще плотности исходной пыли.

Многолетние исследования, выполненные в организациях агропромьшленного комплекса, показали, что используемые на практике инженерные решения по обеспыливанию часто не обеспечивают требуемую эффективность.

Современные физические знания о многофазных дисперсных потоках, к которым относятся пылевые потоки, развиты еще недостаточно. В то же время при разработке и исследовании различных способов и средств обеспыливания важно оценить их эффективность с единых физических позиций.

Параметры движения пылевых частиц в реальных условиях не однозначны. Это обусловлено тем, что на частицы в процессе обеспыливания действуют не только детерминированные, но и случайные силы.

Поэтому целесообразно рассматривать процессы обеспыливания с позиций вероятностно-статистической пылеаэромеханики, применив методы современной теории вероятностей. Необходимость введения теории случайных процессов обусловлена тем, что пылевые частицы выступают как статистическая совокупность. При этом происходят такие случайные явления, как диффузия частиц, обусловленная турбулентным движением дисперсной среды и другими явлениями, взаимодействие частиц между собой и с ограничивающими поверхностями. Определенное влияние на динамику частиц оказывают случайные межфазные взаимодействия и т.д.

Эффективность мероприятий по обеспыливанию рассчитывается вероятностью попадания пылевых частиц в определенную область или на соответствующую поверхность:

7=1 /= где PyAJj - суммарная вероятность попадания частиц фракции из всех областей N в область Ц;

At - рассматриваемый период времени;

- вероятность элементарного события, заключающаяся в показании пылевых частиц фракции т из ячейки в области к,- в области N„ n^^i - количество пылевых частиц фракции т, принадлежащих зоне к и попавших в нее из ячейки в область N.

Для определения вероятностной характеристики пылевых частиц и эффективности противопылевых мероприятий обосновано применение дифференциальных уравнений Л.С. Понтрягина и А.Н. Колмогорова:

где Р(Я//) - плотность вероятности нахождения пылевых частиц в определенной области;

Др Z,y- коэффициенты сноса и диффузии.

Рассматривая стохастические дифференциальные уравнения движения частиц полидисперсной системы под действием всех сил с учетом аэродинамики воздушного потока получаем решение этих уравнений:

f^ (2.121) ЦР + ILFcmnki.

где т^„^ - масса пылевой частицы фракции т, стартующей из ячейки к области N;

Wj^^^ - - скорость пылевой частицы;

^^^„^;

, F^mnki ' силы соответственно детерминированные и случайные.

В необходимых случаях рассматриваем такие уравнения массового баланса пыли в интегральной или дифференциальной форме.

Дня многомерной задачи разбиваем пылевой поток на сотки с соответствующим шагом. Выбор шага зависит от плотности распределения концентрации пыли. Для каждого узла сетки определяем соответствующую вероятность, а затем находим общую вероятность попадания для плоскостного или объемного потока.

Возможен и другой подход, когда общая вероятность события определяется сразу из осредненных параметров движения частиц монодисперсной фракции, стартующих в пространстве.

Предложенный подход позволил установить основные закономерности распространения пылевого потока, разработать техническое решение по борьбе с пылью. Он может быть использован при создании и исследовании систем фильтрации средств индивидуальной защиты.

Закономерности образования, выделения, распространения, удаления оседания, накопления, улавливания пыли и др. представляют большой интерес.

В зависимости от состояния пылевой обстановки в атмосфере, в производственном помещении и непосредственно на рабочем месте приходится принимать рещения по организации рациональной схемы воздухообмена, выбору оптимальных конструкций и режимов работы средств обеспыливания, достижению соответствующей степени герметизации пылящего технического оборудования.

Поведение тела в восходящем потоке воздуха зависит от соотношения сил тяжести - Rg,, лобовой силы - Rx и выталкивающей силы (силы Архимеда) - RA. Направление действия сил показано на рис. 2.8.

Rx mil Рисунок 2.8 - Действие сил иа тело в восходящем потоке воздуха При Rg Rx + RA тело падает вниз.

Чтобы тело двигалось с потоком ему необходимо иметь такую скорость, которая была бы больше скорости витания. Скоростью витания принято называть постоянную скорость свободного падения в неподвижном воздушном пространстве или скорость восходящего воздушного потока, при котором данное тело будет находиться во взвешенном состоянии.

Состояние витания тела наступает при Rg = R^ + RA. ЕСЛИ раскрыть содержание левой и правой части равенства, то получим:

(2.122) ~^'^ +mg, где Шт - масса тела, кг;

ш - масса воздуха, вытесненного телом, кг;

g ускорение свободного падения, м/с^;

v - скорость воздуха, м/с;

VT - скорость тела, м/с. При витании тела VT = 0.

Если учесть, что объем тела равен объему воздуха, вытесненного телом, то равенство примет вид:

JpA(2.123) ^ 2 pj \ PT где p - плотность воздуха, кг/м^;

pj - плотность материала, из которого состоит тело, кг/м^.

Следовательно, скорость воздуха, при котором происходит витание тела, определяется по выражению:

Таким образом, скорость витания различных тел зависит от их массы, плотности, формы и размеров.

Улавливание вредностей системой аспирации осуществляется всасывающими приемными устройствами. Эффективность работы приемников главным образом зависит от создания необходимой структуры потока в зоне выделения вредностей.

Системы аспирации состоят в основном из трубопровода или трубопроводной сети вентилятора. Работа этих элементов, соединенных определенным образом между собой, заключается в отсасывании воздуха из мест, где существенно изменяется его состав или температура, и перемещение за пределы производственного помещения.

Разнообразие конструкций систем аспирации велико. Оно вызвано видом, количеством, размерами и условиями образования вредностей.

Газообразные вредности могут перемещаться без ограничения скорости.

Поэтому осложнений при их перемещении по трубопроводу не возникает, другое дело пыль. Она может оседать в местах, где подвижность воздуха недостаточна, и копиться. В системах аспирации оседание пыли нежелательно, т.к. ее взмучивание по какой-либо причине может привести к образованию нижнего или верхнего предела концентрации, при воздействии случайной искры на которую происходит взрыв.

В настоящее время широкое распространение получила система аспирации с магистральным трубопроводом переменного сечения, которая имеет не один, а несколько приемников вредности.

Производительность общеобменной вентиляции находится из условия снижения концентрации вредности в воздухе помещения до предельно допустимой величины. Связь между этими понятиями содержится в уравнении баланса по вредности. В общем виде, учитывающем не только наличие выделяющейся вредности в помещении, но и поступление ее с приточным воздухом, уравнение выглядит так:

(2.125) Gy,=G-^Gn;

(2.126) Gyd = G + G^= Ь^С^д - LJJCQJJ, где G - количество вредности в виде пыли, газа или влаги, выделяющиеся в помещении, мг/с;

вуд - количество вредности, удаляемой из помещения, мг/с;

Gn - количество вредности, поступающей в помещение с подаваемым в него воздухом, мг/с. Ln - количество поступающего в помещение воздуха, MVC;

СОД предельно допустимая концентрация вредности в воздухе помещения, мг/м^ (устанавливается санитарными нормами);

Соп - концентрация вредности в приточном воздухе, мг/м^ Из него следует:

(2.127) Если в приточном воздухе вредности нет, то (2.128) 1п=-^- Рассмотрим два варианта вентиляции, при осуществлении каждого из которых в воздухе помещения будет одна и та же концентрация вредности допустимая Сод. В первом варианте вредность удаляется только с помощью общеобменной вентиляции: в помещение поступает воздух в количестве Lni и удаляется из него Ьуд]. во втором варианте кроме общеобменной вентиляции имеется система аспирации: в помещение поступает воздух в количестве Ln2, а удаляется общеобменной вентиляцией Ьуд2 и приемником системы аспирации Lnp. В приточном воздухе вредность отсутствует.

Общеобменная вентиляция во втором варианте из-за малой величины Ьуд может быть не принудительной, а естественной. Она необходима для удаления вредности, которая не улавливается приемником и поступает в рабочую зону.

Вредность полностью не улавливается приемником потому, что во многих случаях для предупреждения ее диффузионного рассеивания приемником придется отсасывать очень много воздуха, т.е. увеличить мощность привода вентилятора. Здесь нужно учитывать такую характеристику, как коэффициент эффективности работы приемника:

^ „, = ^ =^ ^, (2.129) где Gnp - количество вредности, поступающей в приемник, мг/с;

Go - количество вредности, неуловленной приемником, мг/с.

nM Естественно, что при высокой эффективности работы приемника с производительностью Lnp, которая намного меньще Ьудь количество воздуха.

поступающего в помещение в первом варианте, будет больше, чем во втором.

Соотношение количества приточного воздуха можно получить, если проанализировать равенство:

(2.130) Ln2=L^,+L^, Количество воздуха удаляемого из помещения во втором варианте можно представить в виде:

^уд2 ~' (2.131) р [ р \ Значит можно записать:

(2.132) Разделим полученное равенство на Lni:

^ =^ + (1-/7^). (2.133) Если коэффициент эффективности работы приемника близок к единице, то из равенства (2.119) следует вывод, что применяя систему аспирации можно уменьщить количество поступающего в помещение (а значит и удаляемого из него) воздуха во столько раз, во сколько раз производительность приемника системы аспирации меньше количества воздуха, требующегося для разбавления вредности в помещении при отсутствии системы аспирации. При этом чем больше количество выделяюшейся вредности тем значительнее данное соотношение. Идеальным вариантом будет Выражение (2.133) указывает на следуюшее:

- применение системы аспирации позволяет многократно снизить производительность обшеобменной вентиляции;

- повышение коэффициента эффективности работы приемника при его неизменной производительности может дать дополнительное снижение воздухообмена в помещении.

Таким образом, целесообразность применения систем аспирации и создание приемников вредности с большим коэффициентом эффективности работы очевидна.

Конструктивно приемники отличаются друг от друга, в том числе, различной геометрической формой перехода от входного (приемного) отверстия до выходного отверстия, являющегося началом трубопровода. Форма и размеры приемника зависят от удаленности и величины зоны выделения вредности.

Необходимая степень очистки воздуха от плотных частичек осуществляется в циклонах, фильтрах и других устройствах. Поступающие в них отходы производства разнообразны по виду и размерам. В зависимости от размеров они подразделяются на крупные и пылевидные. К пылевидным относятся частички с медианным диаметром до 200 мкм. Пылевидные частички могут быть настолько малы, что их отделение от воздуха в тех же устройствах становится проблематичным. Поэтому все устройства характеризуются таким показателем как эффективность улавливания плотной фракции:

^ = -^100, (2.134) Gex где вул - масса уловленных отходов, мг/с;

GBX - масса отходов, входящая в воздухоочиститель, мг/с.

Эффективность улавливания может быть выражена через коэффициент очистки:

'^vл=l^• (2.135) Запыленность выбрасываемого в атмосферу воздуха оценивается с помощью коэффициента проскока:

no (2.136) a G.

'ex ^ex где G b - масса выбрасываемой в атмосферу пыли, мг/с.

nm При равенстве объема воздуха, поступающего на очистку, и выбрасываемого в атмосферу Г'вх (2.137) ^выб где Цд^ - концентрация пыли на входе в воздухоочиститель, мг/м^;

^выб • концентрация пыли в выбрасываемом воздухе, мг/м^ Как известно, обменная вентиляция предназначена для поддержания требуемых параметров воздушной среды во всем объеме помещения. Схема такой системы вентиляции представлена на рис. 2.9. Для эффективной работы систем общеобменной вентиляции при поддержании требуемых параметров микроклимата количество воздуха, поступающего в помещение (Lnp), должно быть практически равно количеству воздуха, удаляемого из него (Ьвыт).

Количество приточного воздуха, требуемого для удаления избытков явной теплоты из помещения р Ыр!

где Lnp -требуемое количество приточного воздуха, м^ч;

С - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, равная 1 кДж/(кг град);

плотность приточного воздуха, кг/м^;

tetir - температура удаляемого воздуха, tnp -температура приточного воздуха, °С.

Рис. 2.9 - Схема общеобменной вентиляции Ill Для эффективного удаления избытков теплоты температура приточного воздуха должна быть на 5-8 °С ниже температуры воздуха в рабочей зоне.

Количество приточного воздуха, необходимого для удаления влаги, выделивщейся в помещении, рассчитывают по формуле:

Рпр у^еых где Gen - масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;

( в т 1ы содержание влаги в удаляемом из помещения воздухе;

d p T - содержание влаги nw в наружном воздухе, г/кг;

/?пр - плотность приточного воздуха.

При одновременном выделении в производственном помещении паров влаги и избыточной теплоты последовательно проводят расчет по формулам (2.138 и 2.139), и в качестве искомого результата используют больщее из полученных значений.

Местная вентиляция действует на воздух определенного объема помещения или рабочего места. С учетом аэродинамических характеристик вытяжного спектра и приточного факела проектируют местные отсосы и местный приток. Производительность местных отсосов определяется физико химическими свойствами и параметрами вредностей и воздущных сред, конструкцией самого отсоса.

При приточной системе вентиляции (рис.2.10 а) производится забор воздуха извне с помощью вентилятора через калорифер, где воздух нагревается и очищается и при необходимости увлажняется, а затем подается в помещение.

Количество подаваемого воздуха регулируется клапанами или заслонками, устанавливаемыми в ответвлениях. Загрязненный воздух выходит через двери, окна, фонари и щели неочищенным.

Приточная вентиляция обеспечивает организованный приток чистого воздуха в помещение (по специальным каналам). Она несколько повышает атмосферное давление, что приводит к выдавливанию загрязненного воздуха через неплотности в конструктивных элементах здания.

При вытяжной системе вентиляции (рис.2.10 б) загрязненный и перегретый воздух удаляется из помещения через сеть воздуховодов с помощью вентилятора. Загрязненный воздух перед выбросом в атмосферу очищается. Чистый воздух подсасывается через окна, двери, неплотности конструкций.

Приточно-вытяжная система вентиляции (рис.2.10 в) состоит из двух отдельных систем приточной и вытяжной, которые одновременно подают в помещение чистый воздух и удаляют из него загрязненный. Приточные системы вентиляции также возмещают воздух, удаляемый местными отсосами и расходуемый на технологические нужды.

Большое распространение на практике получила приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией воздуха. Для нее характерно использование части воздуха, удаляемого из помещения и прощедщего очистку в системе приточной вентиляции. При этом рециркулирующий воздух разбавляется частью свежего воздуха, поступающего из атмосферы. Использование такой системы вентиляции позволяет снизить расходы на очистку воздуха, поступающего из атмосферы, и на его нагрев в холодное время года.

Для определения требуемого воздухообмена необходимо иметь следующие исходные данные: количество вредных выделений (тепла, влаги, газов и паров) за 1ч, предельно допустимое количество (ПДК) вредных веществ в IM'' воздуха подаваемого в помещение.

Для помещений с выделением вредных веществ искомый воздухообмен L, м^ч, определяется из условия баланса поступающих в него вредных веществ и разбавления их до допустимых концентраций. Условия баланса выражаются формулой:

0+0пр = 0уд, (2.140) где G - скорость выделения вредного вещества из технологической установки, мг/ч;

Gnp - скорость поступления вредных веществ с притоком воздуха в рабочую зону, мг/ч;

вуд, -скорость удаления разбавленных до допустимых концентрации вредных веществ из рабочей зоны, мг/ч.

IIM I I II •в ^5 ^Ю '—'•'в 1^^ 2.10 Схема приточной, вытяжной и нриточно-вытяжной Рис.

механической вентиляции:

а) -приточная;

б)-вытяжная;

в)-Приточно-вытяжная;

1-воздухоприемник для забора чистого воздуха;

2-воздуховоды;

3-фильтр для очистки воздуха от пыли;

4-калориферы;

5-веитиляторы;

6-воздухораспределительиые устройства (насадки);

7-вытяжные трубы для выброса удаляемого воздуха в атмосферу;

8-устройства для очистки удаляемого воздуха;

9-воздухозабориые отверстия для удаляемого воздуха;

10 клапаны для регулирования количества свежего вторичного рециркуляционного и выбрасываемого воздуха;

11-помещение, обслуживаемое приточно-вытяжной вентиляцией;

12-воздуховод для системы рециркуляции Заменив в выражении Gnp и вуд, на произведение Lnp qnp, где qnp и qyj соответственно концентрации (мг/м) вредных веществ в нриточном и удаленном воздухе, а Lnp и Ьуд, объем приточного и удаляемого воздуха в м^ за 1 час, получим:

G + Lnp Япр = Ьуд Яуд, (2.141) Для поддержания нормального давления в рабочей зоне должно выполняться равенство Lnp = Lyд = L, тогда L = G/qyд-qnp. (2.142) Определяющий показатель при выборе систем вентиляции '' коэффициент кратности воздухообмена, ч''.

(2.143) где L - воздухообмен в помещении, м^ч;

Vn - внутренний объем помещения, Независимо от наличия вентиляционных устройств и отсутствия вредных выделений производственные помещения должны иметь открывающиеся створки переплетов или другие устройства для проветривания.

2.5 Выводы На основании проведенных теоретических исследований можно сделать следующие выводы:

1. Человек, участвующий в процессе труда в биотехнической системе «человек-машина-птица-среда», испытывает воздействие суммы факторов, сформированных в результате защиты от природной среды технологического объекта (птицы), и факторов, выделяемых в производственную среду самим технологическим объектом.

2. Опасные ситуации реализуются вследствие совокупности причин, обусловливающих воздействие опасных и вредных факторов на человека, что приводит к постепенному или мгновенному повреждению его здоровья. Современные биотехнические системы пока не достигли такого уровня совершенства, при котором оператор извещается своевременно обо всех видах утечки опасной энергии в рабочую зону.

3. Для получения математических моделей используются экспериментальные методы получения эмпирических уравнений, основанные на идентификации моделей по результатам обработки информации о входных и выходных процессах, полученных в условиях нормального функционирования исследуемого объекта.

4. При построении математической модели возникает задача оценки степени адекватности модели объекту-оригиналу (^0,5), так как в модели учитываются не все входные воздействия, влияющие на выходной процесс.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1 Методика оценки безопасности труда в нтицеводстве При оценке воздействия негативных факторов на человека следует учитывать степень влияния их на здоровье и жизнь человека, уровень и характер изменений функционального состояния и возможностей организма, его потенциальных резервов, адаптивных способностей и возможности его развития.

При оценке допустимости воздействия опасных и вредных факторов на организм человека исходя из биологического закона субъективной количественной оценки раздражителя Вебера - Фехнера. Он выражает связь между изменением интенсивности раздражителя и силой вызванного ощущения: реакция организма прямо пропорциональна относительному приращению раздражителя (3.1) dL = a—, где dL - элементарное ощущение организма;

- коэффициент а пропорциональности;

dR - элементарное приращение раздражителя.

Интегрируя данное выражение и принимая аг= 10 lge, получают уровень ощущения раздражителя (дБ):

(3.2) L = mg^, где Ro - пороговое значение ощущений, т.е. минимальная энергия раздражителя, характеризующая начало ощущения.

На базе закона Вебера - Фехнера построено нормирование вредных факторов. Чтобы исключить необратимые биологические эффекты.

воздействие факторов ограничивается предельно допустимыми уровнями или предельно допустимыми концентрациями.

Нами, при разработке методов оценки безопасности в птицеводстве использовано РД.2.33 - 89 «Машины и оборудование для животноводства и кормопроизводства». На основании этого документа, который устанавливает типовые методы на основу для разработки методик оценки безопасности по опасным и вредным производственным факторам, регламентированным системой стандартов безопасности труда.

При оценке биологической безопасности устанавливают возможность:

- возникновения заболеваний, состояния носительства, вызванных микроорганизмами и макроорганизмами (птицей);

- контроля за физиологическим состоянием и поведением биологического объекта (птицы);

- возникновения пожаров и взрывоопасных условий при выделении продуктов жизнедеятельности и распада биологических объектов.

Устанавливают также:

- наличие предохранительных устройств, с которыми контактируют оператор и птица, препятствуюш,их нанесению травм и загрязнению спецодежды и открытых частей тела выделениями птицы;

- наличия в технологическом процессе веществ и устройств, могущих привести к испугу птицы;

- возможность безопасного отлова и удаления из зоны действия машин и оборудования больной птицы и ее трупов;

- влияние ветеринарно-санитарных обработок на безопасность людей, поведение птицы и надежность защитных устройств машин;

- наличие средств, исключающих возможность загрязнения окружающей среды;

- наличие возможности очистки, обеззараживания или обезвреживания машин при их обслуживании.

Удобство технологического обслуживания оценивают наблюдением в процессе работы, а также методом выборочного хронометража рабочих операций. При этом оценивают:

- частоту покидания оператором рабочего места с целью обеспечения технологического процесса;

- приспособленность машины к механизированной загрузке и выгрузке технологического материала;

- величину пути, проходимого оператором при обслуживании машины за смену;

- расположение обслуживаемых узлов машины в пределах зоны моторного поля, узлов, за которыми необходим контроль, - в зоне зрительного наблюдения оператора [133].

3.1.1 Методика определения тяжести и иапряженности труда.

Тяжесть и напряженность труда работника определяют по эргономическим и психофизиологическим критериям в соответствии с таблицей, разработанной НИИ труда.

Мощность механической работы работника состоит из работы (мощности работы), затрачиваемой на выполнение элементарных рабочих операций, Вт:

где N - суммарная мощность механической работы работника за смену;

Ni - мощность механической работы работника, затрачиваемая на выполнение элементарных рабочих операций за рабочую смену.

Расчет мощности элементарных рабочих операций производят по формуле:

iV,.=9,81F-, (3.4) где F - усилие на рабочем органе, Н;

S - расстояние перемещения рабочего органа при выполнении элементарных рабочих операций;

t - время выполнения элементарных рабочих операций.

Время нахождения оператора в неудобной рабочей позе определяют хронометражными наблюдениями, фиксирующими продолжительность нахождения оператора в той или иной позе за рабочую смену.

Оценку рабочей позы проводят по общей характеристике положения оператора при работе, по характеристике положения отдельных частей тела, суставов и углов между ними.

Измерение углов наклона туловища, головы и суставных углов проводят с помощью транспортира, линейки и отвеса. При определении углов транспортир устанавливают центром в вершину измеряемого угла и прямолинейной стороной вдоль оси проксимального звена.

Длительность сосредоточенного внимания определяют визуально на рабочем месте оператора, фиксируя секундомером и рассчитывая в процентах к общему времени основной работы.

Энергозатраты оператора в процессе выполнения работы определяют методом Дугласа-Холдена. Выдыхаемый воздух собирают с помощью маски или мундщтука в газовый мешок Дугласа и затем анализируют на содержание в нем кислорода и углекислоты в газоанализаторе Холдена или на масспектрометре.

При вычислении объемов потребляемого кислорода и выделенной углекислоты используют данные, характеризующие вентиляцию, приведенную к нормальным условиям.

По содержанию газов в выдыхаемом воздухе определяют величину энергозатрат, которую рассчитывают по величине дыхательного коэффициента (частное от деления количества выделенной организмом углекислоты на количество потребляемого за это время кислорода). Измерив величину дыхательного коэффициента, определяют тепловой эквивалент 1 л поглощенного кислорода в калориях по соответствующим таблицам.

Величину энергозатрат выражают в килокалориях за 1 мин, 1 ч или за сутки.

Частоту пульса определяют телеметрически на протяжении всего рабочего дня или повторно в течение 10-15 с, но не позже чем через 5-14 с после окончания той или иной технологической операции.

Среднюю частоту пульса за смену получают двумя способами:

- измерением пульса через каждые 20-30 мин с последующим вычислением средней частоты;

Исследованием частоты пульса в период основных работ: в работе (учитывая ее продолжительность, проводят несколько измерений), при ремонте агрегата, отдыхе и т.д. В этих случаях вычисляют средневзвешенную частоту пульса с учетом продолжительности каждого этапа.

Для измерения мышечной силы и выносливости используют гидравлические динамометры.

При измерениях силы и выносливости испытуемого, пространственное расположение предплечья, кисти должны быть стандартны: испытуемый сидит на стуле в удобном положении. Предплечье правой руки лежит на столе, ладонь повернута кверху. Экспериментатор дает в руку испытуемому грушу динамометра и просит сжать ее с максимальным усилием. Отрывать предплечье от поверхности стола и менять его пространственное положение запрещается.

Измерения проводят не менее 3 раз с интервалом в 1 мин. В протокол заносятся средние данные этих значений.

Перед началом измерений мышечной выносливости определяют максимальную мышечную силу - максимальное усилие, с которым испытуемый способен сжать грушу гидравлического динамометра. Измерения проводят трехкратно. Получив из трех измерений величину максимальной мышечной силы, испытуемому предлагают сжать грушу с усилием, составляющим 75 % от максимального удержания усилия до отказа фиксируют секундомером.

При последующих измерениях статической мышечной выносливости в динамике смены процедура измерений остается стандартной: вначале определяется максимальная мышечная сила, а затем определяется мышечная выносливость - максимальное время удержания усилия, составляющего75 % от максимального.

Измерения скрытого времени зрительно-моторных реакций проводят при помощи хронорефлексометров различных конструкций с погрешностью измерений, не превышающей 1м/с.

При измерениях испытуемый должен как можно быстрее нажимать на реактивную кнопку в ответ на световой сигнал. Источник для предъявления световых сигналов размещают на специальном табло на расстоянии 0,8-1 м от испытуемого в центральном поле его зрения. Табло должно содержать затемняющий каркас, исключающий попадания прямых солнечных лучей и обеспечивающий относительно равномерное освещение источника световых сигналов. При измерениях правый указательный палец испытуемого размещается на реактивной кнопке. Подают 15 световых сигналов.

Длительность каждого сигнала 0,5 с, цвет сигналов, получаемый при использовании светодиодов типа АЛ 107, красный, интервал между сигналами 10 с. За 1,5±0,05 с до предъявления очередного сигнала к двигательным реакциям экспериментатор в словесной форме подает предупредительный сигнал «внимание». При обработке результатов определяют среднее время реакций. Первые 5 реакций в расчет не принимаются. Из расчета исключаются выпадающие результаты (артефакты), определяемые по формуле:

(3.5) Т = ^Тсг, где Т - критерий выпада;

I - выделяющиеся значение времени реакции (или очень больщое, или очень малое);

М и О - средняя арифметическая и среднеквадратическое отклонение, рассчитанные для 10 измерений, включающие артефакты;

Тст - стандартное значение критерия выпадов, для 10 измерений равное 2, 3.

Исследование внимания проводят при помощи дефиринцированного метода отыскивания цифр на красно-черных таблицах Шульте-Горбова.

Таблицы содержат 49 клеток, в каждой из которых размещается в случайном порядке либо черная (от 1 до 25), либо красная (от 1 до 24) цифра. Для проведения исследований в динамике смены необходимо иметь 6-8 вариантов таблиц. Перед началом первого исследования испытуемому с целью ознакомления с существом задания предоставляется возможность потренироваться на пробном варианте таблицы в поиске цифр. После тренировки испытуемого предупреждают о начале исследования и предъявляют новый вариант таблицы. Время выполнения задания фиксируется секундомером. Число ошибок - визуально. Объем внимания (ОВ) рассчитывают по формуле:

М, (3.6) ^ П-С где П - число цифр в таблице (П=49);

С-число ошибок;

М-время поиска цифр на таблице.

Исследования физиологических показателей проводят в начале 1, 3, 6 и после 8 ч работы, но не менее 2 раз - в начале и после 8 ч работы. Данные, полученные после работы, сравнивают с данными первого часа.

Оценку тяжести труда проводят по мощности внешней механической работы, времени нахождения в неудобной рабочей позе, числу движений в час, частоте пульса, величине прилагаемых усилий, энерготратам и мышечной силе, а оценку напряженности труда - по времени сосредоточенного внимания, частоте пульса, изменению мышечной выносливости, скрытому времени зрительно-моторной реакции и функции внимания. Тяжесть и напряженность работы определяют по показателю с наибольшим изменением. Например, если по средним данным наскольких испытуемых в процессе работы мышечная выносливость уменьшилась на 20%, скрытое время реакции на 25%, а средняя частота пульса составила за смену 82 удара в минуту, то работу считают напряженной.

При определении степени тяжести и напряженности труда необходимо провести корректировку оценки с учетом возраста, стажа работы и физических возможностей работающих. Для возраста до 20 и после 40 лет и при стаже работы до 3 лет и более 20 лет, а также при мышечной силе рук менее 300 Н, оценку степени тяжести и напряженности следует увеличить на 1, а в возрасте от 26 до 30 лет, при стаже работы от 5 до 10 лет и мышечной силе рук более 600 Н - уменьшить на 1 категорию.

По результатам испытаний составляют раздел «Оценка тяжести и напряженности труда оператора» протокола испытаний машин [133].

3.2 Методика оценки вредиых веществ и их коицеитрации в воздухе рабочей зоиы Основным критерием контроля качества воздуха является ПДК вредных веществ. При оценке качества воздуха принято выражать содержание загрязняющих веществ в мг на м"' воздуха. Это выражение концентрации применимо для любого агрегатного состояния примесей.

Критерием оценки влияния выбросов вредных веществ на окружающую среду является уровень практических концентраций примесей в полученных в результате рассеивания выбросов, по сравнению с предельно допустимыми.

Для атмосферного воздуха в нашей стране установлены соответствующие значения ПДК.

Пормы ПДК служат исходной базой для проектирования и экспертизы новых машин и механизмов, технологических линий, промышленных сооружений и предприятий, а также для расчета вентиляционных, газопылеувлажняющих и кондиционирующих систем, контролирующих приборов и систем сигнализации. Государственным стандартом установлены величины предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в воздух.

Это научно-технический норматив для конкретного источника загрязнения, обязательный для данной организации [180], Измерение вредных веществ проводят в зоне дыхания работника по ГОСТ 12.1.005 при выполнении трудового процесса.

При измерении вредных веществ в воздухе рабочей зоны птицеводческого хозяйства должно быть укомплектовано и подготовлено к работе в соответствии с нормативно-технической документацией.

На машинах в производственных помещениях измерения проводят при включенных системах вентиляции и отопления, соответствующих теплому или холодному периоду года.

Измерения вредных веществ в воздухе рабочей зоны мобильных машин проводят при соблюдении следующих условий:

- вид работы - характерный для машины с наибольшим выделением вредных веществ в рабочую зону;

- скорость движения - близкая к максимальной, обеспечивающая качество работы;

- направление движения - по ветру и против ветра (отклонение не более 30%);

- скорость ветра - не более 5 м/с;

- относительная влажность воздуха - не более 70%.

В производственном помещении необходим постоянный контроль за содержанием вредных веществ и пыли в воздухе рабочей зоны. Отбор проб на определение этих веществ обычно проводят на рабочем месте на уровне дыхания работающего на высоте примерно 1,5 м в непосредственной близости к месту работы, а также в нейтральных точках - на некотором расстоянии (1-3 5 м и более) от мест образования пыли - и в проходах.

При отборе проб воздуха обязательно регистрируются условия, отбора:

температура воздуха на рабочем месте, вид выполняемой операции, факторы' которые могут повлиять на запыленность воздуха (открытые или закрытые фрамуги, включенная или выключенная вентиляция и др.) время и длительность отбора, скорость движения воздуха.

Основными документами, которые устанавливают условия проведения отбора проб воздуха, анализа запыленности и загазованности в производственных помещениях, являются ГОСТ 12.1.003 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования», ГОСТ 12.1. «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Метод измерения концентрации вредных веществ индикаторными трубками», ГОСТ 12.1.016 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методам измерения концентрации вредных веществ».

В современных пылемерах используются различные методы определения концентрации пылевых частиц в воздухе. К ним относятся фильтрационные, седиментационные, электрические, преципитационные, а также оптический и фотометрический методы.

Весьма перспективны новые методы измерения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны с использованием лазерной техники.

При этом точность измерения зависит от физико-химических свойств частиц пыли, методов и приборов для измерения концентрации пыли.

Известно, более 60 стандартных приборов для отбора пылевых проб. В отличие от газоанализаторов, которые основаны как на химических, так и на физических методах измерения, в пылемерах применяют только физические методы.

Методы измерения концентрации пыли делят на две группы [22, 60]:

- методы, основанные на предварительном осаждении;

- методы без предварительного осаждения пыли.

Основным преимуществом методов первой группы является возможность измерения массовой концентрации пыли. К недостаткам следует отнести акустический характер измерения, высокую трудоемкость, низкую чувствительность анализа, которая обуславливает длительность пробоотбора до нескольких часов при измерении микроконцентраций пыли.

Преимуществами методов второй группы являются: возможность непосредственных измерений в самой пылевоздушной среде, непрерывность измерений, высокая чувствительность и практическая безинерционность измерений. Влияние изменений дисперсного состава и других свойств пыли на результаты измерения относится к существенным недостаткам методов этой группы.

Рассмотрим некоторые методы оценки концентрации вредных веществ. В нашей стране наиболее распространен прямой весовой (гравиметрический) метод измерения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны. Он заключается в отборе всей находящейся в зоне дыхания пыли на специальные аэрозольные фильтры типа АФА ВП, задерживающий пыль механически и в следствие электростатических свойств ткани фильтра. Среднесменная концентрация пыли на рабочем месте может быть рассчитана исходя из возникающей пылевой нагрузки с учетом длительности и тяжести трудового процесса:

(3.7).

!!b!!h где Сп- концентрация пыли в воздухе, мг/м'';

тгигп]' масса фильтра соответственно до и после опыта, мг;

Un - скорость отбора пробы воздуха, л/мин;

t - длительность отбора пробы, мин.

Измерение концентрации и дисперсности пыли проводят в период с 11 до 16 часов местного времени.

Измерительные средства, метод контроля концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны проводят по ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 12.1.014.

На каждом рабочем месте проводят не менее 5 измерений и отбирают не менее 5 проб.

Перед взвещиванием аналитических фильтров их следует выдержать до опытов и после них при одинаковых температурно-влажностных условиях в течение не менее Зч.

Результаты измерений оформляют согласно требований ГОСТ 12.2.002.

За результаты измерений содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны принимают среднее арифметическое результатов измерений.

Результаты оценивают по ГОСТ 12.1.005 [133].

Отбор проб осуществляется с помощью различных аспираторов. Отбор проб с воздуховодов, как правило, выполняется методом внещней фильтрации (рис. 3.1).

В воздуховод устанавливается пылезаборная трубка, к которой присоединяется патрон с фильтром. Расход воздуха определяется реометром или ротаметром.

Пылезаборная трубка с внутренним 06-^8 мм. Один конец трубки загнут под углом 90° с радиусом закругления, который обеспечивает свободное движение запыленного воздуха (R=2D). С воздухозаборной трубкой поставляется набор сменных насадок с различными диаметрами входных отверстий. Насадки способствуют условиям изокинетического отбора проб, т.е.

равномерную скорость воздуха в потоке.

Рисунок 3.1 - Схема установки но отбору нроб ныли в воздуховодах:

1-пылезаборная трубка;

2-фильтр;

3-аспиратор С целью снижения оседания пыли на внутренних стенках трубки необходимо использовать их минимальной длины (не более 1м).

Концентрация пыли в различных точках поперечного разреза воздуховода колеблется в больщих пределах;

в горизонтальных воздуховодах концентрация пыли в нижней части в десятки раз выше, чем в верхней;

в вертикальных воздуховодах концентрация пыли возле стенок в 5-^-10 раз выше, чем по центру воздуховода, вследствие враш;

ающегося движения пыли и электрических сил притяжения их к заземленным стенкам воздуховода.

Для достоверности полученных данных при замере запыленности воздуха в воздуховодах пылезаборную трубу устанавливают не менее, чем в 12 точках поперечного разреза в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В этих точках воздуховода вначале замеряют динамическое давление и определяют скорость движения воздуха в каждой точке. Зная скорость и расход по реометру определяют диаметр отверстия насадки пылезаборной трубки:

(3.8) где d - диаметр отверстия насадки пылезаборной трубки, мм;

q - расход воздуха по реометру, л/мин;

и - скорость воздуха в точке забора проба, м/с.

При определении зависимости расхода воздуха по реометру от скорости воздуха и диаметра отверстия насадки пылезаборной трубки применяют специальные графики, рис. 3.2.

Расход воздуха для отбора проб определяется по формуле:

(3.9) Q = 0,047-V'd\ где V - скорость воздуха в воздухопроводе, м/с;

J-диаметр входного отверстия пылезаборной трубки, мм.

Определения содержания пыли седиментационным или счетным методом основано на осаждении пылинок на липкие поверхности с последующим их подсчетом.

Предметные стекла, покрытые слоем бальзама, оставляют открытыми на 10 мин. После этого определяют количество пылинок на 1 см^ площади под малым увеличением микроскопа. Объем воздуха при этом не учитывается.

Существуют пылесчетчики различной конструкции: Оуенса, Матусевича и т.д.

05 мм 06 мм / ^ / / f / 24 / / / 07 мм / 20 / / 18 / 08 мм / / / / 14 / / / 09 мм 12 / / у 010 мм / 10 f / / 8 / 013 мм / / - ^ 4 /у —— 020 мм 1^ — •^ — — ^ — — 025 мм •—— О •^^^ 10 14 18 22 26 30 34 38 42 26 Р, л/мин Рисунок 3.2 -График зависимости расхода Р и скорости воздуха от диаметра иасадки.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает фотоэлектрический счетчик аэрозольных частиц АЗ-5 (диапазон измерения от до 3000000 частиц/л);

пылемер ИКП-1, он предназначен для измерения весовых концентраций механических примесей в воздухе помещений в диапазоне 0,1 500 MIVMI Для установления размера (дисперсности) твердых аэрозольных частиц (пыли) и их частичной концентрации готовят пылевой препарат. Аэрозольные частицы улавливают на фильтры АФА-ДП-3 из определенного объема воздуха с последующим просветлением фильтрующего элемента фильтра и исследованием частиц под микроскопом. Под микроскопом подсчитывают количество аэрозольных частиц, содержащихся в пленке на единице поверхности, и определяют их размер с помощью окулярного микрометра и микроскопа.

При определении размеров пылевых частиц в нескольких полях зрения измеряют при помощи окулярного микрометра 100 пылинок и распределяют в зависимости от размеров по группам: до 2;

2-4;

4-6;

6-10 и свыше 10 мкм. Затем абсолютные числа каждой группы выражают в процентах к общей сумме измеренных пылевых частиц.

Перед взвешивание (до и после просасывания воздуха) фильтры достаточно поместить на 30-40 мин около весов, чтобы температура их сравнялась с температурой воздуха в футляре весов.

Определение концентрации вредных веществ, присутствующих в воздухе в виде паров и газов, может также осуществляться различными методами, например с использованием переносных газоанализаторов типа УГ-1 или УГ- [22,36].

Радиоизотопный метод измерения концентрации пыли основан на использовании свойства радиоактивного излучения поглощаться частицами пыли. Непосредственно измерить поглощение радиоактивного излучения пылью, взвешенной в воздухе или движущейся в пылегазовом потоке, практически невозможно из-за малой концентрации пыли, Поэтому запыленный воздух предварительно фильтруют и затем определяют массу осевшей пыли по ослаблению радиоактивного излучения при прохождении его через пылевой осадок. Концентрацию пыли рассчитывают по формуле (3.10) и определяют, исходя из зависимости [3]:

(3.10) ^рад=крад^М-Мп,^) где 1рад и 1о,рад ^хр - интенсивность радиоактивного излучения после прохождения его через пылевой осадок на фильтре и через чистый фильтр;

fim - массовый коэффициент поглощения радиоактивного излучения, равный ^„ = aE^l^ - максимальная энергия радиоактивного излучения;

аиЬ-константы (а = 0,017-0,022;

6 = 1,14-^ 1,50).

Фотометрический метод. Этот метод измерения основан на предварительном осаждении частиц пыли на фильтре и определении оптической плотности пылевого осадка. Метод включает операции, аналогичные весовому методу, но вместо взвешивания пылевого осадка проводят его фотометрирования. Оптическую плотность пылевого осадка можно определить путем измерения поглошения или рассеяния им света.

Измерения оптической плотности пылевого слоя по поглощению света основано на определении интенсивности света, прошедшего через слой [22, 60]:

/ = /оехр(-С^), (3.11) где 1о - интенсивность начального светового потока;

С - концентрация пыли, накапливаемой на фильтре;

е - показатель поглощения света, приходящийся на единицу концентрации пыли;

к - толщина слоя пыли.

Оптическая плотность D пылевого слоя равна:

(3.12) D=lg(Io/I)=0,434 еСк Специалисты с «Ривил инджиринг» разработали новую следящую систему, которая представляет оптическую систему и позволяет определить концентрацию вдыхаемой пыли посредством небольших мониторов. Поступая в монитор, воздух проходит через отстойник, где из него удаляются не вдыхаемые компоненты пыли. Свободный от этих загрязнений воздух поступает затем в камеру, освещенную лазерным лучом. Пыль отражается и рассеивает луч подобно пылинкам, танцующим в солнечном луче. Число отражений прямо соответствует запыленности воздуха. Эти показания могут быть переданы на контрольную станцию, находящейся в диспетчерской. Одна из особенностей этой установки та, что на гибком диске, размещаемом на небольшом компьютере типа ИБМ, записана математическая программа управления, которая позволяет контролировать до восьми мониторов, установленных на расстоянии до 8 км.

Люминесцентный метод. Для определения концентрации пыли в воздухе используют осаждение её на фильтр, обработанный определенными флуоресцирующими растворами и последующее измерение интенсивности излучения флуоресценции. Для исключения влияния изменения флуоресцентных свойств фильтра измеряют интенсивность флуоресценции фильтра до и после осаждения на нем пылевого осадка. Осевшая пыль вызывает тушение флуоресценции, причем имеет место линейная зависимость между тушением флуоресценции и поверхностной концентрации пыли, которая аппроксимируется следующим уравнением [22, 60]:

= 0,948+ 0,059С„„, (3.13) ф где 1о, ф„/1фл - отношение интенсивностей излучения флуоресценции чистого фильтра и фильтра с пылевым осадком;

Ств - поверхностная концентрация пыли.

Достоинством метода является высокая чувствительность и широкий интервал измеряемых концентрации (порядка 10^), а недостатком трудоемкость.


В основу метода механических вибраций положено измерение изменение частоты колеблющегося элемента при осаждении на нем пыли. Можно использовать колеблющийся фильтр, укрепленный в пружинном держателе [22].

Метод, основанный на измерении перепада давлений на фильтре.

Концентрацию пыли можно определить, пропуская пылегазовый поток с постоянной скоростью через фильтр и измеряя разность давлений на входе и выходе фильтра. Данный метод используют для непрерывного измерения массовой концентрации пыли в потоке.

Абсорбционный метод. Основан на явлении поглощения света при прохождении его через пылегазовую среду. Метод имеет такие преимущества, как малая трудоемкость, практическая безинерционность измерения и возможность измерения непосредственно в пылегазовой среде без пробоотбора при полной автоматизации процесса измерения. Этот метод позволяет проводить непрерывные измерения и определять мгновенные значения концентрации пыли без внесения возмущений в исследуемую среду, что не выполнимо при использовании методов, основанных на предварительном осаждении пыли.

Метод интегрального светорассеяния дает возможность определять массовую концентрацию частиц пыли по измерению суммарной интенсивности рассеянного света, позволяет измерять массовую концентрацию как монодисперсной, так и полидисперсной пыли. Однако при исследовании полидисперсной пыли возрастает погрешность измерения до ±15%.

Метод лазерного зондирования основан на свойствах частиц поглощать или рассеивать лазерные излучения. Измерение поглощения лазерного излучения частицами можно проводить двумя способами: лазер и фотоприемник удалены на значительное расстояние или же лазер и фотоприемник расположены рядом, а луч лазера отражается от зеркального отражателя, удаленного на значительное расстояние.

Рассматриваемый метод имеет существенные преимущества перед другими методами измерения концентрации пыли. Прежде всего, он позволяет детально исследовать пространственно-временную структуру запыленности атмосферного воздуха, выявить источники пылевыделения и их вклад в запыленность атмосферы на различных расстояниях от источника. Измерение концентрации пыли можно проводить от источника и от стационарных и подвижных источников пылевыделения. Весьма существенно, что метод лазерного зондирования обладает более высокой чувствительностью и избирательностью по сравнению с другими оптическими методами вследствие большой полезной мощности лазерного излучения в узкой полосе спектра.

Недостатки метода являются высокая стоимость аппаратуры, а также погрешности измерений, которые составляют около 12% [62].

в основу индукционного метода определения концентрации положено определение индуцированного на электроде измерительной камеры заряда, возникающего при движении через камеру заряженных пылевых частиц [64].

Величина заряда является мерой массовой концентрации пыли.

Применение индукционного метода позволило создать пылемеры довольно простой конструкции. Однако методу присущи погрешности, так как распределение зарядов на частицах пыли зависит от многих факторов и с течением времени может меняться в широких пределах. Погрешности можно значительно уменьшить, если частицы пыли предварительно заряжать.

Контактно-электрический метод основан на способности пылевых частиц электризоваться при соприкосновении с твердым материалом.

Для зарядки частиц используются следующие виды электризации:

статико-электрическая (электризация при разделении твердого тела на части);

баллоэлектрическая (электризация при соударении твердых тел);

трибоэлектрическая (электризация при относительном перемещении соприкасающихся твердых тел).

На электризацию частиц пыли при взаимодействии их с преградами оказывают влияние многие факторы физико-химические свойства частиц пыли и материала, из которого выполнен электризатор, дисперсный состав пыли, скорость движения частиц, их температура и влажность, что является недостатком данного метода [22].

Емкостной метод основан на измерении изменения емкости конденсатора при введении частиц пыли между его пластинами. Если конденсатор включить в цепь колебательного контура, частота собственных колебаний которого сравнивается с эталонной, то по разности частот можно судить о концентрации пыли.

При использовании емкостного метода следует учитывать электрические свойства пыли. Непроводящая пыль меняет только частоту, а проводящая частоту и добротность контура. Измеряя изменение указанных параметров резонансного контура, можно судить о концентрации проводящей и диэлектрической пыли.

Если предположить, что все составляющие погрешности аддитивны и взаимонезависимы, то суммарная абсолютная средняя квадратическая погрешность АС определения концентрации пыли весовым методом может быть представлена следующим выражением [60]:

Щ (3.14) АС = +— АГ dV dm где Ато, AT, AV, At - абсолютные погрешности определения массы чистого фильтра, фильтра с пробой пыли, объемной скорости и времени отбора пробы пыли соответственно.

Частные производные, входящие в (3.14) имеют следующие значения:

dC dC dC —im — m \ dC —im — m \ — —, —., — -. \j,ijj dm dniQ dVt dV tV dt Vt Подставив значения производных в выражение (3.14) после соответствующих преобразований получим уравнения для определения абсолютной АС и относительной АС/С погрешностей в зависимости от погрешностей определения составляющих:

+ (W + V' (3.16) АС = Vt АГ + Awo +(m-Wo)^ V' t' AC (3.17) Из уравнения (3.17) следует, что для увеличения точности определения концентрации пыли весовым методом нужно не только повышать точность измерения исходных величин (ш, то, V, t), но и обеспечить определенную массу (m - mo) отобранной пыли. При (m - Шо) = 1,2 мг погрешность измерения концентрации пыли составляет ± 20%.

Для проведения градуировки прибора использовалась лабораторная установка (рис. 3.3), которая включает в себя генератор пыли 1, пылевую камеру 2, вентилятор 3, зонд 4 для отбора пробы на фильтр при контроле весовым методом. Место установки 5 выбирали таким образом, чтобы пробоотборный зонд 4 находился на небольшом расстоянии от него на одной линии потока. Только при соблюдении этого условия значения концентрации пыли, измеряемые весовым методом и испытуемым пылемером, будут равны между собой.

С помощью генератора в пылевой камере создавались различные концентрации пыли, соответствующие интервалу измеряемых пылемером концентраций. Точность дозирования пыли должна быть достаточно высокой, а концентрация ее в камере при установившемся режиме стабильная во времени.

Однако выполнить второе условие довольно трудно из-за непрерывного осаждения взвешенных частиц пыли и их агрегации. В генерируемых пыле газовых потоках наблюдаются значительные кратковременные флуктуации концентрации пыли. Поэтому результаты измерения приходилось усреднять за определенный интервал времени.

Значения основной абсолютной погрешности ОС и основной приведенной погрешности у испытуемого прибора в каждой точке проверки рассчитывались по формулам:

ДС = С;

,-Сд, (3.18) АС-100,.,_, (3.19) у fc-cj' где Си - измеренное значение концентрации пыли в точке проверки по показаниям отградуированного прибора;

Сд - действительное значение концентрации пыли в точке проверки, измеренное весовым методом;

Рисунок 3.3 - Структурная схема установки для градуирования пылемеров:

1- генератор пыли;

2- пылевая камера;

3- вептилятор;

4- пробоотборный зонд;

5- место установки первичного преобразователя пылемера.

Вычисление оценки средней квадратичной погрешности проводилось следующим выражением:

(3.20) /=i где AC = — ^ AC - среднее арифметическое значение абсолютной погрешности.

Вычисление оценки среднего квадратического отклонения для среднего значения погрешности выражается формулой:

(3.21) Доверительный интервал ±s погрешности рассчитывается по формуле:

(3.22) е = Ъа^.

3.3 Методика оценки микроклиматических условий.

Измеряемые показатели:

- температура, относительная влажность и скорость движения воздуха на рабочем месте и в рабочей зоне;

- темнература поверхностей, окружающих рабочее место и оборудование, с которым может контактировать оператор.

Условия измерений:

- температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха на рабочем месте Измеряют на высоте 1500 ± 100 мм при работе стоя и 760 ± 100 мм при работе сидя;

кроме того, измеряют температуру воздуха на высоте 100 мм от пола;

- температуру, относительную влажность и скорость ветра наружного воздуха измеряют на высоте 1500 мм;

- температуру поверхностей измеряют в нескольких точках по всей поверхности для выявления наиболее высоких и низких значений ее.

При измерении показателей микроклимата проводят в течение 1 ч при о температуре ±3 С от средней расчетной температуры основных месяцев работы машины и средств нормализации микроклимата.

Измерение проводят термометрами, психрометром типа МВ-4М и анемометром типа АСО-3 и МС-13.

Оценочные критерии:

- температура, относительная влажность и скорость движения воздуха на рабочем месте на высоте 760 или 1500 мм;

- температура поверхностей;

- перепад температуры на рабочем месте на высоте 100 мм, 760 мм, 1500 мм в зависимости от работы сидя или стоя.

За оценочный критерий принимают максимальную температуру воздуха на высоте 760 или 1500 мм в теплый период и минимальную температуру в холодный период.

Результаты измерений оценивают по требованиям ГОСТ 12.2.019 и ГОСТ 12.1.005 [133].

3.4 Методика оценки интенсивиости запаха Измеряемые показатели:

VK - объемная скорость кислорода (или воздуха без запаха), л/мин;

VB - объемная скорость загрязненного воздуха, л/мин.

Условия измерений:

- отбор проб проводят в емкости 5- 8 л в зоне дыхания оператора по ГОСТ 12.1.005 и хранят не более 1 ч;

- анализ пробы проводят в лабораторных условиях при температуре воздуха 20 ± 3 Си 40-60% относительной влажности в 9-11 ч дня;


- эксперт должен быть в возрасте 2 0 - 5 0 лет. В день эксперт может проводить не более 5 измерений. Для исключения адаптации между измерениями эксперт должен дышать воздухом без примесей запаха.

Измерение объемной скорости смешиваемых газов (кислорода и загрязненного воздуха) проводят на ольфактометре.., Измерение интенсивности запаха:

- при анализе пробы к кислороду в ольфактометре постепенно добавляют воздух, содержащий запах, до уровня, соответствующего порогу восприятия его экспертом;

- кратность разбавления (G3) загрязненного воздуха кислородом до порога восприятия является мерой интенсивности запаха, которую определяют по формуле:

(3.23) G,=^.

За оценочный критерий принимают среднее значение измерений на ольфактометре двумя - тремя экспертами, каждый из которых проводит не менее чем 3 измерения.

Допустимым уровнем интенсивности запаха предварительно рекомендуется G3 = 7 [133].

3.5 Методика микробиологического исследоваиия воздуха.

Пыль находящаяся в воздухе служит хорошей средой для распространения микроорганизмов, он является носителем большого количества спор и вегетативных клеток микроорганизмов.

Для гигиенической характеристике бактериального загрязнения воздуха устанавливают общее количество бактерий и грибов в 1 м^ воздуха, отдельных микроорганизмов, которые могут служить санитарно-гигиеническими показателями загрязненности воздуха.

Для исследования воздуха применяют микробиологические методы и подразделяют их в зависимости от принципа, применяемого для улавливания бактерий на седиментационные, фильтрационные и основанные на принципе ударного действия воздушной струи.

Седиментационные методы, основанные на оседании частиц и капель бактериального аэрозоля под действием силы тяжести и естественных токов воздуха, не позволяют определить содержание микроорганизмов в воздухе, так как улавливают главным образом грубодисперсные фракции аэрозоля [155].

Группу фильтрационных (аспирационных) методов можно подразделить на методы, использующие питательные среды и методы, в которых используются оба принципа отбора проб.

Для определения общего числа бактерий в воздухе и, особенно, для их видовой характеристики необходимо, чтобы при равномерном посеве проб на чашки Петри число их не превышало 200 - 300. Наиболее благоприятные условия для подсчета и характеристик колоний создаются при росте 50 - колоний. Если их более 400 - 500, определение характера микрофлоры затрудняется.

При улавливании микрофлоры в жидких средах, суспендировании микроорганизмов с поверхности фильтров в жидкость и дальнейшем посеве части жидкости на плотные питательные среды следует стремиться к тому, чтобы число выросших колоний не превышало 60 - 100 на чашке. Перед посевом чашки со средой должны быть подсушены в термостате. При небольших количествах микроорганизмов в улавливаюшей жидкости они могут быть сконцентрированы фильтрованием всей жидкости или ее части через мембранные фильтры №3 с последующим помешением фильтров на плотные питательные среды. Этот прием позволяет также избежать значительных ошибок в определении общего числа бактерий в 1 м^ воздуха за счет больших множителей.

При отборе проб воздуха на мембранные фильтры №4 и вырашивании их из МПА ползучий рост микроорганизмов наблюдается реже. Из-за относительно небольшой поверхности мембранных фильтров наиболее благоприятное для проведения анализа число колоний на одном фильтре составляет 50-70.

Седиментационный метод. Этот метод наиболее простой, но менее точный. Он заключается в следуюшем: чашки Петри с питательной средой (мясо-пептонный агар, агар Чапека, среда Эндо и др.) расставляют в нескольких местах помещения и оставляют открытыми на 5 или 10 мин. Затем чашки закрывают и выдерживают в течении 2 суток при температуре 37 °С (для определения количества грибов чашки выдерживают в течении 10 суток при температуре 20-25 °С). Выросшие колонии подсчитывают через24 и 48 часов, а колонии грибов - через 2,3, 5 суток.

Для подсчета пользуются формулой, основанной на гипотезе В.Л.

Омельянского, по которой на площадь чашки в 100 см^ за 5 мин оседает столько микроорганизмов, сколько их есть в 10 л воздуха.

Тогда в 1 м^ воздуха количество микроорганизмов будет (3.24) где X - количество микроорганизмов в 1 м^ воздуха;

а - количество микроорганизмов, выросших в чашке Петри;

в - площадь чашки Петри, см^;

Т - время, мин.

Этот способ не очень точен. Ему присущи такие недостатки:

- на чашку оседают микробы не только из столба воздуха, находящегося непосредственно над поверхностью питательной среды, но и заносимые воздухом из прилегающих воздушных слоев. Постоянно существующие токи воздуха увеличивают число микробов, осаждающихся на чашках Петри;

- на чашках оседает незначительная часть высокодисперсной фазы аэрозоля, где заключены стрептококки и патогенные микроорганизмы.

Поэтому, несмотря на свою простоту, эти методы имеют лишь ограниченное применение.

Показатели, высчитанные по формуле В. Л. Омельянского, оказываются примерно втрое меньшими, чем цифры' полученные с помощью прибора Кротова.

Существуют ряд приборов для бактериологического исследования воздуха: бактериально-вирусный электропреципитатор, пробоотборник аэрозольный бактериологический, прибор Дьяконова, бактериуловитель Речменского, прибор ПОВ-1, уловитель Киктенко, прибор Андерсена и др.

[155].

Для проведения экспериментальных исследований по изучению состава пыли и микробиологическому исследованию воздуха рабочей зоны птицеводческих помещений были использованы приборы и оборудование (таблица 3.1). Абсолютная погрешность единичного измерения количественно оценивалась по предельной ошибке измерения, которая в случае прямого замера принималась равной половине цены деления измерительного инструмента или прибора.

Этим методом рекомендуется пользоваться главным образом для получения сравнительных данных о чистоте воздуха отдельных помещений или одного и того же помещения при различных производственных процессах и режимах вентиляции.

Таблица 3.1 - Приборы измерения Наименование Прибор Марка Предел регистрируемого измерения измерения нараметра Санитарно микробиологическое исследование воздуха:

20- Количество бактерий в 1 м^;

Прибор Модель л/мин Ю.А. Кротова содержание жизнеспособных спор грибов в 1м^ М- Дисперсность пыли, мкм Микроскоп 7x10x0, На этом же принципе, но с большей точностью определения основан метод В.Ф. Матусевича. Для отбора воздуха используют цилиндр емкостью 1 л, изготовленный из плотной бумаги (размер листа 12,7x30 см). Бумажные цилиндры перед исследование стерилизуют и оба конца их закрывают чашками Петри. Перед исследованием снимают чашки Петри и плавным горизонтальным движением отбирают пробы исследуемого воздуха. Нижний конец цилиндра ставят в чашку Петри или мясо-пептонный агар, а сверху закрывают крышкой этой же чашки. По истечении 10 мин цилиндр снимают, а чашку Петри с агаром ставят на 48 ч в термостат для роста бактерий при температуре 37 °С. Путем подсчета выросших колоний определяют содержание микроорганизмов в 1 л воздуха.

Исследование при помощи прибора Кротова позволяет проводить бактериологический анализ воздуха с учетом числа микробов, находящихся в определенном его объеме (1 м^). В основу действия прибора положен принцип удара воздущной струи о поверхность питательной среды.

При определении общего бактериального обсеменения воздуха через прибор пропускают в среднем 50 л воздуха в течении 2 мин. в сильно загрязненном воздухе экспозиция может быть уменьшена до 1 мин.

В среднем в 1 м^ чистого воздуха в цехе не должно быть более 1000 ед.

микроорганизмов.

Фильтрационный метод позволяет более точно проводить бактериальный анализ воздуха основанного на пропускании известного объема воздуха через стерилизованную жидкую или твердую среду, удерживающую все взвешенные частиц, в том числе и микроорганизмы, после чего эту среду исследуют на количество содержащихся в ней микробов.

Большое распространение получили методы анализа воздуха путем фильтрования его через пористые тела. Одним из фильтрационных методов является метод Дьяконова. Этот метод состоит в том, что через склянки типа Дрекселя со стерильным физиологическим раствором (100 мл) и бусами просасывают 10 - 20 л воздуха. Встряхивая сосуд добиваются гомогенизации задержанных в жидкости аэрозолей и равномерного распределения в ней микроорганизмов. Затем физиологический раствор высеивают на чашки Петри с мясо-пептонным агаром;

чашки ставят на 48 ч в термостат для роста бактерий при температуре 37 °С и подсчитывают выросшие колонии. Делают пересчет количества микробов в 1 м"' воздуха.

В последние годы для определения бактериальной обсемененности воздуха применяют фильтры АФА-БА. Анализ осушествляют посредством улавливания аэрозольных частиц из определенного объема воздуха. Осадок извлекают промыванием фильтра физиологическим раствором с последуюшим анализом этого раствора на питательных средах. Кроме того, для улавливания биологического аэрозоля с целью дальнейшего исследования пробы на обшую обсемененность и содержание патогенных микробов отечественной промышленностью выпускается пробоотборник аэрозоля ПАБ-1. Прибор работает по принципу электростатического осаждения частиц аэрозоля из прокачиваемого воздуха. Частицы могут осаждаться как на плотную, так и в жидкую питательные среды, что позволяет улавливать практически все виды аэромикрофлоры.

Для улавливания из воздуха микроорганизмов, в том числе и вирусов, успешно могут быть использованы импинджеры с жидкостью, через которую барбатируется исследуемый воздух, а также сифонируюший прибор С.С Речменского. Последний представляет собой стеклянный цилиндр с приемником, содержащим стерильную жидкость (физиологический раствор, бульон и др.). При просасывании воздуха происходит распыление жидкости и образуется аэрозоль;

капельки жидкости оседают на внутренних стенках прибора и вновь стекают в приемник, в результате этого жидкость многократно обогащается микроорганизмами из пропускаемого воздуха. Жидкость исследуют бактериологическими и вирусологическими методами. Часть жидкости высеивают на обычные или элективные среды. Титр вируса можно определить биопробой при заражении куриных эмбрионов, а также по ЦПД вируса на монослое культуры клеток ткани.

За последние годы внедряются в практику ускоренные методы индикации микрофлоры воздуха с помощью мембранных фильтров, каскадных импакторов, фильтров И.В. Петрянова «Микрофил» из перхлорвинила и др.

Принцип действия импакторов основан на ударном эффекте частиц потока микробного аэрозоля, направленного на приклеивающую поверхность стеклянной пластинки. Аэрозоль просасывается через серию форсунок с соплами в виде клиновидных щелей, последовательно расположенных под углом [47].

3.6 Методы определения дисперсного состава пыли При определении дисперсного состава пыли, как правило, полидисперсные, следует распределять пылевые частицы по размерам.

Пыль обычно включает в себя частицы, с очень широким, диапазоном размеров. Размеры аэрозольных частиц находятся в пределах 10'^- 10'' см.

Различные по размерам частицы подчиняются различным физическим законам. Так, перемещение частиц различных размеров происходит по законам гравитации, закону Стокса, законам броуновского движения.

Для определения дисперсного состава пыли выполняются специальные лабораторные исследования. Используется ряд методов определения дисперсного состава пылей, которые основаны на различных физических принципах. Выбор метода определяется видом пыли, требуемой точностью, наличием соответствующего оборудования и другими факторами.

Применяют следующие основные методы определения дисперсного состава пыли:

- ситовый анализ - разделение частиц на фракции путем последовательного просеивания навески пыли через лабораторные сита с отверстиями различных размеров;

- седиментометрия - разделение навески пыли на отдельные фракции путем ее осаждения в жидкой или газообразной среде;

- микроскопический анализ - рассмотрение пылевых частиц с помощью оптического или электронного микроскопа, определение формы частиц, их размера и количества по фракциям;

- центробежная сепарация - разделение пыли на фракции с помощью центробежной силы в специальном аппарате.

Пылевые частицы обычно имеют неправильную форму. Поэтому важно выразить размер пылевой частицы таким образом, чтобы он был наиболее характерен. Имеется несколько способов определения размеров пылевых частиц: по размеру в свету наименьших отверстий сита, через которые проходят данные частицы;

по диаметру шарообразных частиц или по наибольшему линейному размеру частиц неправильной формы;

по диаметру условных шарообразных частиц, обладающих при одинаковой плотности скоростью витания, равной скорости витания данной пылевой частицы.

Ситовый метод определения дисперсного состава пыли. Пробу (навеску) пыли разделяют на фракции, последовательно просеивая ее через сито с отверстиями разного размера.

Применяют ручной и механический просевы. Ручной просев обычно используют при исследовательской работе, а также для ответственных производственных анализов. Механический просев осуществляется с помощью специальных приборов, так называемых механических ситовых анализаторов.

Продолжительность анализа при этом значительно сокращается.

Для контроля обычно выполняют два анализа пыли ситовым методом.

Отклонение их результатов по каждой фракции не должно отличаться более чем на 2%.

Кроме наиболее распространенного сухого просева, применяют также мокрый - для исследования влажной пыли, а также в тех случаях, когда пыль склонна к образованию конгломератов и сухой просев затруднен.

Седиментометрический метод определения дисперсного состава пыли.

Этот метод основан на том, что продолжительность осаждения пылевых частиц в жидкой среде зависит от их размеров, выраженных через эквивалентный диаметр;

если она известна, то расчетным путем можно определить эквивалентный диаметр частиц. Последовательное взвешивание осадка позволяет определить процентное содержание этих частиц в пробе пыли.

Микроскопический метод определения дисперсного состава пыли позволяет изучать строение пылевых частиц, сделать микрофотографии пыли.

Могут быть определены размеры пылевых частиц и их количество.

Для рассмотрения дисперсного состава пыли под оптическим микроскопом приготовляют препараты по методу осветления. Запыленный фильтр из материала ФПП-15 подвергают воздействию паров, например ацетона. Материал фильтра расплавляется, образуя прозрачную пленку, и фиксирует частицы пыли. Этот метод непригоден для приготовления препарата пылей, взаимодействующих с растворителем.

Препарат может быть также приготовлен следующим способом:

предметное стекло, сухое или покрытое липким веществом, запыляют, а затем накрывают покровным стеклом.

Для измерения пылевых частиц служит окулярная микрометрическая линейка микроскопа. Дисперсный состав пыли определяют, измеряя частицы и определяя количество частиц каждой фракции. Микроскопический метод весьма трудоемок, однако для некоторых видов пыли является единственно воз можным методом исследований.

В электронном микроскопе в отличие от оптического используются не световые лучи, а электронные, имеющие также волновую природу, и не стеклянные линзы, а электронные. Один из методов приготовления препаратов для рассмотрения в электронном микроскопе заключается в получении коллоидной пленки, в которую вкраплены частицы исследуемой пыли.

Метод центробежной сепарации определения дисперсного состава пыли осуществляется под действием центробежной силы. Возникающая в аппарате центробежная сила в сотни раз больше силы тяжести, на использовании которой основан метод седиментометрии. При этом применение метода центробежной сепарации время проведения анализа значительно сокращается.

Для анализа пыли по методу, центробежной сепарации применяется прибор «Бако». Принцип работы этого прибора состоит в том, что в вихревое поле, которое имеет траекторию плоской спирали, вводят исследуемую пыль.

Происходит разделение пыли на две фракции, затем методом отделения фракций, последовательно разделяют исследуемую навеску пыли на восемь фракций.

Метод центробежной сепарации на аппарате «Бако» приемлем не для всех видов пыли. Аппарат «Бако» не следует применять для анализа слипающихся и волокнистых пылей, так как они забивают камеру разделения прибора и в результате нарушается его работа.

Дисперсный состав пыли, полученный аналитическим путем, может быть представлен в табличной форме или в виде графика. Графическое изображение дисперсного состава пыли более нагляден.

Академиком А. П. Колмогоровым теоретически обосновано, что дисперсность частиц, образующихся при измельчении материала, а течение достаточно длительного времени, подчиняется логарифмическому нормальному закону распределения. Справедливость этого положения была неоднократно подтверждена экспериментально.

График дисперсного состава пылей обычно выполняют в вероятностно логарифмической системе координат. На оси абсцисс откладывают логарифмы диаметров частиц, на оси ординат - массу данной ныли соответствующего размера в процентах. Распределение массы пыли по диаметрам выражается прямой или близкой к ней линией.

Номограмма для определения группы дисперсности, пыли показана на рис.3.4.

По положению линий, характеризующей дисперсный состав пыли, на номограмме можно определить классификационную группу пыли. Если линия проходит по нескольким участкам номограммы, пыль относят к более высокой по дисперсности группе.

Графики дисперсного состава пылей строят на основании полученных данных анализа [177].

:

-Ш 0,7 0,5 I 2 5 10 20- J0lff0d,Mi(M Рисунок 3.4 - Номограмма для определения группы дисперсности пыли 3.7 Методика обработки экспериментальных данных В основу алгоритма положена гипотеза о стационарности процессов по дисперсии и нестационарности по математическому ожиданию. Для приведения к стационарному виду первичную информацию фильтруют.

Фильтрация заключается в центрировании ординат реализации относительно текущего математического ожидания, вычисляемого непрерывно за время фильтрации [18,19].

Разделение текущего математического ожидания и центрированной реализации процесса осуществляется фильтром низких частот с памятью Тф и временными характеристиками прямоугольного вида |o (3.25) или сегментного вида [О nput\ Ширина полосы частот, выделяемой фильтром, Ay= Формализация выбора параметров фильтра затруднительна ввиду того, что до обработки частотный состав процесса и его нестационарных составляющих неизвестен и может лишь приблизительно оцениваться визуальным анализом.

Для планируемых исследований достаточно фильтровать с периодом до 0, длины реализации, т.е. Тф = О,IT.

Для вычисления корреляционной функции задается массив ординат Xi(i=l, 2,..., N), память фильтра Пф, шаг дискретизации и равный ему шаг корреляционного сдвига Ат, максимальный сдвиг Ттах(О,Ш).

Алгоритм предусматривает вычисление среднего значения О N w^ =(l/iV)^x,- и центрирование ординат X = Xi-m^. Далее вычисляют 1= дисперсии без фильтрации Dx.

Для нестационарных реализаций формируется фильтр с памятью Пф, причем ^., = Е/(«,к+Я^, (3.27) -0, где т^^ - текущее среднее f(ni) - характеристика фильтра.

Ординаты центрируют относительно текущего среднего Хф, = Xj - т^,.

Затем вычисляют дисперсию с фильтрацией л = - V(y г П2Я"\ iV-l,=, Корреляционная функция процесса вычисляется по следующему соотнощению 1 О О N-m где т = О, 1, 2, „., М- число, определяющее номер сдвига по оси времени.



Pages:     | 1 | 2 || 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.