Abstract
Purpose. The optimum length choice of the headband insert for a dust filter respirator. Design/methodology/approach. The method of experimental planning has been applied to determine the interpolation (regression) and optimisation dependencies of the filter respirator process. The dominant variables for the respirator were selected based on experimental studies. Input controlled variables for mathematical model are length of tape insertion and headband tension force, output parameter is volume of contaminated air suction under face mask. A regression power relationship between the variables has been established. The recall function was approximated by a second-order non-linear mathematical model. The method of least squares was applied in determining the coefficients at the control variables. Regression dependencies and additional constraints on protective and ergonomic requirements have been used in the optimisation calculations. Conclusions. The solution of the set tasks were the following results: the nonlinear mathematical model more adequately characterizes the respirator use process compared to the linear model of the first order. Relative error between experimental and calculated values of air intake does not exceed 0.6 %. The optimization task is formulated with the regression model. The target function and constraints have been defined with safety and ergonomic requirements. The target function does not have an extremum within the defined constraints. The optimum insertion length was determined graphically and was 2–3.2 cm, the headband tension force does not exceed 5 H With this parameter. Research limitations/consequences. The proposed method is universal in determining the optimum parameters for all types of personal protective equipment. Practical implications: the choice of respirator design parameters can be made using experimentation-surface fitting. Originality/value. The proposed method makes it possible to decline heuristic design methods and establish analytical relationships between the requirements and parameters of individual elements of personal protective equipment.
Highlights
Вирішення поставлених завдань дало такі результати: нелінійна математична модель порівняно з лінійною моделлю більш адекватно характеризує процес використання фільтрувального респіратора, відносна похибка не перевищує 0,6 %
The dominant variables for the respirator were selected based on experimental studies
The recall function was approximated by a second-order non-linear mathematical model
Summary
І. Чеберячко1 1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Вибір оптимальної довжини вставки у стрічку кріплення наголів’я протипилового фільтрувального респіратора.Дизайн/методологія /підхід.Метод планування експерименту застосовано до встановлення інтерполяційних (регресійних) залежностей процесу використання фільтрувального респіратора. У математичній моделі вхідними керованими змінними є довжина вставки стрічки наголів’я та зусилля натягу наголів’я, вихідним параметром – об’єм підсмоктування повітря в підмасковий простір за смугою обтюрації лицьової маски. Адаптований до розробки та визначення оптимальних параметрів метод планування експерименту є універсальним для всіх видів засобів індивідуального захисту. Використання активного експерименту за різних конструкцій лицьової маски та комплекту наголів’я дає можливість обґрунтувати вибір матеріалу, площі та довжини вставки у стрічку наголів’я. Запропонований спосіб визначення оптимальних параметрів засобів індивідуального захисту дає можливість, порівняно з наявними підходами, відійти від евристичних методів проєктування, формалізувати та поєднати аналітичними залежностями основні нормативні, захисні, ергономічні, технологічні вимоги до захисних виробів та їх окремих елементів. Ключові слова: фільтрувальний респіратор, метод планування експерименту, математична модель, наголів’я
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
