8.1. Последствия психофизических  перегрузок оператора

       Психофизиологические  опасные и вредные производственные факторы по характеру их действия подразделяются на физические и нервно-психические перегрузки. На рабочем месте оператора ЭВМ действуют в основном только нервно-психические перегрузки.

       а) Умственные и эмоциональные перегрузки. Обусловлены спецификой труда оператора ЭВМ. При умственной работе, по сравнению с физической, потребление кислорода мозгом увеличивается в 15-20 раз. Если для умственной работы требуется значительное нервно-эмоциональное напряжение, то возможны изменения кровяного давления, пульса. Длительная работа такого характера может привести к заболеваниям, в частности сердечно-сосудистым и некоторым другим.

       б) Перенапряжение анализаторов. На рабочем  месте оператора ЭВМ возможно перенапряжение органов зрения, вызываемое применением дисплеев с низким разрешением, не отрегулированных по яркости и контрастности, а также неправильной их установкой относительно окон и осветительных приборов. В связи с этим, немаловажное значение имеет задача планирования процесса труда, с целью не допустить перенапряжения органов чувств, которое может привести к стрессам.

Таблица

Матрица опасности для выявленных опасных  и вредных производственных факторов представлена в таблице.

8.2. Пожарная безопасность  в вычислительных  центрах

       Источником  пожара в помещении, где находится ПЭВМ, может быть короткое замыкание, перегрузка соединительных проводов сети, возникновение больших переходных сопротивлений. При коротком замыкании и перегрузке температура перехода тока с одного провода на другой повышается и происходит воспламенение изоляции. Пределы огнестойкости строительных конструкций, эвакуационные пути, конструктивно-планировочные решения регламентированы в СН и П 2-01.02-85. Исключительно важное значение для предотвращения электротравматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электроустановок, четкое и своевременное проведение ремонтных и профилактических работ.

8.3. Выбор системы  кондиционирования  и расчет числа  кондиционеров

       Дипломный проект был написан в помещении 4 ПЭВМ. Около входной двери находится углекислый огнетушитель. Для отопления помещения в холодный период года предусмотрена водяная система отопления. Наряду с естественным освещением в темное время суток применяется люминесцентная система освещения. Для кондиционирования в помещении с ПЭВМ необходимы кондиционеры.

       Для кондиционирования используются бытовые  кондиционеры БК. Их устанавливают  в окнах и воздух подается непосредственно  в помещение.

       Минимальное количество наружного воздуха, подаваемого  в помещение, должно быть не менее  необходимого по санитарным нормам подачи на 1 час, что составляет 30 кг/ч. В связи с этим минимальное необходимое количество наружного воздуха GHmin=30*n кг/ч, n-число рабочих (n=4). 

Ghmin = 30*4 = 120 кг/ч. 

       В рассмотренной схеме организации  воздухообмена весь воздух, проходящий через кондиционер, считается наружным. Наружный воздух с расчетной температурой tн=28.50С охлаждает кондиционером до tк, а затем нагревается до tвн - температуры помещения. При расчете числа кондиционеров следует решить систему уравнений: 

3600*Qэвм=N*r*Gк*Cк*(tвн-tк)

3600*Qк=r*Gк*Cк*(tн-tк) 

где N-число кондиционеров, r-средний расчетный удельный вес  воздуха, r=1.2 кг/м3 Gк - производительность кондиционера по воздуху, м3/ч Ск - средняя  теплоемкость охлаждающегося воздуха, кДж/кг*0С 

Ск=1.005+1.8d 

где d=623*fк*рк/(В-fк*рк), рк - упругость насыщенного пара при температуре tк.

       Зависимость р от t приведена в таблице, где fк - относительная влажность в  долях, В=993 Гпа - полное барометрическое  давление, Сн выбирается аналогично Ск при рн и fн.

       Выбираем  по таблице кондиционер БК-1500. Для  него Gк=400 м/ч, Qк=1.74 кВт. QЭВМ - результирующее тепловыделение в машинном зале. Мощность средств вычислительной техники  по технической документации составляет 7.5 кВт. Тепловыделение человека 75 Вт. Общее тепловыделение n*75=300 Вт. Тепловыделение от источников освещения составляет n*65 Вт, где n-количество источников освещения, n=16, общее тепловыделение 65*16=1040 Вт. Находим QЭВМ:

       QЭВМ=7.5+0.3+1.04=8.34 кВт.

       Параметры tвн, fвн определяются на основе ГОСТ 12.1.005-88.

       Примем tвн=240C, fвн=50%, tк задается с учетом того, что перепад температур ЭВМ  не должен превышать 150С. Относительная  влажность fк должна быть порядка 75-80% . Расчетная температура наружного  воздуха для теплого периода  года составляет tн=28.50С.

       Расчет  числа кондиционеров выполняется  для трех значений относительной  влажности наружного воздуха fн-40, 60, 80%.

По формулам (7.3) и (7.4) определяется Ск: 

Ск=1.005+1.8*(623*0.75*23.38/993-0.75*23.38)=21.16 кДж/кг*0C 

       Аналогично  определяется значение Сн.

Для f=40% : 

Cн=1.005+1.8*(623*0.4*38.91/993-0.4*38.91)=18.86 кДж/кг*0C 

Для f=60% Cн=28.004 кДж/кг*0C.

Для f=80% Cн=37.29 кДж/кг*0C. 

       Требуемое число кондиционеров 

N=int{3600*Qэвм/1.2Gк*Cк(tвн-tк)}+1 

При tн=28.50C принимаем tк=200C, tвн=240C, fк=75%, fк=50% 

Cк=1.005+1.8(623*0.75*23.38/993-0.75*23.38)=21.16 кДж/кг*0C 

N=int{3600*Qэвм/1.2Gк*(tвн-tк)}+1=1.73, 

следовательно, N=1.

       Число кондиционеров должно обеспечить необходимую  производительность по холоду Qк 

Qк=r*Gк*Cн(tн-tк)/3600 

Определяем Qк: fн=40% , Сн=18.86 

Qк=12*400*18.861(28.5-20)/3600=21.375 кВт, 

fн=60% ,Cн=28.004 Qк=31.73 кВт

fн=80% ,Cн=37.28 Qк=42.26 кВт 

       Во  всех трех случаях выполняется условие Qк>Qктабл Qктабл=1.74 кВт. Проверим соответствие количества наружного воздуха санитарным нормам. Производительность по воздуху 

Gн=N*Gк=1*400=400 м3/ч 

       Условие Gн>Gн мин (Gн мин=240 кг/ч) выполняется, следовательно, число БК-1500 можно  принять равным 1

       Бытовой кондиционер БК-1500 используется для  ПЭВМ и СМЭВМ. Устанавливается в  окнах и подает обработанный наружный воздух непосредственно в зал.

       В процессе выполнения НИР необходимо, чтобы деятельность человека не сопровождалась вредным воздействием на среду обитания. Для этой цели необходимо избежать попадания во внешнюю среду отходов  производства и вредных веществ. Для этого необходимо обеспечить герметичное хранение вредных веществ. Отходы производства собирать в специальные контейнеры и вывозить к месту переработки или уничтожения. При наличии большого количества вредных паров, образующихся при пайке, вентиляционные отверстия и шахты должны быть снабжены специальными фильтрами, задерживающими проникновение паров во внешнюю среду. В особых случаях следует применять химические нейтрализаторы.

       В заключении следует отметить, что  данный дипломный проект является безопасным в экологическом плане и при соблюдении требуемых норм безопасности при работе с ПЭВМ и периферийными устройствами не представляет опасности для жизни оператора ЭВМ. Кроме того используемые при проектировании технические средства не приводят к загрязнению окружающей среды и обострению экологической обстановки. Важное значение для предупреждения потенциально опасных для жизни человека факторов заключается в правильной организации работы на ЭВМ, в своевременном обслуживании действующих электроустановок.

9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

       Рассчитан и спроектирован автогенераторный клистрон с электронным КПД в  выходном зазоре равным h_е3=0.62 и общим электронным КПД h_еå=0.65. Для двухрезонаторного клистрона с тремя зазорами это является хорошим результатом. Это на 30-35% больше, чем у приборов выпускаемых промышленностью. Вместе с тем еще остаются возможности для последующего повышения КПД.

       Вероятнее всего они связаны с исследованиями широкого зазора с q₁»3p с неравномерным электрическим полем. Результаты полученные при расчете электронного тока позволяют надеяться на повышение КПД

       Интересные  перспективы открываются при  использовании неоднородного магнитного поля. Уже рассчитан прибор с I_1max/I₀=1.75 и общим КПД h_еå=0.7. Но усложнение конструкции вызванное неоднородным магнитным полем вынудило пока не считать ее в качестве основного варианта . В дальнейшем упомянутые конструкции будут дорабатываться.

10. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Артюх И. Г.  Мощные микроволновые электровакуумные приборы для систем связи и  промышленного применения // Электронная  промышленность - 1991. - №6 - 57 c.
2. Gebauer R. Wiss. Voroff. d.Texhnixhen Hochxhule Darmstadt. - 1, 65 (1947); 1, 97, 1949
3. Клистроны.  Перевод с английского - М:  Советское радио. - 1952. - 129 c.
4. Solimar L.  Extension on the one-dimension (klistron) Solution to finite gaps // J. Electron Contr. - 1961. - V11, №5. - p.361-383; 1962. - V12, №4. - p.313-314.
5. Хайков А. З. Клистронные усилители. - М.: Связь , 1974. - 392 с.
6. Федяев В. К. Расчет группирования электронов в клистронах с длинными зазорами // Известия ЛЭТИ - 1966 - Вып. 62. с.287-300
7. Канавец В. И., Лопухин В. П., Сандалов А. П.  Нелинейные процессы в мощных тногорезонаторных клистронах и оптимизация их порпметров // Лекции по электронике СВЧ. Книга 7. Изд. Саратовского университета, 1974.
8. Панов В. П., Сметанина Л. Ю., Юркин В. И.  Расчет электронных процессов в двухрезонаторном клистроне с широким входным зазором // Электроника. Рязань: РРТИ , 1978. с.3-6.
9. Костиенко А. И., Пирогов Ю. А. Взаимодействие электронного потока с полем СВЧ в широком плоском зазоре , возбужденном на высшем типе колебаний // Радиотехника и электроника. 1962 - Вып. 2 - с. 332-338
10. Исследование процессов , связанных с взаимодействием электронов с СВЧ полем широкого входного зазора при больших амплитудах. Научн.рук. Панов В.П.  Отчет / РГРТА. - Рязань. - 1994. - 36 с.
11. Исследование процессов взаимодействия электронов с полем резонатора при временах пролета, превышающих период колебаний и возможности создания новых генераторов СВЧ. Науч. рук. Панов В. П. Отчет / РГРТА. - Рязань. - 1994. - 22 с.
12. Взаимодействие сгруппированного электронного потока с полем высокочастотного зазора // Панов В.П., Буланкин В.А., Кутузова И.В., Юркин В.И.
13. Федяев В. К.  Двухмерная модель электронного потока из деформируемых элементов // Вакуумная и плазменная электроника: Межвуз. сб. /  Рязань: РРТИ -  1986  - с. 96-100
14. Федяев В. К., Юркин В. И. Программа анализа двухмерных динамических процессов в клистронах // Вакуумная и плазменная электроника: Межвуз. сб. /  Рязань: РРТИ - 1986 - с. 101-105
15. Кацман Ю. А.  Приборы СВЧ. - М.: Высш. шк., 1983. - 368 c.
16. Панов В. П.  Направления развития и особенности клистронов // Методические указания. Рязань: РРТИ - 1991. - 36 с.
17. Лебедев Н. В.  Техника и приборы СВЧ, т. 2. - М.: Энергия , 1964. - 375 с.
18. Панов В. П.  Пространственный заряд в клистронах // Методические указания.  Рязань: РРТИ - 1990. - 24 с.
19. Панов В. П., Кутузова И. В. Взаимодействие несгруппированного электронного потока с ВЧ полем зазора // Электронные приборы : Межвуз. сб. /  Рязань: РРТИ - 1992 с. 93-96
20. Панов В. П., Кутузова И. В., Юркин В. И.  Коэффициент электронного взаимодействия выходного зазора клистрона // Электронные приборы : Межвуз. сб. /  Рязань: РРТИ - 1992 - с. 91-93
21. Панов В. П., Соломенников Г. В., Погорельский М. М.  Дипломное проектирование // Методические указания.  Рязань: РРТИ - 1989. - 28 с.
22. Панов В. П., Федяев В. К., Шишков А. А.  Разработка новых конструкций , методов и программ расчета клистронов // Электросвязь  1992- № 4 - с. 39-40
23. Расчет и исследованиелектронных процессов в динамическом режиме работы приборов: Отчет о НИР / РРТИ ; Руководитель  В. П. Панов. - № 423834. УДК 621.385.624. - Рязань, 1975. - 87 c.