Основні теоретичні положення. Людина внаслідок своєї життєдіяльності виділяє тепло в навколишнє середовище

Людина внаслідок своєї життєдіяльності виділяє тепло в навколишнє середовище. Кількість цього тепла залежить від характеру виконуваної роботи.

Для нормального самопочуття потрібно, щоб був нала­годжений постійний відвід випромінюваного організмом теп­ла. Здатність людського організму підтримувати постійну температуру тіла, за рахунок регулювання відведення тепла називається терморегуляцією.

Відведення тепла проходить з поверхні тіла людини за рахунок конвекції, випаровування вологи і випромінювання, а також з повітрям, яке людина видихає. Скрите тепло, яке поглинається під час випаровування поту може становити до 60 % від загальної кількості тепла, що відводиться в навко­лишнє середовище від тіла людини.

Нормальне теплове самопочуття людини під час виконання будь-якої роботи може бути досягнуто за певної комбінації таких параметрів повітря: температури, швидкості руху і від­носної вологості. Значення цих параметрів, які забезпечують найкраще самопочуття і найвищу працездатність людини, вва­жають оптимальними нормами мікроклімату. Відхилення заз­начених параметрів повітряного середовища від оптимальних норм створює несприятливі метеорологічні умови, що при­зводять до погіршення самопочуття, передчасної втоми лю­дини і зниження її працездатності.

Температура повітря впливає на інтенсивність тепло­віддачі, оскільки її різниця є рухомою силою цього проце­су. Чим більша ця різниця, тим інтенсивніше тіло людини віддає тепло в навколишнє середовище.

Швидкість переміщення повітря (рух) також значно впли­ває на віддачу тепла організмом у навколишнє середовище. З підвищенням швидкості руху повітря як фактора, що по­силює охолоджувальну здатність, тепловіддача організму зростає.

На процес теплообміну суттєво впливає вологість повітря. Її підвищення (понад 85 %) ускладнює процес терморегуляції організму, тому що високий парціальний тиск водяної пари в повітрі знижує інтенсивність процесу випаровування воло­ги з поверхні шкіри, а це може спричинити підвищення тем­ператури тіла і погіршення самопочуття (головний біль, втрата свідомості, тепловий удар). Шкідливо впливає на людину також і надмірна сухість повітря (відносна вологість нижча З0 %).

Нормовані параметри мікроклімату – температура, віднос­на вологість і швидкість руху повітря в приміщені встановлю­ються з урахуванням наявних там теплонадлишків залежно від періоду року і категорії робіт за енерговитратами.

Прилади і методи вимірювання температури, швидкості і відносної вологості повітря

Вимірювання температури повітря у виробничих приміщеннях виконують за допомогою звичайного ртутного термометра. За наявністю джерел теплового випромінювання використовують парний термо­метр, який являє собою два термометри, в одному з яких резервуар зроблений чорним, а іншого - посрібленим.

Вимірювання швидкості руху повітря проводять звичайно анемометрами. У виробничій практиці використовують два типи анемометрів - чашковий та крильчастий.

Чашковий анемометр дозволяє вимірювати швидкість руху по­вітря від 1 до 20 м/с. Приймальною частиною цього пристрою є чотири півкулі на хрестовині, яка закріплена на вертикальній осі. Під дією руху повітря хрестовина з півкулями обертається. При вмиканні лічи­льника анемометра обертання передається на стрілки пристрою.

Крильчастий анемометр використовують при вимірюваннях швидкостей від 0,2 до 5 м/с. Приймальною частиною його є легка кри­льчатка, яка насаджена на трубчату вісь, у середині якої проходить натягнута сталева струна. За допомогою черв'ячної передачі обертання крильчатки при вмиканні лічильника передається на стрілки приладу. Вмикають та вимикають лічильники переміщенням вгору - вниз аретира (спеціального важільця), який розташований на боковій стороні приладу.

Методика проведення вимірювань наступна. Беруть початковий відлік за всіма шкодами лічильника (наприклад, стрілка тисяч знаходиться між цифрами 3 і 4, стрілка сотень - між 7 і 8, велика стрілка показує 43 - відлік: 3743). Установлюють анемометр у місці заміру у вертикальному положенні і через 5-10 с (коли швидкість обертання крильчатки стане постійною) умикають одночасно за командою анемометр і секундомір. За 100 с анемометр вимикають і знімають кінцевий відлік.

Визначив­ши число поділок шкали лічильника, які припадають на 1 с, знаходять швидкість руху повітря за заводським тарувальним графіком.

Вимірювання вологості повітря. Вологість повітря має такі визначення: абсо­лютна вологість - маса водяної пари в кг, яка міститься в 1 м³ вологого повітря; вологомісткість - маса водяної пари в кг, що міститься в 1 кг повітря; відносна вологість - відно­шення водяної пари, яка міститься в повітрі, до її масової кількості, потрібної для повного насичення вологою повітря при даній температурі. Відносна вологість виражається у відсотках.

(1)

де р_н і р_нас - відповідно парціальний тиск водяної пари у повітрі приміщення і парціальний тиск водяної пари при повному насичені водяною парою, мм. рт. ст.

Відно­сну вологість вимірюють за допомогою психрометрів. Психрометри бувають без вентилятора (психрометр Августа) та з вентилятором (аспіраційний, або Асмана).

Психрометр Августа складається з двох ртутних термометрів. Ртутна кулька одного з них обгорнута батистом, кінець якого у вигляді джгута опускають у резервуар із дистильованою водою. Цей термо­метр називають "вологім", другий - "сухим". При випаровуванні води з тканини ртуть у "вологому" термометрі охолоджується, тому він завжди показує більш низьку температуру, ніж сухий. Охолодження протікає тим інтенсивніше, чим сухіше оточуюче повітря та чим біль­ша швидкість його руху.

Аспіраційний психрометр, який використовується у даній роботі, також має два ртутних термометри, але їх резервуари містяться у по­двійних захисних металевих нікельованих дзеркальних трубках, які сполучаються загальним повітроводом із витяжним вентилятором. Ре­зервуар термометра, що знаходиться праворуч, обгорнутий батистом, який зволожують безпосередньо перед кожним вимірюванням. Венти­лятор створює у трубках постійну швидкість протягування досліджуваного повітря. Завдяки такій будові приладу на його показання не впливають рух повітря в приміщенні та теплове випромінювання.

Порядок роботи з аспіраційним психрометром:

1.Змочують батист на резервуарі "вологого" (правого) термометра дистильованою водою. Для цього використовується піпетка з гумовим балоном і затискачем. Розтискаючи затискач, набирають за допомогою балона воду з колби у піпетку, відпускають затискач, виймають піпетку з колби і перевертають її догори. За допомогою затискача плавно опускають рівень води у піпетці на 10-15 мм нижче її краю. Потім піпетку плавно веодять у внутрішню трубку захисту до упору і роблять витримку близько 10 с, щоби батист на резервуарі термометра увібрав воду. Потім розтискають затискач, вбираючи надлишки води в балон, піпетку виймають і залишок води зливають у колбу.

2.Умикають у мережу електромотор вентилятора психрометра і засікають час за секундоміром.

3.Через 3,5—4 хвилини роблять відліки за вологим і сухим термометрами (менше за вказаний час ще не буде сталого режиму, за більший час вода може випаритися). Ціна поділки термометрів - 0,2 °С.

4.Вимикають електромотор вентилятора психрометра.

Відносну вологість повітря визначають за показаннями термомет­рів психрометра, користуючись спеціальною номограмою чи психро­метричною таблицею.

Відносну вологість можна вирахувати за психрометрич­ною формулою:

(2)

де Р_р.hac, Р_c.hac - парціальний тиск водяної пари в насиченому стані при температурі відповідно вологого і сухого (додаток 2) термометра, мм. рт. ст.; P _d - дійсний барометричний тиск, мм. рт. ст; А - психрометричний коефіцієнт, для аспіраційного психрометра дорівнює 0,000677; t_c, t_р - температура повітря відповідно за сухим та вологим термометром.