Практична частина

Діксид вуглецю – безбарвний газ із щільністю 1,98 кг/м³, 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 -	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 К_ц год^-1 показує, скільки разів змінюється об’єм повітря в приміщенні за одну годину:

(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:

, (2)

де N – число людей, що перебувають у приміщенні;

V_ч – витрата повітря на одну людину, прийнята залежно від призначення приміщення і його об'єму, м³/год.

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

(3)

де V _G - кількість діоксиду вуглецю, яку виділяє одна людина за в умови виконання фізичної роботи (легкої, середньої ваги, важкої), характерної для даного приміщення, м³/год;

g _ГДК – граничнодопустима концентрація діоксиду вуглецю в повітрі, приміщення, %;

g _ат - концентрація діоксиду вуглецю в атмосферному повітрі, %.

Значення g _ГДК і g _ат беруться з таблиці 1.

Об'єм діоксиду вуглецю V _G (м³/год), що утвориться при видиху одною людиною, визначається по формулі:

V _G = 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 К_ц для суднових приміщень береться в межах 4-6 годин^-1. Механічна вентиляція забезпечує 5—7-кратний обмін повітря в час для універсальних суден 15—20-кратний — для деяких спеціалізованих суден..

Таблиця 2 – Варіанти завдань для розрахунку по діоксиду вуглецю

Дата добавления: 2015-07-15