ПР ГО Углекислый газ 1.2 3 (укр)

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Херсонська державна морська академія
Кафедра судноводіння, охорони праці та навколишнього середовища


Шифр ____________
Реєстр. № _________


МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
до проведення практичних занять № 1 , 2 , 3
Тема: Визначення та запобігання накопиченню діоксиду вуглецю
у внутрішніх приміщеннях суден

з дисципліни Охоронні заходи і цивільна оборона на судні
факультети «Судноводіння»
«Суднової енергетики»
підготовки бакалавра
галузь знань 0701 «Транспорт і транспортна інфраструктура»
напрям 6.070104 «Морський та річковий транспорт»
професійне
спрямування «Судноводіння»
«Експлуатація суднових енергетичних установок»
галузь знань 0507 «Електротехніка та електромеханіка»
напрям 6.050702 «Електромеханіка»
спеціалізація «Експлуатація електрообладнання і автоматики
суден»
курс другий, третій
форма навчання денна / заочна


Херсон – 2011
Методичні рекомендації з проведення практичних занять з дисципліни «Охоронні заходи та цивільна оборона на судні» розробили у відповідності з навчальною програмою к.с.-г.н., доцент кафедри Судноводіння, охорони праці та навколишнього середовища Чабан В.О. та старший викладач Камаєв О.Ю.


Методичні рекомендації з проведення практичних занять розглянуто та ухвалено на засіданні кафедри Судноводіння, охорони праці та навколишнього середовища протокол № «1» від 31 вересня 2011 р.


Начальник навчально-методичного
відділу В.В. Черненко
____ _____________ 2011 р.


Завідувач кафедри Судноводіння, охорони праці
та навколишнього середовища д.т.н., професор В.Є. Лєонов
____ _____________ 2011 р.

Вступ

Методичні рекомендації з проведення практичних занять з даної дисципліни складені відповідно до діючої програми курсу «Охоронні заходи та цивільна оборона на судні» для вищих навчальних закладів. Вони містять основні теоретичні відомості та питання для перевірки знань, а також практичну частину, необхідну для забезпечення живучості судна та особистого виживання на судні та у морі. Також надані індивідуальні завдання для самостійного розв’язування курсантами (студентами).

План заняття

При проведенні практичних занять з дисципліни «Охоронні заходи та цивільна оборона на судні» слід дотримуватися наступної послідовності: на початку заняття (перший етап) курсантам (студентам) наводять теоретичні відомості, на яких базується розв’язання запропонованих в подальшому завдань (одна академічна година).
На другому етапі курсантам (студентам) пропонуються індивідуальні завдання для самостійного розв’язування. За умови вдумливого та наполегливого опрацювання теоретичного матеріалу та прикладів дій, курсанти (студенти) із запропонованими питаннями можуть впоратись самостійно. Це сприятиме розвитку в них творчих здібностей, вмінь та навичок.
На третьому етапі показують практичні приклади розв’язування питань виживання в екстремальних умовах на судні (три академічних години).

Порядок зарахування

Перевірка знань курсантів (студентів) відбувається під час контрольних заходів в формі співбесіди. Курсантам (студентам) пропонується кілька питань з тем, які були опрацьовані за минулий період. Отримана оцінка залежить від якості та повноти відповідей на запропоновані завдання.

Обладнання

Для забезпечення доступності та ефективності викладання навчального матеріалу, полегшення його сприймання слухачами, надання довідкової інформації для виконання необхідних розрахунків, розвитку практичних професійних навичок, проведення практичних занять, дисципліна «Охоронні заходи та цивільна оборона на судні» забезпечена кабінетом «Живучості судна, охорони праці екіпажу та навколишнього середовища» (ауд. 215, НК № 2) з необхідним наочним приладдям для лекційної роботи та комплектом діючих установок з розділів даного курсу.

Мета роботи

1. Ознайомити курсантів (студентів) зі шляхами появи, накопичування та шкідливою дією діоксиду вуглецю (вуглекислого газу) у приміщеннях суден.
2. Дати санітарну оцінку кількості діоксиду вуглецю у внутрішніх приміщеннях суден згідно ДСТУ 12.1005-76.
3. Зробити розрахунок потрібної кількості повітря, що подається в приміщення системами загально-обмінної вентиляції

Теоретичні передумови до виконання роботи

У процесі експлуатації судна в повітря виробничих і житлових приміщень виділяються шкідливі гази й пари вуглеводнів, надлишкове тепло, волога й пил, що становить серйозну небезпеку для здоров'я моряків.
Основними санітарно-технічними засобами поліпшення й оздоровлення повітряного середовища на судах і підприємствах морського транспорту є вентиляція й кондиціювання повітря.
Призначення суднової вентиляції – забезпечення заданих властивостей повітряного середовища в житлових і виробничих приміщеннях, що відповідають прийнятим санітарним правилам і нормам. Система вентиляції регулює повітрообмін у всіх приміщеннях, видаляючи з них забруднене й перегріте повітря й забезпечуючи приплив свіжого повітря.
Повітрообмін повинен бути організований таким чином, щоб обсяг проточного повітря повинен відповідати обсягу що видаляється.
Системи вентиляції сучасних морських суден розрізняються по місцю дії (загальнообмінні й місцеві), по способу переміщення повітря (природні, штучному й комбіновані) і по призначенню (приточні, витяжні й приточно-витяжні).
Крім того, залежно від тиску, створюваного вентиляторами, системи бувають низько напірні (до 1100 Па), середньо напірні (до 2500 Па) і високонапірні (до 5000 Па).
По швидкості повітря у вентиляційних системах розділяються на низько – швидкісні (до 17 м/с), середньо швидкісні (до 22 м/с) і високо швидкісні (до 30 м/с).
Загально обмінна вентиляція призначається для забезпечення нормальних параметрів повітряного середовища в повному обсязі вентильованого приміщення. Ця система застосовується звичайно в приміщеннях, де шкідливі речовини або перегріте повітря утворюється рівномірно в повному обсязі.
Вибір виду вентиляції залежить від типу й призначення судна, району його плавання, а також від потужності суднової енергетичної установки. Тип вентиляції й кратність повітрообміну залежать від призначення приміщень, що обслуговуються вентиляцією, і визначаються часом перебування в них людей, а також рівнем загазованості й надлишкових тепловиділення.
Найбільш характерним показником ступеня забруднення повітряного середовища приміщень є концентрація діоксиду вуглецю. Кількість діоксиду вуглецю, яка видихає людина за певний час, залежить, як відомо, від інтенсивності фізичних зусиль працюючих (рис. 1).

Концентрація СО2, %



Тривалість перебування, годин


Рисунок 1 – Приклад залежності концентрації СО2 від інтенсивності роботи в не вентильованому приміщенні:
1 – стан спокою; 2 – легка робота; 3 – робота середньої ваги; 4 – робота вище середньої ваги; 5 – важка робота

Атмосферне повітря містить 20,94% кисню, 79,03% азоту та інших інертних газів (аргон, неон, гелій і інші) і 0,03% діоксиду вуглецю. Склад повітря,який видихає людина , інший – кисню в ньому 16,3%, діоксиду вуглецю 4%, азоту й інших інертних газів 79,7%. Очевидно, що при видиху людини кількість кисню зменшується, а діоксиду вуглецю – збільшується. Таким чином, загальний вміст діоксиду вуглецю в приміщенні буде із часом збільшуватися.
Найбільш ефективними засобами профілактики отруєння діоксиду вуглецю при виконанні робіт на судні є: систематичний контроль стану повітряного середовища й рівня концентрації в ньому; застосування технологічних процесів, що скорочують до мінімуму утворення шкідливих речовин або виключають можливість, проникнення, їх у повітряне середовище робочої зони; впровадження новітніх засобів охорони праці, сучасної вентиляції і застосування повітряних фільтрів; використання індивідуальних захисних засобів; строге дотримання правил техніки безпеки й інструкцій з безпеки праці, затверджених адміністрацією судна, а також Правил МОПОГ під час перевезення вантажів, здатних виділяти діоксид вуглецю.

Практична частина

Діксид вуглецю – безбарвний газ із щільністю 1,98 кг/мі, що не має запаху та не підтримує горіння більшості речовин (при щільності атмосферного повітря при звичайних умовах рівної 1,293 кг/м3).
Цей біологічно активний газ який в організмі зв'язується із кров'ю, вступає в буферну реакцію з гемоглобіном, приєднуючись до вільних аміногрупам його поліпептидних ланцюгів і утворюючи карбогемоглобін. Більша частина діоксиду вуглецю (близько 80%) вступає у зв'язок з катіонами натрію, калію й кальцію, утворюючи систему бікарбонатів крові.
При високих концентраціях діоксиду вуглецю збільшуються частота й глибина дихання. Особливо різко зростає вентиляція легенів в умовах гіперкапнії (підвищеного вмісту вуглекислого газу в атмосферному повітрі) а при м'язовій роботі: в 10-12 разів і більше. Все це далеко не байдуже для організму людини, виникають складні, а часто й парадоксальні реакції. При дуже великих концентраціях діоксиду вуглецю в повітрі відбувається звуження бронхів, а при концентрації вище 15% – спазм голосової щілини.
Разом з діоксиду вуглецю може утворюватися не менш шкідливий монооксид вуглецю (табл. 1).

Таблиця 1 – Концентрації діоксину і монооксиду у повітрі
Домішки
Вміст у повітрі, %
Граничне
значення
Концентрація, %, і вплив на людину

Двоокисид вуглецю,
СО2
0,03

4%
В
вантажному приміщенні
1,0 – головна біль, задишка;
4,0 – утруднення дихання;
7,5 – слабке отруєння через 1 годину;
15,0 – зупинка дихання;

Моно окисид вуглецю,
СО
0,0008
ГДК

3,0 -13 EMBED Equation.3 1415

0,01 – хронічне отруєння при тривалому впливі;
0,05 – слабке отруєння через 1 годину;
1,0 – втрата свідомості після декількох вдихів


Діоксид вуглецю через свою високу щільність здатний накопичуватись в нижніх приміщеннях і трюмах. При виконанні тривалих робіт усередині не провітрюваних приміщень, його дія не відчутна до моменту виходу на свіже повітря – як мінімум запаморочення, а те й різкі головні болі, нудота й напівнепритомний стан, цей феномен носить назву «зворотної дії вуглекислоти». Відбувається це у зв'язку з переходом з атмосфери з підвищеним змістом діоксиду вуглецю (гіперкапнії) у нормальне атмосферне повітря (нормокапнію) і обумовлено інерцією компенсаторних механізмів організму людини.
Крім виконання фізичних робіт, джерелом діоксиду вуглецю може служити перевезений вантаж. Основну небезпеку представляють злакові, які крім процесу фумігації при навантаженні на судно (знезаражування), здатні при порушенні правил транспортування виділяти діоксид вуглецю, що може просочуватися через нещільності переборок всередину інших приміщень судна.
Крім перевезених вантажів шкідливий вплив представляє також речовини, необхідні при експлуатації судна, такі як інертний газ, який може використовуватися для різноманітних цілей (наприклад, при гасінні пожежі).
Інертний газ добувають у суднових установках, спалюючи нафтопродукти (інсеніратори чи суднові енергетичні установки). Основним шкідливим компонентом є монооксид вуглецю, що утвориться при неповному окислюванні вуглеводнів. Його звичайний вміст в інертному газі досягає 0,1% по об'єму. Іншим компонентом інертного газу є діоксид вуглецю, вміст якого досягає небезпечної межі в 15%. Хоча ці речовини звичайно вважаються мало шкідливими, але в високих концентраціях викликають задуху з вираженою гіпоксією (недостатністю постачання тканин киснем за рахунок зв'язування гемоглобіну крові з монооксид вуглецю).
Джерелом діоксиду вуглецю можуть служити несправності в роботі апаратів машинно-котельного відділення, при неправильному використанні систем вуглекислотного пожежогасіння. Тому, поряд з використанням систем вентиляції судна й розрахунку їхньої роботи більшу роль грає контроль рівня вмісту в повітрі робочої зони діоксиду вуглецю.
При організованої, або канальної, природної циркуляції повітрообмін здійснюється через вертикальні прямоточні повітряні шляхи , що закінчуються на відкритих суднових палубах поворотними эжекторными або дефлекторными голівками. Залежно від положення поворотного розтруба щодо напрямку повітряного потоку дефлектор може або нагнітати повітря в приміщення (отвір назустріч потоку), або видаляти (витягати) забруднене повітря із приміщення (отвір по напрямку потоку).
Для безканальної природної вентиляції на судах використовуються суднові люки, ілюмінатори, капи машинних відділень. Природна вентиляція виробничих приміщень на сучасних судах без сполучення зі штучної, як правило, не застосовується, внаслідок її незначної ефективності й великих габаритів. Цей вид вентиляції, незважаючи на простоту пристрою й малу вартість, зберігся лише на невеликих судах (водотоннажністю до 500 т). На деяких судах за допомогою природної вентиляції здійснюється повітрообмін у вантажних трюмах і допоміжних, рідко відвідуваних людьми приміщеннях.
Знаходить застосування на судах змішана, або комбінована вентиляція, що поєднує в собі в різних варіантах елементи природної й штучної вентиляцій.
Швидкість повітря, що допускається, у приміщеннях для систем внутрішньої вентиляції становить 0,1- 0,2 м/с.
Тип вентиляції й кратність повітрообміну залежать від призначення приміщень, що обслуговуються вентиляцією, і визначаються часом перебування в них людей, а також рівнем загазованості й надлишкових тепловиділення.
Кратність повітрообміну Кц год-1 показує, скільки разів змінюється об’єм повітря в приміщенні за одну годину:

13 EMBED Equation.3 1415 (1)

де V0 – об'єм подаваного в приміщення повітря, м3/год;
V - об'єм вентильованого приміщення, м3.

Галузевими нормами для проектування судів рекомендована годинна кратність обміну повітря для всіх суднових приміщень, а також визначена мінімальна кількість зовнішнього повітря,яке надходить на одну людину (від 20 до 80 м3/год) залежно від часу перебування в приміщеннях людей.
Розрахунок подачі суднових систем вентиляції розраховується одним з методів, що застосовуються в практиці суднобудування – умови видалення з приміщень надлишку діоксиду вуглецю, по кратності повітрообміну і по вітровому напорі.
У загальному випадку при нормальних метеорологічних умовах і при відсутності шкідливих речовин у повітрі повітрообмін V0, м3/год, при загально обмінній вентиляції визначають по формулі:

13 EMBED Equation.3 1415, (2)

де N – число людей, що перебувають у приміщенні;
Vч – витрата повітря на одну людину, прийнята залежно від призначення приміщення і його об'єму, м3/год.

Тому витрата повітря на одну людину Vч, м3/год, для приміщення, де постійно перебувають люди, визначається з умови видалення надлишку діоксиду вуглецю:

13 EMBED Equation.3 1415 (3)

де VG - кількість діоксиду вуглецю, яку виділяє одна людина за в умови виконання фізичної роботи (легкої, середньої ваги, важкої), характерної для даного приміщення, м3/год;
gГДК – граничнодопустима концентрація діоксиду вуглецю в повітрі, приміщення, %;
gат - концентрація діоксиду вуглецю в атмосферному повітрі, %.
Значення gГДК і gат беруться з таблиці 1.
Об'єм діоксиду вуглецю VG (м3/год), що утвориться при видиху одною людиною, визначається по формулі:

VG = b ( v ( n ( t, (4)

де b – процентний вміст діоксиду вуглецю у видихуваному повітрі, 4%;
n – кількість вдихів-видихів в одиницю часу;
v – об'єм споживаного повітря за один раз людиною, м3;
t – проміжок часу, за який розраховується утворення діоксиду вуглецю при подиху людини, 1 година.

Кількість видихів в одиницю часу n змінюється залежно від виконуваної людиною роботи. Так у спокої в здорової людини спостерігається 16-18 дихальних циклів у хвилину, для легкої роботи – 20-22 дихальних циклів у хвилину, при виконанні роботи середньої ваги спостерігається 24-27 дихальних циклів у хвилину, а при виконанні важкої роботи складе 34-37 циклів у хвилину.
При диханні людиною не використовується весь об'єм своїх легенів. У спокійному стані об'єм вдихів-видихів не перевищує 500-700 см3. Однак зі збільшенням фізичного навантаження людина починає робити більше глибокі вдихи. Так при виконанні легкої роботи об'єм вдихів збільшується до 1000 см3, при середній вазі – до 1300 см3, а при виконанні важкої роботи – до 2500 см3.
Необхідно знайти об'єм повітря . який подається в приміщення загально обмінною вентиляцією V0. Дані для розрахунку необхідно взяти з таблиці 2, дотримуючись наданих варіантів. Кратність циркуляції Кц для суднових приміщень береться в межах 4-6 годин-1. Механічна вентиляція забезпечує 57-кратний обмін повітря в час для універсальних суден 1520-кратний для деяких спеціалізованих суден..
Таблиця 2 – Варіанти завдань для розрахунку по діоксиду вуглецю
№/№
Інтенсивність (тяжкість)
виконуваної роботи
Об'єм
приміщення,
V0, м3
Кількість працівників, N, людин
gГДК, %


спокійна
16000
4
0,1


легка
18000
6
0,12


середня
22000
5
0,14


важка
24000
7
0,16


спокійна
25000
3
0,18


легка
20000
4
0,2


середня
15500
6
0,22


важка
16000
5
0,24


спокійна
18000
7
0,26


легка
22000
3
0,28


середня
24000
4
0,3


важка
25000
6
0,32


спокійна
20000
5
0,34


легка
15500
7
0,36


середня
16000
3
0,38


важка
18000
4
0,4


спокійна
22000
6
0,42


легка
24000
5
0,44


середня
25000
7
0,46


важка
20000
3
0,48


спокійна
15500
4
0,5


легка
16000
6
0,15


середня
18000
5
0,25


важка
22000
7
0,35


спокійна
24000
3
0,45


легка
25000
4
0,1


середня
20000
6
0,2


важка
15500
5
0,3


спокійна
26000
7
0,4


легка
24000
3
0,5

Рішення
1 Варіант

Вихідні дані
Розрахуємо кількість зовнішнього повітря V0, якому необхідно подати системами загально обмінної вентиляції судна усередину приміщення об'ємом 16000 м3, за умови, що там перебувають 4 чоловік, що виконують важку роботу, і перевіримо, чи відповідає дане приміщення необхідної кратності циркуляції повітря всередині нього.
Приймемо для діоксиду вуглецю gГДК = 0,1%.

При спокійній роботі людина робить приблизно 16-18 дихальних циклів за 1 хвилину, об'єм споживаного повітря не перевищить 500-700 см3 на кожний вдих.

Розрахунок

По формулі 4 визначимо об'єм діоксиду вуглецю VG, що видихує одна людина за 1 годину виконання робіт, м3/год:

VG = b ( v ( n ( t = 4% ( 10-2 ( 600 см3 ( 10-6 ( 17 хв-1 ( 60 = 0,025 м3/год.

Тепер по формулі 3 знайдемо витрати повітря на одну людину:

13 EMBED Equation.3 1415 м3/год.

Маючи значення Vч і знаючи кількість людей у приміщенні, ми можемо знайти по формулі 2 об'єм подаваного в приміщення повітря, V0, м3/годину:

13 EMBED Equation.3 1415 м3/год.

Відшукаємо кратність циркуляції (формула 1) і перевіримо достатні умови для підтримки прийнятних умов усередині приміщення робочої зони:

13 EMBED Equation.3 1415годин-1.
Отримане Кц < 1.

Висновок:
Тому, що кратність циркуляції менше 1, це означає, що загально обмінна вентиляція даного приміщення дозволяє виконувати роботи даної тяжкості без побоювання скупчення діоксиду вуглецю і його подальшого перевищення

Контрольні питання для самоперевірки

Яку кількість діоксиду вуглецю, яку виділяє одна людина за в умови виконання фізичної роботи (легкої, середньої тяжкості та важкої) ,
Відсотковий вміст діоксиду вуглецю у видихуваному повітрі.
Що таке кратність повітрообміну?
Умови виникнення монооксиду вуглецю та його негативна дія на людину?
Яким чином здійснюється повітрообмін при організованій природній циркуляції?

Список рекомендованої літератури

Жидецький В.И., Джигирей В.С., Мельников О.В. Охоронні заходи та цивільна оборона на судні. Навчальний посібник. – Вид. 4-те, доповнене. – Львів: Афіша, 2000. – 350 с.
ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» ССБТ. с.20-56.
Лєонов В.Є., Чабан В.О. Конспект лекцій з дисципліни «Безпека життєдіяльності». – Херсон: Видавництво ХДМІ, 2010. – 80 с.
Гігієнічна класифікація праці за показниками шкідливості та небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу. – Ж. «Охрана труда» № 6, 1998, с. 29-44.
Золотницкий H. Д. Лабораторный практикум по охране труда. – M.: Высшая школа, 1979. с.25-56
3аплатинський В.М. Безпека життєдіяльності: Опорний конспект лекцій. – К.: Київ. держ. торг.-екон. ун-т, 1999. – 200 с.
Лапін В.М. Безпека життєдіяльності людини. – Львів: Львівський банк, 1998. – 192 с.
Иванов Б.Н., Колегаев М.А., Басанец Н.Г. и др. Основы охраны труда на морском транспорте. Одесса: Компас, 2003. – 500с.








13PAGE 15


13PAGE 141415




Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 8304544
    Размер файла: 174 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий