Нормирование воздухообмена по чистоте воздуха

Задачи

Задача 1

При рентгеноскопии желудка пациент получил разовую экспозиционную дозу 30 Р. Через какое минимальное время рентгеноскопию желудка можно проводить повторно?

Решение. Полученное значение, выраженное в рентгенах, следует перевести в зиверты (Зв), пользуясь соотношением

1 Зв ≈ 114 Р. Тогда доза в 30 Р ≈ 0,26 Зв или 260 мЗв.

Полученное значение сравниваем с предельно допустимой эквивалентной годовой дозой, которая составляет для населения при поражении внутренних органов 15 мЗв. Получаем, что доза в 30 Р в 17,3 раза превышает допустимое годовое значение. То есть: если допустимое значение дозы – 15 мЗв, то повторно рентгеноскопию пациент может пройти не менее чем через 17,3 года.

Задача 2

В дачном домике с объёмом жилых помещений V=50 м3 топится дровами печь. Кратность воздухообмена в домике K=1 1/час. Теплота сгорания дров Qсг= 4 МДж/кг. К.п.д. печи X=10%. Через каждый интервал времени t=10 мин в печь взамен выгоревших подбрасывают новую охапку дров массой m=1,5 кг. Уличная температура tул= -30 оС. Какая температура установится в дачном домике? Как такая температура влияет на физиологическое состояние человека? Каким образом можно её приблизить к комфортной?

Решение. Мощность Р, развиваемая печью для обогрева помещения, определяется формулой

Р, Вт = ХQсгm/t (1),

P=(0,1*4*106*1,5)/600=1000 Вт или 1000 Дж/с,

где Х – коэффициент полезного действия печи, 0,1;

Qсг, – теплота сгорания двор, 4*106 Дж/кг;

m – масса сгораемых дров, 1,5 кг;

t – время сгорания дров, 10мин=600с.

Уличная температура (toул), температура в помещении (toп), мощность нагревателя Р и воздухообмен L связаны друг с другом следующим соотношением

Р + ρcL(toул– toп) = 0 (2),

где ρ – плотность воздуха, равная 1,29 кг/м3;

с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг⋅К).

Кратность воздухообмена К определяется по формуле

К, 1/ч = L/V (3),

где V – объем помещения, 50 м3.

Так как кратность воздухообмена известна, из формулы (3) находим воздухообмен L:

L=K*V, м3/ч,

L=1*50=50 м3/ч.

Зная все данные и приведя их значения в системные единицы измерения, из формулы (2) найдем температуру в помещении

tп= tул+ Р/ρcL, K,

где tул =-30°С=243 K;

с=1 кДж/(кг⋅К)=103 Дж/(кг⋅К);

L=50 м3/ч=0,014 м3/с.

Тогда получим:

tп= 243+1000/(1,29*103*0,014), K,

tп=298,4 К или 25,4°С.

Такая температура установится в дачном домике.

Влияние данной температуры на физиологическое состояние человека.

Важнейшим фактором микроклимата жилых помещений является температура воздуха. Оптимальные температурные параметры в холодный период года варьируются от 20 до 22°С в условиях холодного климата. Жалобы на дискомфорт проявляются лишь при температуре воздуха 24°С и выше. В нашем случае температура воздуха в дачном домике составляет 25,4°С. Это выше нормы. Дискомфортные условия при длительном воздействии могут привести к ослаблению общей и специфической сопротивляемости организма, снижению иммунитета.

Эксперты соглашаются, что температура в комнате, в которой люди спят, очень сильно отражается на том, как хорошо и как долго они спят. Поскольку, засыпая, температура тела понижается, то, если в комнате очень холодно или очень жарко (как в нашем случае) организм пытается установить такую же температуру.

Высокая температура может привести к перегреванию, накоплению избыточного тепла в организме человека с повышением температуры тела. Это будет затруднять теплоотдачу во внешнюю среду или увеличивать поступление тепла извне. Возникнет напряжение физиологических механизмов терморегуляции (потоотделение, расширение кожных сосудов и др.). Перегревание будет сопровождаться повышением обмена веществ, потерей воды и солей, нарушением кровообращения.

Способ приближения данной температуры к комфортной.

Для того чтобы приблизить полученную нами температуру к комфортной, необходимо ее понизить, чтобы она была в интервале 20-22С°. Этого можно достичь, решая обратную задачу, приняв в числе исходных данных нужную температуру в помещении. Так как мощность Р, развиваемая печью для обогрева помещения, интервал времени t и масса m подбрасываемых дров величины не постоянные, будем изменять их.

Приняв за исходную температуру в помещении в первом случае 20С°, а во втором – 22С°, и проведя соответствующие вычисления, получим:

1) при массе дров m=1,5 кг, для поддержания в дачном домике оптимальной температуры интервал времени t, через который подбрасывают дрова в печь, надо увеличить, чтобы он составлял10,6-11,1 мин;

2) при постоянном интервале времени в 10 мин массу дров необходимо уменьшить до значений 1,35-1,4 кг.

Тогда температура будет являться комфортной.

Задача 3

Воды трёх водоёмов, А, В и С, расположенных рядом с городом N, имеют различные загрязнения. Виды загрязнений и их концентрации приведены ниже. Определить, какой из водоёмов наиболее и наименее пригоден для общественного и бытового использования. Воду каких водоёмов нельзя использовать и почему? Опишите потенциально возможные источники соответствующих загрязнений водоёмов и методы очистки.

Решение. Для того чтобы определить, какой из водоёмов наиболее и наименее пригоден для общественного и бытового использования, надо сложить приведенные концентрации каждого i-го загрязнителя водоема, то есть величины Сi/ПДКi. Таким образом, суммарная приведенная концентрация загрязнений (СƩпр) будет определяться как