Технологические системы отрасли на примере стомотологического кабинета

 

 

Введение.

 

Стоматоло́гия (от др.-греч. στοματος — рот, + др.-греч. λογος — слово) — раздел медицины, занимающийся изучением зубов, их строения и функционирования, их заболеваний, методов их профилактики и лечения, а также болезни полости рта, челюстей и пограничных областей лица и шеи. Стоматология — наука, изучающая строение, функции, норму и патологию полости рта и челюстно-лицевой области.

Россия познакомилась со стоматологией благодаря Петру I, который впервые привёз из-за границы различные приспособления для лечения зубов. Первая школа, которая занималась подготовкой зубных врачей, открылась в 1881 г. в Санкт-Петербурге и уже к 1883 году из школы было выпущено более 450 дантистов.

В начале XX века уже было собрано много знаний в этой области и выпущено много научных работ. Стали использоваться более современные инструменты для лечения зубов, появились новые пломбировочные материалы, применялись различные лекарственные вещества. Сначала стоматологами могли работать только мужчины, но с1875 г. такое право получили и женщины.

После Великой Отечественной войны стоматология развивалась особенно высокими темпами, стали открываться новые стоматологические институты, проводились различные исследования, выпускались новые бормашины и стоматологические установки.

В настоящее время  стоматология шагнула далеко вперёд. Стала возможной имплантация зубов и восстановление даже очень сильно разрушенного зуба, появились качественные пломбировочные материалы и современные инструменты для лечения зубов.

Заболевания зубов являются наиболее распространенными болезнями  человека. По статистическим данным, более 90 % населения земного шара страдает болезнями зубов. Столь значительное распространение этого страдания ставит перед органами здравоохранения задачи, направленные на разработку мер профилактики возникновения болезней зубов, совершенствование методов лечения, изучение причин, порождающих эти заболевания. К болезням зуба относятся кариес, пульпит, периодонтит. Кроме того, в клинике встречаются проявления различных форм недостаточности эмали и дентина (гипоплазия, клиновидный дефект, стирание зубов), которые имеют совершенно иную этиологию и клинику.

Всего в России насчитывается  около 10 тыс. стоматологических лечебных учреждений, в Москве - около 2 тыс. государственных и частных стоматологических клиник. По данным Росстата, общая численность врачей в России к концу 2010 года составляла 715,8 тысячи человек. Из них 60,6 тысячи - врачи-стоматологи. Это четвертое место после терапевтов, хирургов и педиатров. Причем на 10 тысяч населения приходится в среднем 4,2 стоматолога.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подбор и компоновка оборудования стоматологического кабинета.

 

 

Стоматологическая установка:БПЭСт-С.

-габаритные размеры  2000*1800*295 мм;

-потребляемая мощность Р=1200WT;

- кол-во тепловыделений 800 кДж/ч;

-кресло Д106 460*400*800.

Стол медицинский 400*600 2 штуки.

Стул медицинский 2 штуки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет искусственного освещения помещения.

 

 Необходимое число ламп для освещения «n» вычисляется по выражению:

 

 

где: E_н- минимальная (нормированная) освещённость .

Согласно СНиП II-4-89 зрительные работы при высокой точности в  помещении относятся к III разряду с освещённостью Е_н=300лк, а при средней точности - ко II разряду с освещённостью Е_н=200лк.

К₃ - коэффициент запаса (для люминесцентных ламп производственных цехов предприятий сферы сервиса - К₃=1,6...1,7, а для остальных помещений - К₃=1,5).

F - площадь освещаемого помещения, м²;

K_о - коэффициент минимальной освещённости, равный отношению средней освещённости к минимальной, К₀=1,1...1,5;

S - световой поток ламп, лм; (см. табл. 1).

К_и - коэффициент использования светового потока, равный отношению потока, подающего на рабочую поверхность, к общему потоку ламп (см. табл.2).

Eн=300 лк; К₃ =1,5; K_о =1,5; F=35 м^2;S=1450лм;

Коэффициент использования  светового потока зависит от к.п.д. светильника, коэффициента отражения потолка р_п, стен р_с, величины показателя помещения I, учитывающего геометрические параметры помещения, высоту подвески светильника пр.

Значение высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью h_р вычисляется по выражению:

Н_р=Н-h_с-h_р, Н_р=3,5-0,5-0,89, Н_р=2,2м.

где: Н - высота помещения, м; h_р - высота рабочего места (h_р=0,89 м), h_с -высота подвеса светильника от потолка, м;

 

Величина показателя i равна:

i=L*В/h_р(L+В),i=5*7/2,2*(5+7), i=1,32

где: L и В - длина и ширина помещения, м.

К_и=53.

Внутренняя окраска  стен и потолков определяет коэффициент отражения. По условию- окраска стен и потолков белая, следовательно Рп=70% Рс=50% при Ки=53.

n=(1,5*1,5*35*300)/1450*53=0,307.

Расчет вентиляции помещения.

1.Расчёт тепло - и влагоизбытков.

 

Вид вредностей	зависимости для вычисления расхода  воздуха, L, м3/ч	зависимости для вычисления составляющих
1. Теплоизбытки	L = Qп / ρ с (tу-tп)	Qп =∑Qi=Qоб + Qл + Qосв + Qэ Qоб =3,6 Рпотр; Qл = Q’л * nл Qосв =3,6 А F Qэ =3,6 k Рэд (1-η) / η W=Wоб + Wл;       Wл = w*nл
2. Тепло - и влагоизбытки	L = Qп /ρ (iу-iп)   L = Wп / ρ (dу-dп)

 

 

Q_п - полные тепловыделения в рабочую зону, кДж/ч (Вт);

Q_об - теплоизбытки от технологического оборудования, кДж/ч;

Р_потр - потребляемая мощность, Вт;

Q’_л - теплоизбытки от одного человека, 150..350Вт; (540..1250 кДж/ч);

n_л - число людей, работающих в смене;

Q_л - теплоизбытки от людей, кДж/ч;

Q_осв - теплоизбытки от освещения, кДж/ч;

А - удельный теплоприток в секунду, Вт/(м²с) (для производственных помещений А_п=4,5, для складских - А_с=1 Вт/(м²с));

Q_э - теплоизбытки от работающих электродвигателей, кДж/ч;

Р_эд - установленная мощность, электродвигателя, Вт;

к - коэффициент, учитывающий одновременность работы, загрузку и тип электродвигателя, к=0,2..0,3;   η - к.п.д. электродвигателя;

W - влагоизбытки, кг/ч; w - влаговыделения от одного человека, (при температуре воздуха в помещении t=22...28°С  w=0,1...0,25 кг/ч); W_л - влаговыделения от людей, кг/ч;

W_об - влаговыделения от оборудования, определяемое по справочникам, кг/ч;

Q_об =3,6 Р_потр=3,6*1200=4320 Вт.

Q_л = Q’_{л *} n_л=200*3=600 Вт.

Q_осв =3,6 А F=3,6*4,5*35=567 Вт/(м²с).

Q_э =3,6 k Р_эд (1-η) / η=3,6*0,25*1200*(1-0,9)*0,9=97,2 кДж/ч.

Q_п=4320+600+567+97,2=5584,2 Вт.

W=W_об + W_л=0,8+0,75=1,55 кг/ч.  W_л = w*n_л=0,25*3=0,75 кг/ч.

2.Определение расхода воздуха, необходимого для удаления тепло - и влагоизбытков.

Исходные данные.

Температура воздуха, подаваемого  в помещение tп=20°С; теплосодержание приточного воздуха, iп=46,7 кДж/кг; полные тепловыделения в помещении Qп=5584 Вт; влаговыделения в помещении W=1,55 кг/ч; объём помещения, V=122 м³; вертикальное растояние от пола до горизонтального отверстия всасывания вентилятора, Н=3,5м.

1.Определение температуры воздуха в помещении по выражению:

t_р.з. = t_п +.(6..-10°С)=20+6,8=26,8°С.

2.Определение удельных  избытков тепла:               

q = Q_п / V = 5584/122= 45,5 Вт/м³

3.Определение температуры  воздуха, удаляемого из помещения:

t_у = t_р.з. +Δ(Н-2),

где: Δ - градиент температуры, °С/ м. 

при q <16,8 Вт/м3    Δ=0...0,3,                

при q =16,8. ..33,6     Δ=0,3.. 1,2,                        

при q >33,6     Δ=0,8...1,5

Принимаем Δ=1°С/м, т.к. q =45,5>33,6 Вт/м³; тогда:

t_у=26,8+1(3,5-2)=28°С.

 

4. Определение направления луча процесса изменения параметров приточного воздуха под воздействием тепло- и влагоизбытков:

а) вычисляем параметр: ε= Q_п / W =20102/1,55=12969 кДж/кг

б) на I-d диаграмме (см. приложение 5) находим точку «Е» (ε =12969) и точку «А» (t₀=0°С и d=0, г/кг сухого воздуха).

Соединим точку «А» с точкой «Е» прямой линией на диаграмме I-d и получим луч «АЕ».

5. Определение направления луча  процесса изменения параметров  удаляемого воздуха.

а) на I-d диаграмме находим точку «В», характеризующуюся параметрами приточного воздуха t_п =20°С и i_п =46,7кДж/кг.

б) проводим из точки«В» луч, параллельный линии«АЕ», до пересечения с линией t_у=28°С и получаем точку«С» (т.е. линия ВС‖АЕ).

6. Находим параметры приточного  воздуха 

в точке «В», а именно d_п =12,1 г/кг сух воздуха и φ_п=60%,

и в точке «С» - d_у =12,7 г/кг сух. воздуха, i_у =60,9кДж/кг, φ_у=40%.

7. Определяем плотность воздуха  ρ кг/м³ при t градС, по выражению:

при температуре воздуха, поступающего в помещение t_п:

ρ_п=353/(273 + t_п)=353/(273+20)=1,2

при температуре наружного воздуха t_н:

ρ_н=353/(273 + t_н);        ρ_у=353/(273 + t_у)= 353/(273 + 28,3)=1,17

8. Вычисляем расход воздуха,  необходимый для нейтрализации  тепловыделений, м³/ч:

L_т = Q_т /ρ (i_у-i_п)  =20102/[(60,9-46,7)1,2]=1179,6 м³/ч

и влаговыделений:

L_в = W_п/ρ(d_у-d_п) =1000*1,55/[(12,7-12,1)1,2]=2152,7м³/ч

В дальнейшем за расчётный  принимается более высокий воздухообмен.

 

 

 

9. Определение кратности  вентиляционного воздухообмена, 1/ч:

К_вв = L_max / V =2152,7/122=18 1/ч

где: L_max - максимальный расход воздуха, необходимый для нейтрализации тепло- и влаговыделений, м³/ч (т.е. L_max →L_т или L_в).

10. Вычисляем теплоту,  уносимую с вентилируемым воздухом, по выражению:

Q_в = ρ_у с V (t_п-t_н) К_вв=0,28*1,17*122*(20-15)*18=200,6 т.

где: с - удельная теплоёмкость воздуха, с=0,28 Вт_*ч/кг_*°С.

11. Вычисляем потери теплоты  в Вт через ограждения (потолок,  стены, двери и окна) помещения:

Q_о = (t_п-t_н) ∑К_т F= (t_п-t_н) (К_тп F_п + К_тс F_с + К_то F_о + К_тд F_д )=(20-15)*(1,17*3,6+1,55*84+2,33*1,9+5,65*2,0)=750,6 Вт.

где: F_п , F_с , F_о , и F_д - площади ограждений перекрытий, стен, окон и дверей, соответственно.

12. Расчётная теплоотдача калорифера, Вт:                          

Qк = Qв + Qо=200,6+750,6=950 Вт.

13. Вычисляем мощность калорифера  по формуле, Вт:          

Pк = Qк / ηк=950/1=950 Вт.

где: ηк - к.п.д. калорифера (при установке  непосредственно в вентилируемом  помещении ηк =1, а при установке  в другом помещении ηк =0,9).

14. Вычисляем суммарную поверхность  нагрева калорифера по  выражению,  м2:       

Fк = Qк / Kтт Δt=950/10,03*4,2=22,5 м2

где: Δt - разность между  средней температурой теплоносителя  теплообменника и температурой воздуха  в помещении,  т.е.

Δt =tу- tср=28,3-24,15=4,2

где: tср = (tп + tу) / 2=(20+28,3)/2=24,15.

3. Подбор вентилятора  и электродвигателя.

Вентилятор подбирается в соответствии с подсчитанным общим расходом воздуха L, м³/ч и общей потерей давления ∑ Pi, Па.

 

 

а) определение  параметров вентилятора.

Наиболее современными и экономичными являются центробежные (радиальные) вентиляторы типа Ц4-70. Характеристики вентиляторов Ц4-70 различных типоразмеров представлены в приложении 4.

Для обеспечения воздухообмена L =3722 м3/ч (0,7 м3/с) возможно применение следующих вентиляторов, где ηв - частота вращения, мин-¹; Р - напор, Па и v - окружная скорость колеса, м/с.

1. №5    при   η_в =   400 мин^-1,   Р=80 Па,       v =13 м/с;

2. №4   при  η_в =1200 мин^-1,   Р=230Па,    v =22 м/с;

3. №4    при   η_в =1950 мин^-1,    Р=750 Па,    v =34 м/с;

4. №3    при   η_в =2000 мин^-1,    Р=760 Па,    v =35 м/с;

Анализируя характеристики по к.п.д., можно сделать вывод, что из всех возможных вариантов лучшие параметры по к.п.д., Р, v и ηв имеет вентилятор Ц4-70 №4;