Розробка комплексу заходів та засобів для створення комфортних умов праці на робочих місцях з підвищеними виділеннями пилу

У третьому розділі викладені результати теоретичних та експериментальних досліджень гідротранспорту вловленого пилу, внаслідок чого одержана залежність транспортуючої здатності QT від кута нахилу траси жолоба при інших незмінних параметрах, котра умовно ділиться на 4 області. Внаслідок технологічних особливостей траса жолоба гідротранспорту сипучих матеріалів не може бути прямолінійною по всій довжині. Щоб позбавитися цих недоліків ми виконали математичне моделювання трас жолобів за допомогою сплайнів.

Було розглянуто декілька різних варіантів розв’язання цієї задачі, які пов’язані з різними вимогами до прокладання трас. Для цього були вирішені наступні задачі: крива, що описує трасу жолоба повинна відповідати таким умовам:

а) вона повинна проходити через фіксовані точки;

б) на заданих дільницях вона повинна бути прямолінійною;

в) вона повинна бути гладкою, тобто похідна від функції, котра описує траєкторію траси, повинна бути безперервною;

г) вона повинна бути монотонною, тобто не повинна мати осцилюючих дільниць.

Всі ці вимоги визначені технологічними особливостями конкретної виробничої дільниці.

В основі вирішення даної задачі було покладено той факт, що на малих дільницях кривої поведінка її кривизни співпадає з поведінкою другої похідної. Виявилося, що серед всіх кривих, які задовольняють умовам а, б, в, найменшу кривизну мають параболічні сплайни мінімального дефекту.

Побудовано математичний апарат, котрий дозволяє конструктивно вирішувати поставлену задачу. Так, зокрема, між двома прямими дільницями траєкторія траси буде описуватися рівнянням

   

Одержаний метод простий і конструктивний, проте, якщо різниця між нахилами двох сусідніх дільниць досить велика, то у сплайні, який описує траєкторію траси, можуть виникнути осциляційні явища, що може привести до порушення умови г).

Цей факт легко встановлюється при використанні розробленої програми на мові PASKAL – 7, 0.

Під час виникнення осциляції запропонований інший метод побудови траєкторії траси. Він оснований на збереженні ізогеометричних якостей кривої балочними (напруженими) сплайнами, тобто наступною функцією

 

Хоча ця конструкція більш складна, ніж параболічні сплайни, проте використання балочних сплайнів дає гарантоване вирішення задачі побудови траєкторії траси, що задовольняє умовам а) – г).

У четвертому розділі викладені результати досліджень по розробці ЗІЗ голови та органів дихання, за допомогою яких можна захистити оператора як від механічних травм, так і від різноманітних захворювань органів дихання та професійних захворювань. При створенні ЗІЗ операторів важливе значення мають характеристики фільтраційних матеріалів, котрі очищують від пилу повітря, що подається ЗІЗ у зону дихання. Ці дослідження виконувалися на спеціальній дослідницькій установці. На цій установці були виконані дослідження змін витрат повітря Q, що подається в зону дихання, величини напору Н (аеродинамічні опори фільтрів), умовної швидкості Vф руху повітря через фільтруючий матеріал, а також коефіцієнту с аеродинамічних опорів фільтрів та числа Re Рейнольдса. Як фільтруючі матеріали були взяті та досліджені тканина чистошерстяна, фланель відбілена та саржа комуфляжна. Результати досліджень характеристик вищевказаних фільтруючих матеріалів представлені у вигляді таблиць та рисунків.

Дані досліджень показали, що при дії на працюючого небезпечних та шкідливих виробничих факторів найбільш оптимальною та ефективною є бавовняна тканина, котра має незначний коефіцієнт опору та більші витрати повітря, що фільтрується через цю тканину. Окрім того, цей фільтр дешевий та технологічний.

При проектуванні ЗІЗ необхідно знати вихідні дані про витрати газу через фільтрувальний матеріал та мати уяву про характер змін цих витрат для кожного конкретного матеріалу. З цією метою автором запропонований коефіцієнт опору тканинного фільтрувального матеріалу, як відношення витрат газу через отвір з гострою кромкою площею 1 м2 при напорі 1000 мм вод. ст. до витрат газу через той же отвір при тому ж напорі, тобто

 

де Q0 – витрати газу через отвір з гострою кромкою площею  = 1м2 і напором Н0 = 1000мм вод. ст. ;

QТ – витрати газу через отвір тієї ж площі, закритий тканинним фільтрувальним матеріалом, м3/с; Кс – коефіцієнт опору тканинного фільтрувального матеріалу.

Окрім цього коефіцієнту, автор ввів поняття еквівалентного перетину Кф та еквівалентного діаметру de фільтрувального матеріалу

 

де Qф – витрати газу, який фільтрується через фільтрувальний матеріал, м3/с

g – прискорення вільного падіння, g = 9, 81 м/с2;

Н0 – напір газу через фільтр, Н0 = 1 м.

Тобто Кф = 0, 226 Qф, м2.

Еквівалентний діаметр фільтрувального матеріалу

 

де е – коефіцієнт витрат газу при його протіканні через отвір у тонкій стінці, котра має еквівалентний діаметр de;

He – напір, який викликає протікання газу через отвір у тонкій стінці з тим же еквівалентним діаметром de, м.

Після ряду математичних перетворень знайдемо зв’язок між виведеними параметрами

 

Наслідком вищевказаного величезного ряду досліджень стала розробка ЗІЗ: тепловідбиваючої каски з повітряним охолодженням та захисної каски з інгаляцією очищеного повітря. Оскільки остання є подальшою модифікацією першої та більш універсальною та досконалою, розглянемо принцип її дії. Каска, яку показано на рис. 2, працює таким чином. При роботі в умовах надлишкових виділень пилу та інших несприятливих та шкідливих факторів включається вентилятор 5, який нагнітає повітря у внутрішню порожнину каски 3. Повітря з надлишковим тиском виходить через вентиляційні отвори 4,