1. Podaj definicję NDS, NDSCh, NDSP

Najwyższe dopuszczalne stężenia czynników określono w Rozporządzeniu

Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29.11.2002 r. (Dz.U.nr 217, poz. 1833):

• NDS – najwyższe dopuszczalne stężenia, obejmujące wszystkie czynniki szkodliwe dla zdrowia, które można wyrazić w jednostkach masy na jednostkę objętości, np.mg/m³ lub %,

• NDSCh – najwyższe dopuszczalne stężenia chwilowe, tj. takie, które mogą wystąpić w środowisku pracy nie dłużej niż 15 minut i nie częściej niż dwa razy w czasie zmiany roboczej w odstępie nie krótszym niż 1 godz.,

• NDSP – najwyższe dopuszczalne stężenia pułapowe– to stężenia, których w żadnym momencie nie można przekroczyć, ze względu na zagrożenie zdrowia lub życia pracownika.

1. Przedstawić ocenę wybuchowości mieszaniny za pomocą metody trójkąta wybuchowości.

Dla określenia wybuchowości złożonych mieszanin gazowych jest stosowana metoda analityczno-graficzna bazująca na zmodyfikowanym diagramie Cowarda przystosowanym do mieszanin zawierających dowolną ilość składników palnych.

Metoda ta uwzględnia również wpływ gazów obojętnych (CO₂ i N₂) na wybuchowość mieszaniny.

Analizując wybuchowość mieszaniny gazów należy sporządzić wykres, na którym:

• na osi x zaznaczone są stężenia gazów wybuchowych,

• na osi y zaznaczone są stężenia tlenu.

Stały trójkąt wybuchowości cechuje się wierzchołkami o współrzędnych:

- D (5,00; 19,88) – co oznacza dolną granicę wybuchowości,

- G (15,00; 17,79) – co oznacza górną granicę wybuchowości,

- S (5,18; 9,47) – co oznacza szczytową granicę wybuchowości (tzw. mieszanina stechiometryczna),

- P (x, y) – punkt określający skład mieszaniny gazów.

Strzałki obrazują kierunki zmian położenia punktu P w zależności od dopływu gazów obojętnych (a), powietrza (b), gazów palnych (c).

Poszczególne obszary oznaczają:

• odcinek AB – proste mieszaniny gazów palnych i powietrza,

• obszar powyżej AB – mieszaniny sztuczne (wzbogacone w tlen),

• obszar OAS_o mieszaniny niewybuchowe z powodu nadmiaru gazów obojętnych,

• obszar ADS – mieszaniny niewybuchowe z powodu nadmiaru powietrza,

• obszar DGS – mieszaniny wybuchowe,

• obszar SGBS_{o –} mieszaniny niewybuchowe z powodu nadmiaru gazów palnych

Metoda ta zakłada, że każdej mieszaninie gazów można przypisać punkt „P”, dla którego wyznacza się współrzędne (x, y) w zależności od:

sumy gazów palnych, zawartości tlenu w mieszaninie gazów,

zawartości ditlenku węgla (CO₂) w mieszaninie gazów i jego wpływu na wybuchowość poszczególnych gazów w zależności od położenia punktu P względem obszarów wybuchowości, zaznaczonych na diagramie.

1. Podać strefy zagrożenia wybuchem dla gazów i par oraz pyłów.

Strefy dla gazów i par:

Strefa	Opis	Uwagi
strefa 0	Miejsce, w którym atmosfera wybuchowa składająca się z mieszaniny z powietrzem substancji łatwopalnych w formie gazu, pary lub mgły utrzymuje się stale, przez długie okresy lub często.	Wnętrza pojemników i instalacji, rurociągów, zbiorników. Może powstać w otoczeniu wentylatorów. W strefie 0 nie można stosować jakichkolwiek urządzeń elektrycznych.
strefa 1	Miejsce, w którym atmosfera wybuchowa składająca się z mieszaniny z powietrzem substancji łatwopalnych w formie gazu, pary lub mgły może wystąpić okresowo podczas normalnego funkcjonowania.	Bezpośrednie otoczenie strefy 0. Bezpośrednie otoczenie miejsc napełniania. Bliskie toczenie miejsc napełniania i zasilania surowcem.
strefa 2	Miejsce o małym prawdopodobieństwie wystąpienia atmosfery wybuchowej składającej się z mieszaniny z powietrzem substancji łatwopalnych w formie gazu, pary lub mgły, podczas normalnego działania. Lecz, gdy atmosfera wybuchowa wystąpi, to będzie utrzymywać się tylko przez krótki okres.	Miejsca otaczające strefy 0 lub 1.

Strefy dla pyłów:

Strefa	Opis	Uwagi
strefa 20	Miejsce, w którym atmosfera wybuchowa w postaci obłoku palnego pyłu utrzymuje się stale, przez długie okresy lub często.	Wnętrza pojemników, naczyń, instalacji, rurociągów, zbiorników (silosy, mieszalniki, przewody rurowe, młyny). W strefie 20 nie można stosować jakichkolwiek urządzeń elektrycznych.
strefa 21	Miejsce, w którym atmosfera wybuchowa w postaci obłoku palnego pyłu może wystąpić okresowo podczas normalnego funkcjonowania. Miejsce o małym prawdopodobieństwie	Bezpośrednie otoczenie punktów napełniania i opróżniania. Miejsca gdzie występują osady pyłu mogące utworzyć z powietrzem mieszaninę wybuchową.
strefa 22	wystąpienia atmosfery wybuchowej w postaci obłoku palnego pyłu, podczas normalnego działania. Lecz, gdy atmosfera wybuchowa wystąpi, to będzie utrzymywać się tylko przez krótki okres.	Miejsca znajdujące się w pobliżu urządzeń, systemów i instalacji zawierających pył, w przypadku, gdy pył może wydostać się przez nieszczelności i utworzyć osady w ilościach niebezpiecznych.

1. Obliczyć indywidualną stałą gazową dla gazu o masie molowej równej 44,00 kg/kmol.

R*=R/M

M= 44,00 kg/kmol, R= 8314 J/kmol K

R*= 8314/44= 188,955 J/kg K

1. Obliczyć zawartość pary wodnej w powietrzu (w kg na 1 kg powietrza suchego) dla danych:

   1. Ciśnienie barometryczne = 101 325 Pa

   2. Ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu = 1550 Pa

$$x = 0,622\frac{p_{w}}{p - p_{w}}$$

$$x = 0,622\frac{1550}{101325 - 1550} = 0,00966\frac{\text{kg}}{\text{kg\ ps}}$$

1. Powietrze wilgotne o parametrach t_s1= 60°C, t_m1= 32,1°C i p_w=101325Pa miesza się adiabatycznie z powietrzem wilgotnym o parametrach t_s2=5°C, t_m2=0,5°C i p_s=101325Pa. Wyznaczyć entalpię powietrza, zawartość wilgoci i temperaturę mieszaniny jeżeli m_p1=3 kg/s, m_p2=2 kg/s, x₁= 18,4 g/kg, x₂= 2,061 g/kg,
   i₁= 108,4 kJ/kg, i₂= 10,2 kJ/kg

$$i_{3} = \frac{i_{1}m_{1} - i_{2}m_{2}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{108,4 \bullet 3 - 10,2 \bullet 2}{3 + 2} = 60,96\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}$$

$$x_{3} = \frac{x_{1}m_{1} - x_{2}m_{2}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{0,0184 \bullet 3 - 0,002061 \bullet 2}{3 + 2} = 0,0102\frac{kg}{\text{kg}\text{\ ps}}$$

$$t_{3} = \frac{i_{3}{- 2500x}_{3}}{1,005 + 1,86x_{3}} = \frac{60,96 - 2500 \bullet 0,0102}{1,005 + 1,86 \bullet 0,0102} = 34,63\ $$

A_D = 0, 202 • m^0, 425 • h^0, 725

1. Obliczyć współczynnik kontaktu chłodnicy dla danych:

   1. Przed chłodnicą t_s1= 28°C, t_m1= 20,6°C

   2. Po ochłodzeniu t_s2= 12,5°C

   3. Temperatura punktu rosy wynosi t_r = 10,25°C

$$CF = \frac{t_{A} - t_{B}}{t_{A} - t_{C}} = \frac{28 - 12,5}{28 - 10,25} = 0,87$$

1. Obliczyć powierzchnię ciała ludzkiego dla danych:

   1. Masa ciała – 80kg

   2. Wzrost – 1,75m

A_D = 0, 202 • m^0, 425 • h^0, 725

A_D = 0, 202 • 80^0, 425 • 1, 75^0, 725 = 1, 95m²

1. Obliczyć strumień masy powietrza nawiewanego do pomieszczenia dla danych:

   1. Zyski ciepła jawnego 2kW

   2. Temperatura w pomieszczeniu 22°C

   3. Temperatura powietrza nawiewanego 13°C

$${\dot{V}}_{j} = \frac{\dot{Q_{j}}}{t\rho_{N}c_{p}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\dot{m} = \rho \bullet \dot{V}$$

$$\dot{m} = \frac{\dot{Q_{j}}}{tc_{p}} = \frac{2}{(22 - 13) \bullet 1,005} = 0,22\frac{\text{kg}}{s}$$

1. Obliczyć strumień objętościowy powietrza o temperaturze 15°C, który musi być nawiewany do pomieszczenia dla danych:

   1. Zyski ciepła utajonego 0,6kW

   2. Zawartość wilgoci w powietrzu nawiewanym 0,007 kg/kg

   3. Zawartość wilgoci w pomieszczeniu 6,3 g/kg

$$\dot{V} = \frac{\dot{Q_{u}}}{x\rho_{N}c_{\text{pary}}} = \frac{0,6}{\left( 0,007 - 0,0063 \right) \bullet 1,2 \bullet (2500 + 1,86 \bullet 15)} = 0,28\frac{m^{3}}{s}$$

1. Obliczyć współczynnik kierunkowy charakterystyki pomieszczenia dla danych:

   1. Zyski ciepła jawnego 7,0 kW= 7000W

   2. Zyski ciepła utajonego 2,0 kW= 2000W

$$Q_{u} = r \bullet m_{\text{pw}}\ \overset{\rightarrow}{}\ m_{\text{pw}} = \frac{Q_{u}}{r} = \frac{2}{2480} = 0,00083\ $$

$$\varepsilon = \frac{Q_{c}}{m_{\text{pw}}} = \frac{7 + 2}{0,00083} = 10843,37\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}\ $$

1. Obliczyć natężenie bezpośredniego promieniowania słonecznego dla danych:

   1. Stała promieniowania słonecznego przy braku atmosfery wynosi 1,104

   2. Współczynnik poprawkowy wynosi 0,196

   3. Kąt wysokości wzniesienia słońca 60°

$$I = \frac{A}{e^{\frac{B}{\text{sinα}}}} = \frac{1,104}{e^{0,196/sin60}} = 0,88$$

1. Obliczyć temperaturę słoneczną dla danych:

   1. Temperatura zewnętrzna t_z=32°C

   2. Współczynniki pochłaniania bezpośredniego i rozproszonego padającego na ścianę wynoszą A_b=A_r=0,9

   3. Natężenie promieniowania bezpośredniego 343 W/m²

   4. Natężenie promieniowania rozproszonego 118 W/m²

   5. Współczynnik przejmowania ciepła od strony zewnętrznej α_Z=22,7 W/m²K

$$t_{s} = t_{z} + \frac{A_{b}(I_{b} + I_{r})}{\alpha_{Z}} = 32 + \frac{0,9(343 + 118)}{22,7} = 50,28\ $$

1. Napisz równanie i narysuj krzywą zaniku zanieczyszczeń w powietrzu przy początkowym stężeniu w pomieszczeniu równym k₀ i w powietrzu wentylacyjnym k_w

2. Określić procentowy udział niezadowolonych w pomieszczeniu przy zanieczyszczeniu o stężeniu 1,5 olfa, gdy ilość powietrza wentylacyjnego wynosi 5 l/s.

$$P = 395\exp\left( - 1,83q^{0,25} \right) = 395\exp\left( - 1,83 \bullet \frac{5}{1,5}^{0,25} \right) = 33,32\%$$

1. Sposób wyznaczania chwilowych zysków ciepła od promieniowania słonecznego przepuszczanego przez szyby.

2. Określić temperaturę wynikową dla:

   1. Średnia temperatura promieniowania 22,4°C

   2. Temperatura powietrza 18,0°C

   3. Prędkość przepływu powietrza w przedziale 0,2 m/s

t_ed = (t_x−t_r) − 7, 65(V_x−0,152) = 4, 4 − 7, 65(0,4−0,152) = 2, 5 

1. Obliczyć współczynnik zaburzeń ruchu powietrza dla danych:

   1. Standardowa odchyłka od prędkości lokalnej 0,05 m/s

   2. Średnia prędkość przepływu 0,2 m/s

   3. Prędkość przepływu powietrza w przedziale 0,2-0,6 m/s

2. Obliczyć wilgotność względną powietrza w temperaturze t₀ dla ciśnienia pary wodnej 1120 Pa i ciśnienia pary wodnej w stanie nasycenia 1560 Pa.

$$\varphi = \frac{p_{w}}{p_{\text{wn}}} = \frac{1120}{1560} = 71,8\%$$

1. Określić wartość metabolizmu dla:

   1. Częstotliwości oddechu 0,8

   2. Strumień objętościowy zużycia tlenu 1 l/min

   3. Pole powierzchni skóry 1,8 m²

$$M = 352\left( 0,23RQ + 0,77 \right)\frac{V_{O_{2}}}{A_{D}} = 352\left( 0,23 \bullet 0,8 + 0,77 \right) \bullet \frac{1}{1,8} = 186,56\ \frac{W}{m^{2}}$$

1. Obliczyć temperaturę powietrza wywiewanego dla danych:

   1. Gradient temperatury 0,7 K/m

   2. Wysokość średnia od podłogi 6m

   3. Temperatura w pomieszczeniu 295 K

2. Obliczyć strumień powietrza z uwagi na CO₂ dla danych:

   1. Współczynnik ??? – 1,4

   2. Strumień masy gazu – 0,010 g/s

   3. Stężenie dopuszczalne w pomieszczeniu – 30mg/m³

   4. Na wlocie do pomieszczenia stężenie CO₂ jest równe 0

3. Obliczyć strumień powietrza zewnętrznego dla pomieszczenia o powierzchni 30m²:

   1. Odczuwalne obciążenie zanieczyszczeniami: 0,2 olfy/m³

   2. Odczuwalna jakość powietrza wewnętrznego: 1,3 decypola

   3. Odczuwalna jakość powietrza zewnętrznego: 0,15 decypola

   4. Współczynnik efektywności wentylacji: 0,9

$$\dot{V} = F \bullet \frac{G}{(c_{\text{ia}} - c_{\text{oa}})e_{v}} = 30 \bullet \frac{0,2}{(1,3 - 0,15) \bullet 0,9} = 5,8\frac{\text{dm}^{3}}{s} = 0,0058\frac{m^{3}}{s}$$

1. Podaj wzór określający skuteczność filtra.

1. Podaj klasyfikację filtrów powietrza pod względem skuteczności.

2. Wymień metody nawilżania powietrza wraz z schematem urządzenia i przebiegiem przemiany na wykresie psychrometrycznym.

3. Przedstaw dobowe zmiany temperatury i wilgotności powietrza atmosferycznego.

4. Wymień czynniki wpływające na wybór parametrów powietrza nawiewanego.

5. Wymień czynniki wpływające na wybór parametrów powietrza wewnętrznego.

6. Podaj definicję wskaźnika WBGT.

WBGT (Wet Bulb Globe Temperature) - wskaźnik służący do oceny średniego wpływu oddziaływania ciepła na człowieka w okresie reprezentatywnym dla jego pracy, jest wykorzystywany do oceny warunków pracy w środowisku uznanym za gorące.

WBGT wewnątrz i na zewnątrz budynków bez nasłonecznienia:

WBGT = 0,7t_w + 0,3t_g

t_w – temperatura termometru wilgotnego

t_g – temperatura poczernionej kuli

WBGT na zewnątrz budynków z uwzględnieniem nasłonecznienia:

WBGT = 0,7t_w+0,2t_g+0,1t_a gdzie:

t_w – temperatura termometru wilgotnego

t_g – temperatura poczernionej kuli

t_a – temperatura termometru suchego

WBGT dla środowiska niejednorodnego termicznie:

$$WBGT = \frac{\text{WBGT}_{\text{kostek}} + \text{WBGT}_{glowy} + {2 \bullet WBGT}_{\text{brzucha}}\ }{4}$$