Вредное и полезное воздействие статического электричества

Статическое электричество образуется в результате трения (соприкосновения и разделения) двух диэлектриков друг о друга или диэлектриков о металлы. При этом на трущихся веществах могут накапливаться электрические заряды, которые легко стекают на землю, если тело является проводником электричества и оно заземлено. На диэлектриках электрические заряды удерживаются продолжительное время, вследствие чего они и получили название статического электричества. Процесс возникновения и накопления электрических зарядов в веществах принято называть электризацией.

По существующим представлениям статическое электричество возникает в результате сложных процессов, связанных с перераспределением электронов и ионов при соприкосновении двух поверхностей неоднородных жидких, газообразных или твердых веществ.

Явление статической электризации наблюдается, в частности: в потоке и при разбрызгивании жидкостей; в струе газа или пара; при соприкосновении и последующем удалении двух твердых разнородных тел (контактная электризация).

В производственных условиях возникновение и накопление статического электричества происходит:

1) при пневмотранспортировании пылевидных и сыпучих материалов, при движении их в аппаратах; дроблении, перемешивании и просеивании; при перемещении в смесителях;

2) при сливе, наливе и перекачке светлых нефтепродуктов по трубопроводам и резиновым шлангам в резервуарные емкости. При этом степень электризации зависит от многих факторов (диэлектрических свойств и кинематической вязкости жидкости, скорости потока, диаметра трубопровода и его длины, материала трубопровода, шероховатости и состояния внутренних стенок, температуры жидкости и др.);

3) при транспортировании сжатых и сжиженных газов по трубам и истечении их через отверстия (особенно, если в них содержится тонко распыленная жидкость, суспензия или пыль);

4) в процессе обработки материалов, а также при применении ременных передач и транспортерных лент. Степень электризации в этих случаях зависит от физико-химических свойств соприкасающихся материалов, плотности их контакта, скорости движения, относительной влажности и температуры воздуха и др.;

5) при движении транспортных средств, тележек на резиновых шинах и людей по сухому изолирующему покрытию;

6) в других подобных случаях.

Действие статического электричества на человека смертельной опасности не представляет, поскольку сила тока не велика. Искровой разряд статического электричества человек ощущает как толчок или судорогу. При внезапном уколе и вследствие рефлекторных движений человек может сделать непроизвольно движения, приводящие к падению с высоты, попаданию в неогражденные части машин и др. Имеются также сведения о том, что длительное воздействие статического электричества неблагоприятно отражается на здоровье работающего, на его психофизиологическом состоянии. Вредно влияет на состояние человека также электрическое поле, возникающее при статической электризации.

Вызываемые статическим электричеством неприятные ощущения могут явиться причинами развития неврастении, головной боли, раздражительности, неприятных ощущений в области сердца, нарушения сна, снижения аппетита и т.п.

Основные меры защиты от статического электричества направлены на предупреждение возникновения и накопления зарядов статического электричества, создание условий рассеивания зарядов и устранение опасности их вредного воздействия. Они обобщены в Правилах защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности и ГОСТ 12.4.124«ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования».

1) предотвращение накопления зарядов на электропроводящих частях оборудования, что достигается заземлением оборудования и коммуникаций, на которых могут появиться заряды (аппараты, резервуары, трубопроводы, транспортеры, сливо-наливочные устройства, эстакады и т.п.);

2) уменьшение электрического сопротивления перерабатываемых веществ;

3) снижение интенсивности зарядов статического электричества (достигается соответствующим подбором скорости движения веществ, исключением разбрызгивания, дробления и распыления веществ, отводом электростатического заряда, подбором поверхностей трения, очисткой горючих газов и жидкостей от примесей);

4) отвод зарядов статического электричества, накапливающихся на людях (позволяет исключить опасность электрических разрядов, которые могут вызвать воспламенение и взрыв взрыво- и пожароопасных смесей, а также вредное воздействие статического электричества на человека). Основными мерами защиты являются: устройство электропроводящих полов или заземленных зон, помостов и рабочих площадок, заземление ручек дверей, поручней лестниц, рукояток приборов, машин и аппаратов; обеспечение работающих токопроводящей обувью, антистатическими халатами.

Читайте также:  Как подключить пусковое реле к компрессору холодильника

Известны способы увеличения поверхностной и объемной электропроводности для твердых и жидких диэлектриков:

1) увлажнение воздуха до 65-75%, если это допустимо по условиям технологического процесса;

2) химическая обработка поверхности электропроводными покрытиями;

3 нанесение на поверхность антистатических веществ, добавление антистатических присадок в горючие диэлектрические жидкости;

4) нейтрализация зарядов, достигаемая применением различных типов нейтрализаторов (индукционных, высоковольтных, высокочастотных, радиоактивных и др.).

Для снижения интенсивности возникновения зарядов статического электричества, если это позволяют технологические возможности, горючие газы очищают от взвешенных жидких и твердых частиц, а жидкости – от нерастворимых твердых и жидких примесей, стараются исключить разбрызгивание, дробление и распыление веществ.

Во взрывоопасных производствах, где могут накапливаться заряды статического электричества, технологическое и транспортное оборудование рекомендуется изготовлять из материалов, имеющих удельное объемное электрическое сопротивление не более 10 5 Ом м, и т.п.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8460 – | 7349 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Статическое электричество оказывает вредное воздействие на организм человека, причем не только при непосредственном контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля, возникающего вокруг заряженных поверхностей. Систематическое воздействие электрических зарядов на человека вызывает головную боль, раздражительность, боли в области сердца. Установлена также, что отрицательно заряженные частицы пыли глубже проникают в дыхательные пути человека, чем незаряженные или заряженные положительно. Поэтому при длительном пребывании людей в сфере действия электрического поля при значительной запыленности воздуха наблюдается резкое увеличение заболеваний дыхательных путей.

Разность потенциалов зарядов статического электричества достигает больших величин, но так как емкости заряженных предметов и тела человека незначительны, а сопротивление относительно земли велико, то через тело человека пройдет ток в несколько ампер. Время прохождения тока исчисляется микросекундами и поэтому его воздействие не представляет опасности для жизни человека, но в результате мышечной реакции, вызванной электрическими ударами, возможны физические увечья (при падении с высоты, ударах об оборудование и т.д.).

Меры защити от статического электричества

Борьба с опасным проявлением статического электричества ведется предотвращением наложения зарядов и образования взрывоопасных концентраций газов, паров или пыли. Предотвращение опасности электростатических зарядов достигается заземлением оборудования, повышением поверхностной проводимости диэлектриков, ионизацией среды, уменьшением опасности статической электризации горючих жидкостей.

Заземление является основным способом защиты для металлического оборудования, если его поверхность не покрыта эмалью или если на ней образуются осадки непроводящих веществ. Заземление, как правило существляется в двух местах. Заземляются мeталлические конструкции, предназначенные для переработки, хранения и транспортировки горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, горючих газов и пылевидных продуктов. Сопротивление заземлявшего устройства допускается до 100 Ом.

Поверхностную проводимость диэлектриков повышают увеличением относительной влажности воздуха и применением антистатических примесей. Цри относительной влажности воздуха более 70 % на поверхности материалов адсорбируется, пленка влаги с некоторым количеством примеси, которая повышает поверхностную проводимость веществ. Доя повышения влажности воздуха используют кондиционеры, разбрызгивающие сопла и т.д. Иногда этот способ нельзя применять по соображениям технологического характера (плетса влаги приводит к браку продукция), если материал содержится при высокой температуре (пленка не образуется на поверхности) и если скорость перемещения заряженного материала больше скорости образования поверхностной пленки. Для получения пленки влаги на поверхности можно охлаждать материалы до температуры ниже температуры окружающей среды.

Читайте также:  Мини завод по производству сыра

Наиболее целесообразно этот способ применять в зимних условиях, когда статическое электричество проявляется особенно сильно и на охлаждение материалов практически не требуется дополнительных затрат.

Антистатические примеси создают поверхностные пленки на материале с удельным сопротивлением менее Ом*см. Рекомендуется применять полупроводниковые керамические покрытия (набрызгом, распылением, испарением или окрашиванием), проводящую резину или антистатические пластмассы. В ременных передачах и ленточных транспортерах применяют антистатическую смазку внутренней поверхности ремня или ленты.

Ионизация воздуха заключается в нейтрализации поверхностных электростатических зарядов ионами противоположного знака. Оно осуществляется нейтрализаторами.

По принципу действия нейтрализаторы подразделяются на индукционные, высоковольтные, высокочастотные, радиоактивные и комбинированные.

Опасность статической электризации жидкостей можно снизить или устранить повышением электропроводности жидкости введением антистатических присадок и снижением скорости движения жидкостей – диэлектриков (для этилового и метилового спиртов – 2-3 м/с, а для сложных эфиров – 9-10 м/с). При сливе жидкостей нельзя их перемешивать, разбрызгивать или распылять; при наливе сливная труба должна опускаться почти до дна сосуда. Во избежание взрывоопасных концентраций применяют вентиляцию с высокой кратностью воздухообмена, заполняют свободное пространство в резервуарах азотом или углекислотой, а также, если позволяет технология, заменяют горючие материалы негорючими.

В производственных помещениях, где нет опасности взрыва или пожара, персонал может длительно находиться под высоким потенциалом, подвергаться воздействию токов электризации и разрядных токов.

К источникам электризации относятся полы, коврики и дорожки из синтетических материалов, обувь на подошве из материалов с большим сопротивлением, одежда из синтетических материалов и т.д. Для защиты людей от статического электричества необходимо иметь электропроводящие полы в помещениях и обувь с электропроводящей подошвой.

Определить суммарный уровень шума двух источников, если уровень звукового давления одного из них 80 дБ, а разность их уровней 2.5 дБ.

Искомый уровень шума при одновременной работе двух источников найдем по формуле:

, где

дБ

Статическое напряжение приносит пользу, а иногда и неприятности. Попробуем разобраться почему. На дружеской вечеринке смешайте в чашке ложку соли и щепотку перца. Попросите друзей разделить смесь на составляющие. После бесполезных попыток продемонстрируйте им небольшой эксперимент. Расчешите волосы пластиковой расческой, а затем дотроньтесь ею до содержимого чашки. Частицы перца сами выскочат из емкости. В основе этого забавного опыта лежит интересное явление статического электричества.

Просто о сложном

Под словом «электричество» ученые подразумевают взаимодействие электрических зарядов. Их движение упорядочено, чтобы люди могли пользоваться разнообразными приборами и механизмами: от чайника до троллейбуса. Статическое электричество не спешит запускать в работу холодильник или мобильный телефон. Оно находится в состоянии релаксации. То есть, свободный заряд сохраняется, пока не возникнут условия для движения. Это довольно просто: представьте пожарного, который ждет сообщения о возгорании жилого дома.

Как открыли статическое электричество

Примерно восемь тысяч лет назад наши предки приручили диких коз и овец. Они заметили, что изделия из шерсти обладают необычной способностью накапливать заряд. Впервые понятие о статическом электричестве пытался сформулировать древнегреческий математик Фалес. Для своих опытов он использовал янтарь. Камень притягивает мелкие легкие частицы, если натереть его шерстяной тканью. Тогда из этого явления не смогли извлечь пользу. Электрон по-гречески янтарь. В честь него гораздо позже назвали элементарную частицу с отрицательным зарядом.

Спустя две тысячи лет придворный врач английской королевы Уильям Гилберт описывает, что такое статическое электричество. В своём научном труде по физике он подчеркивает родственную природу электричества и явления магнетизма. Исследования британца стали началом для подробного изучения темы среди коллег в Европе. Более четкое понятие о статическом электричестве дал опыт Отто фон Герике. Немец собрал первый электростатический механизм. Это был шар из серы на железном стержне. В результате ученый узнал, что предметы под воздействием электричества могут не только притягиваться, но и отталкиваться друг от друга.

Читайте также:  Двери межкомнатные дизайн интерьер фото

Немного науки

Сегодня причины возникновения статического электричества хорошо изучены. Это явление наблюдается на поверхностях некоторых предметов в результате взаимодействия с другими материалами. Сила заряда и его способность сохраняться зависят от их свойств и состава. Самый простой пример взаимодействия тел – трение. Чем интенсивнее и быстрее девушка расчёсывает волосы, тем сильнее образуется заряд. Статическое электричество окружает людей повсюду, но они замечают его не всегда. Электростатические заряды образуются в солнечную погоду при передвижении на автомобиле. Они накапливаются от напряжения, которое возникает между асфальтом и кузовом. Если водитель не использует антистатик, это приведет к искре.

На языке физиков такой процесс называется электролизация. Она возникает при трении двух разных материалов – диэлектриков, которые слабо проводят электрический ток. Если у диэлектриков одинаковые характеристики, то заряд не образуется. Другой вариант как получить статическое электричество – взаимодействие диэлектрика и заизолированного проводника. То есть при условии, что проводник не может поделиться полученной электростатической энергией с другим предметом.

Опасность статического электричества

Большинство явлений статического электричества в повседневной жизни человек просто не замечает. Незначительные неприятности могут возникнуть при использовании одежды из шерсти или синтетики. Величины токов в этом случае очень небольшие и не оставляют травм. На бытовом уровне это вполне безопасно. Сложности появляются, когда речь заходит о промышленном производстве, предприятиях перерабатывающей отрасли или машиностроения. В больших количествах электростатические заряды присутствуют на производстве. Станки, сепараторы, ленты транспортера могут обладать значительным потенциалом.

Если таких факторов много, образуется электрическое поле с высокими показателями напряженности. В этой обстановке находится не только некомфортно, но и опасно для здоровья. Главная причина для беспокойства в условиях опасного производства — пожарная опасность статического напряжения. На поверхности оборудования или одежды может накопиться большой заряд. Речь идет о работе с легковоспламеняющимися жидкостями, горючими газами и взрывоопасными смесями. Искра может стать причиной серьезной аварии.

Защита от статического электричества

Чтобы избежать неблагоприятного воздействия этого явления, разработан государственный стандарт показателя напряженности электростатических полей. Его максимально допустимый уровень 60 кВ/м в час. Они могут изменяться от времени нахождения рабочего в опасном помещении. Измерить уровень заряда статического электричества – задача для профессионала. Ключевым показателем является зависимость сопротивления поля (его способность препятствовать прохождению тока) и его напряженности (отношение силы поля к величине заряда). На этом основывается работа измерительных приборов.

Влияние статического электричества на организм человека может быть губительным и вызывает различные заболевания, в том числе психические. Если говорить о производственной безопасности в целом, основных способов борьбы два:

  1. Снижение возможности образования электростатических зарядов.
  2. Устранение накопления электростатических зарядов.

Чтобы уменьшить трение – детали оборудования шлифуют и смазывают. Для изготовления механизмов применяются одинаковые материалы. Избавиться от зарядов можно с помощью заземления станков.

Статическое электричество может сыграть злую шутку при распылении или разбрызгивании жидкостей с низкими показателями проводимости тока. Это чревато их воспламенением.

Проблема решается использование специальной тары и условиями обработки. К индивидуальным средствам защиты от статического напряжения можно отнести несколько наименований:

  1. Специальная одежда (штаны и куртка).
  2. Обувь с подошвой, обеспечивающей изоляцию.
  3. Перчатки.
  4. Браслеты для снятия диэлектрического напряжения.

Нет худа без добра

Статическое электричество приносит не только вред, но и пользу. С развитием технологий, люди приручили статическое напряжение и научились извлекать из него выгоду. Так явление успешно используется при ламининации пиломатериалов, в бумажной промышленности. Накопленный заряд помогает при изготовлении и нанесении этикеток и при качественной порошковой покраске автомобилей.

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *