Межгосударственный стандарт ГОСТ 12.4.104-81 "Система стандартов безопасности труда. Обувь специальная кожаная. Метод определения суммарного теплового сопротивления" (утв. постановлением Госстандарта СССР от 26 марта 1981 г. N 1615)

ГАРАНТ:

В соответствии со статьей 211 Трудового кодекса РФ государственные нормативные требования охраны труда обязательны для исполнения юридическими и физическими лицами при осуществлении ими любых видов деятельности

Настоящий стандарт распространяется на специальную кожаную обувь различных видов для защиты от повышенных и пониженных температур и устанавливает метод определения суммарного теплового сопротивления.

Стандарт предназначается для проведения исследовательских испытаний.

1. Метод отбора образцов

1.1. Для проведения испытания отбирают полупары обуви следующих размеров: мужской - 270, женской - 240.

Примечание. Для удобства проведения испытаний допускается отрезать верхнюю часть голенищ сапог.

2. Аппаратура

2.1. Для проведения испытания применяют прибор типа ПТС-0 (см. чертеж).

Прибор состоит из испытательного стенда, на столе 1 которого смонтированы механизм закрепления и подъема образца 2 с поворотным устройством 3, следящая система 9, камера спокойного воздуха 10, аэродинамическая труба 14.

Механизм закрепления и подъема образца представляет собой узел, состоящий из плиты 5, на которой установлены подвижные кронштейны 6 и регулировочный винт 4, с помощью которых образец фиксируется в заданном положении. Поворотное устройство позволяет поворачивать образец на 180°С относительно продольной оси прибора.

Следящая система представляет собой стойку с площадкой, на которой смонтированы механизм вращения мешалки 7 с электродвигателем, датчик режима работы 15, термометр 11 для контроля режима работы прибора и для настройки автоматического режима испытаний прибора.

Камера спокойного воздуха 10 представляет собой четыре панели из органического стекла, которые монтируются на столе при помощи четырех стоек.

Аэродинамическая труба представляет собой корпус с диффузором, вентилятор, приводящийся во вращение электродвигателем, и конфузор. Труба позволяет создавать воздушный поток с регулируемой скоростью. Для проведения испытания обуви при вынужденной конвекции панели камеры спокойного воздуха снимают.

2.2. В комплект прибора входят каучуковые баллоны 8, выполненные по форме колодок для спецобуви.

Баллоны в верхней части имеют площадку 12 из пористого материала (резина) с отверстием для контрольного термометра и крышку 13, через которую проходит стержень мешалки и терморезистор.

3. Подготовка к испытанию

3.1. Подготовка прибора к испытанию

Перед проведением испытания следует проверить заземление прибора и установку его в горизонтальном положении по уровню, а затем включить вилку штепсельного разъема в электросеть переменного тока напряжением 220 В с частотой 50 Гц.

3.2. Подготовка образцов обуви к испытанию

3.2.1. Перед проведением испытания обувь должна быть выдержана при нормальных условиях температуры и относительной влажности воздуха (t_В = 293+-3 К/20+-3°С; W=60+-5%) не менее 24 ч.

3.2.2. В испытуемый образец закладывают каучуковый баллон, присыпанный тальком, зашнуровывают ботинок, закрепляют место соединения ботинка с площадкой баллона резиновым зажимом и устанавливают ботинок на кронштейн. Затем через имеющееся в площадке баллона отверстие заливают в баллон дистиллированную воду по ГОСТ 6709-72 до полного заполнения баллона (до верхней площадки) и закрывают баллон крышкой.

3.2.3. Расположение верхней площадки баллона в обуви должно быть такое, чтобы высота ее от поверхности стельки составляла: в женской обуви исходного размера (88+-1) мм, а в мужской (95+-1) мм, которая может быть измерена металлической линейкой, установленной в отверстии на площадке баллона.

При необходимости проведения испытаний обуви других размеров высоту расположения площадки (А) в миллиметрах вычисляют по формуле

     h = 0,221N + 35,

     где N - метрический размер обуви.

4. Проведение испытания

4.1. Испытания проводят при одной из указанных ниже фиксированных температур окружающего воздуха, поддерживаемой постоянной на протяжении всего испытания: 291,0 K (18,0 °C); 291,5 К (18,5°С); 292,0 К (19,0°С); 292,5 К (19,5°С); 293,0 К (20,0°С); 293,5 К (20,5°С); 294,0 К (21,0°С); 294,5 К (21,5°С); 295,0 К (22,0°С).

4.2. Прибор настроен таким образом, что охлаждение ядра (тонкий каучуковый баллон, заполненный водой), автоматически фиксируемое прибором, происходит на 5К. При этом температурный напор (разница между температурой ядра и окружающего воздуха) в начальный и конечный моменты испытаний всегда составляет постоянную величину: дельта Т_1 = 15К; дельта Т_2 = 10К.

Например, при Т_возд = 293 К (20°С) фиксированное охлаждение ядра происходит от дельта Т_1 = 308К (35°С) до дельта Т_2 = 303К (30°С), т.е. на 5К (°С).

Температура воды в баллоне должна быть на 1,0-1,5 К выше начальной температуры воды при испытании, т.е. в данном примере начальная температура воды в баллоне должна быть 309-309,5К.

4.3. До начала испытаний необходимо установить тумблер "Сеть" в положение "вкл.", тумблер "мешалка" в положение "руч.", тумблер "обдув" (при вынужденной конвекции) в положение "авт.", переключатель "Режим работы" на режим "охлаждение", переключатель "Температура окружающего воздуха" в положение, соответствующее температуре в помещении, с возможным округлением ее до 0,5К.

4.4. Включение прибора на испытание проводят нажатием на кнопку "Пуск". В заданном интервале температур автоматически произойдет отсчет времени (дельта t), в течение которого происходит охлаждение ядра на 5К. Величина дельта t фиксируется на счетчике "Отсчет времени" в секундах.

5. Обработка результатов

5.1. Темп регулярного охлаждения (m) в с(-1) вычисляют по формуле

         ln дельта Т  - ln дельта Т

                    1              2

     m = ---------------------------,

                  дельта t

     где  ln  дельта  Т   и  ln  дельта  Т    -     натуральные логарифмы

                       1                  2

температурных напоров воды в  баллоне  (ядре)  и  окружающего   воздуха в

начальный (дельта Т   = Т       - Т     ) и конечный   (дельта Т    =

                   1     1 воды    возд                         2

= Т       - Т     ) отсчеты времени;

   2 воды    возд

     дельта t - время  от  начала  до  окончания  испытания,  фиксируемое

прибором на счетчике "Отсчет времени", с.

При заданном в приборе начальном и конечном температурных напорах разность логарифмов имеет постоянную величину, равную 0,405:

           0,405

     m = ---------.

         дельта t

5.2. Суммарное тепловое сопротивление обуви (Р_cум) вычисляют по формуле

                  1

     Р     = -----------,

      сум     Ф (m - БВ)

     где Ф - константа ядра, равная отношению полной теплоемкости ядра  к

             его поверхности, Дж/м2 х К;

        Б  - коэффициент,  учитывающий  соотношение  теплоемкости ядра  и

             теплоемкости  внешней  оболочки  (обуви),   вычисляемый   по

             формуле

            3С

     Б = ---------,

          3С + С

                1

     где С - теплоемкость ядра, Дж/К, равная С = Cp'M' + Ср"М",

     где Ср' и M' - средняя теплоемкость и масса воды ядра;

      Ср"  и  М"  - средняя   удельная  теплоемкость  и    масса участков

                    термометра,  терморезистора  и мешалки, находящихся в

                    воде.

Произведение Ср" М" имеет постоянное значение, равное 0,034 х 10(3) Дж/К;

С_1 - теплоемкость обуви, Дж/К, равная

     С  = Ср  М  + Ср  М  + Ср  М ,

      1     1  1     2  2     3  3

     где Ср , Ср , Ср   - средние удельные теплоемкости материалов верха,

           1    2    3    низа и верхней площадки баллона;

             М , М , М  - массы   материалов   верха,   низа   и  верхней

              1   2   3   площадки;

                     В  - коэффициент,  представляющий  собой поправку на

                          рассеивание  теплового  потока   через  верхнюю

                                                              -5  -1

                          площадку  баллона,  равный  0,1 х 10   с .

Величина Б изменяется в пределах от 0,95 до 0,99. Чем больше теплоемкость материала, тем меньше значение величины Б.

5.3. Суммарное тепловое сопротивление Р_сум вычисляют как среднее арифметическое результатов двух измерений с точностью до 0,01 м2 х К/Вт.

5.4. Пример расчета и форма записи результатов испытаний приведены в приложении 1 и приложении 3.

6. Требования безопасности

6.1. Перед проведением испытания необходимо проверить наличие и исправность электропроводки, исправность штепсельной вилки, розетки электрической сети, наличие заземления.

6.2. Допускается устанавливать и закреплять испытуемый образец, производить ремонт только при выключенном приборе.

6.3. Закончив работу на приборе, необходимо выключить переключатель "Сеть" и отключить штепсельную вилку из розетки электрической сети.