Progress-servis55.ru

Новости из мира ПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способы защиты от теплового излучения

Защита от тепловых излучений

Дата добавления: 2014-10-07 ; просмотров: 3861 ; Нарушение авторских прав

Основные мероприятия, направленные на снижение опасности воздействия инфракрасного излучения, состоят в следующем: снижение интенсивности излучения источника, защитное экранирование источника или рабочего места, использование средств индивидуальной защиты, лечебно-профилактические мероприятия.Снижение интенсивности инфракрасного излучения источника достигается выбором технологического оборудования, обеспечивающего минимальные излучения.

Средства защиты от тепловых излучений подразделяются на коллективные и индивидуальные.

Среди коллективных наиболее распространенными средствами защиты от инфракрасного излучения являются устройства, соответствующие классификации, приведенной в ГОСТ 12.4.123-83.Согласно этого документа защита достигается следующими приемами:

– использованием оградительных, теплоизолирующих устройств

– максимальной механизацией и автоматизацией технологических процессов с выводом работающих из «горячих зон» (дистанционное управление)

– оптимальным размещением оборудования и рабочих мест

– автоматическим контролем и сигнализацией

– примененим средств коллективной и индивидуальной защиты.

К средствам коллективной защиты относятся оградительные устройства – это конструкции, отражающие поток электромагнитных волн или преобразующие энергию инфракрасного излучения в тепловую энергию, которая отводится или поглощается конструктивными элементами защитного устройства (экраны, водяные и воздушные завесы). Возможен комбинированный принцип действия оградительных устройств. Примером отражающих оградительных устройств являются конструкции, состоящие из одной или нескольких пластин, которые размещены параллельно и с зазором. Охлаждение пластин осуществляется естественным или принудительным способом. С помощью этих устройств ограждаются излучающие поверхности или рабочее место оператора. Для локализации инфракрасного излучения от стен печей, нагретых материалов, а также для ограждения кабин операторов используются полированные пластины из алюминия толщиной 1-1,5мм, устанавливаемые с зазором 25-30м, смотровые проемы ограждаются листовыми стеклами, установленными с зазором 20-30мм.

Локализация инфракрасного излучения о нагретых стен и открытых проемов печей может осуществляться с помощью экранов из металлического листа; укрывающего набора труб, по которым под напором движется вода. Аналогичный эффект достигается с помощью устройства, состоящего из сварных заслонок, которые футерованы огнеупорными материалами. Охлаждение этого экрана осуществляется водовоздушной смесью.

Экраны могут быть изготовлены из металлической сетки или из подвешенных металлических цепей, интенсивно орошаемых водой. Сетка используется для экранирования нагретых продуктов переработки, а цепи – для экранирования открытых проемов печей. Если температура источника тепла не превышает 373К (100 0 С), то поверхность оборудования должна иметь температуру не более 308К (35 0 С), а при температуре источника выше 373К (100 0 С) – не более 318К (45 0 С).

Для выбора средств защиты от переоблучения необходимы сведения о величине плотности потока энергии для конкретных условий работы.

Различные виды сварки (в том числе аргонодуговая сварка цветных металлов) характеризуются интенсивным излучением электромагнитных волн. При сварке титанового сплава суммарный уровень облученности на расстоянии 0,2мм от сварочной дуги составляет 5500Вт/м 2 (длина волны в интервале 0,2-3,0 мкм). Основные составляющие облучения – это инфракрасное излучение в диапазоне от 0,76 до 3,0 мкм (62,3%) и ультрафиолетовое излучение с длиной волны 0,2-0,4мкм (24%). На расстоянии 0,5м уровень облученности снижается в 3,5раза.

Сварка алюминиевого сплава АМГ характеризуется еще большей интенсивностью электромагнитного излучения; при этом на расстоянии 0,2м от дуги она достигает 7000 Вт/м 2 . В спектре преобладает интенсивное инфракрасное излучение в диапазоне от 0,76 до 3,0 мкм (23-48%) и ультрафиолетовое излучение (24%). Увеличение расстояния до 0,5 м снижает облученность в 1,5-2 раза. При сварке меди суммарная облученность значительно меньше, но в данном случае наибольшую интенсивность имеет инфракрасное излучение с длиной волны 0,2-0,4 мкм и с преобладанием инфракрасного излучения в 1,5 мкм и выше.

Теплоизоляциягорячих поверхностей снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общие выделения теплоты, так и лучистую его часть. Кроме улучшения условий труда теплоизоляция уменьшает тепловые рлтери оборудования, снижает расходы топлива (электороэнергии, пара) и приводит к увеличению производительности агрегатов. Теплозащитныеустройства должны обеспечивать:

— интенсивность теплового излучения на рабочих местах ≤350 Вт/м 2

— температуру поверхности оборудования ≤35 0 С (температура внутри источника до 100 0 С) и ≤45 0 С (при температуре внутри источника >100 0 С).

К средствам коллективной защиты относятся также такие приемы, как сокращение продолжительности смены, рабочего стажа, организация подсмен, питьевого режима (5 л/смену на человека подсоленной газированной воды, чая).

В качестве средств индивидуальной защиты используются:

– специальные костюмы невоспламеняемого, стойкого к тепловому излучению,прочного, мягкого, влагоемеого, гигроскопичного материала (например, суконо, лен, брезент)

– валенки или ботинки

– рукавицы суконные или брезентовые

– широкие суконные , войлочные, фетровые шляпы или каски

Нормирование теплового излучения и способы защиты от него

Интенсивность теплового облучения человека регламентируется, исходя из субъективного ощущения человеком энергии облучения. Согласно требованиям нормативных документов интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов не должна превышать [10]:

− 35 Вт/м 2 при облучении более 50% поверхности тела;

− 70 Вт/м 2 при облучении от 25 до 50% поверхности тела;

− 100 Вт/м 2 при облучении не более 25% поверхности тела.

От открытых источников (нагретые металл и стекло, открытое пламя) интенсивность теплового облучения не должна превышать 140 Вт/м 2 при облучении не более 25% поверхности тела и обязательном использовании средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

Санитарные нормы ограничивают также температуру нагретых поверхностей оборудования в рабочей зоне, которая не должна превышать 45°С, а для оборудования, внутри которого температура близка к 100°С, температура на его поверхности должна быть не выше 35°С [5].

В производственных условиях не всегда возможно выполнить нормативные требования. В этом случае должны быть предусмотрены мероприятия по защите рабочих от возможного перегрева [3]:

− дистанционное управление ходом технологического процесса;

− воздушное или водо-воздушное душирование рабочих мест;

− устройство специально оборудованных комнат, кабин или рабочих мест для кратковременного отдыха с подачей в них кондиционированного воздуха;

− использование защитных экранов, водяных и воздушных завес;

− применение средств индивидуальной защиты, спецодежды, спецобуви и др.

Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей. Различают экраны трех типов [3]:

1. Непрозрачные – к таким экранам относятся, например, металлические (в т.ч. алюминиевые), альфолевые (алюминиевая фольга), футерованные (пенобетон, пеностекло, керамзит, пемза), асбестовые и др. В непрозрачных экранах энергия электромагнитных колебаний взаимодействует с веществом экрана и превращается в тепловую энергию. Поглощая излучение, экран нагревается и, как всякое нагретое тело, становится источником теплового излучения. При этом излучение поверхностью экрана, противолежащей экранируемому источнику, условно рассматривается как пропущенное излучение источника.

Читать еще:  Защита информации в базах данных

2. Прозрачные – это экраны, выполненные из различных стекол: силикатного, кварцевого, органического, металлизированного, а также пленочные водяные завесы (свободные и стекающие по стеклу), вододисперсные завесы. В прозрачных экранах излучение, взаимодействуя с веществом экрана, минует стадию превращения в тепловую энергию и распространяется внутри экрана по законам геометрической оптики, что и обеспечивает видимость через экран.

3. Полупрозрачные – к ним относятся металлические сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой. Полупрозрачные экраны объединяют в себе свойства прозрачных и непрозрачных экранов.

По принципу действия экраны подразделяются на [10]:

Однако это деление достаточно условно, так как каждый экран обладает одновременно способностью отражать, поглощать и отводить тепло. Отнесение экрана к той или иной группе производится в зависимости от того, какая его способность выражена сильнее.

Теплоотражающие экраны имеют низкую степень черноты поверхностей, вследствие чего они значительную часть падающей на них лучистой энергии отражают в обратном направлении. В качестве теплоотражающих материалов в конструкции экранов широко используют альфоль, листовой алюминий, оцинкованную сталь, алюминиевую краску[9].

Теплопоглощающими называют экраны, выполненные из материалов с высоким термическим сопротивлением (малым коэффициентом теплопроводности). В качестве теплопоглощающих материалов применяют огнеупорный и теплоизоляционный кирпич, асбест, шлаковату.

В качестве теплоотводящих экранов наиболее широко используются водяные завесы, свободно падающие в виде пленки, орошающие другую экранирующую поверхность (например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла (акварильные экраны), металла (змеевики) и др. [9].

Эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов оценивается по формуле [9]:

, (2.6)

где Qбз интенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м 2 , Qз интенсивность теплового излучения с применением защиты, Вт/м 2 .

Кратность ослабления теплового потока, т, защитным экраном определяется по формуле:

, (2.7)

где Qбз − интенсивность потока излучателя (без использования защитного экрана), Вт/м 2 , Qз − интенсивность потока теплового излучения экрана, Вт/м 2 .

Коэффициент пропускания экраном теплового потока, τ, равен:

Местную приточную вентиляцию широко используют для создания требуемых параметров микроклимата в ограниченном объеме, в частности, непосредственно на рабочем месте. Это достигается созданием воздушных оазисов, воздушных завес и воздушных душей.

Поток воздуха, направленный непосредственно на рабочего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от тяжести выполняемой работы, а также от интенсивности облучения, но она не должна, как правило, превышать 5 м/с, так как в этом случае у рабочего возникают неприятные ощущения (например, шум в ушах). Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или же при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водо-воздушный душ) [6].

Воздушный оазиссоздают в отдельных зонах рабочих помещений с высокой температурой. Для этого небольшую рабочую площадь закрывают легкими переносными перегородками высотой 2 м и в огороженное пространство подают прохладный воздух со скоростью 0,2 – 0,4 м/с [8].

Воздушные завесысоздают для предупреждения проникновения в помещение наружного холодного воздуха путем подачи более теплого воздуха с большой скоростью (10 – 15 м/с) под некоторым углом навстречу холодному потоку [8].

Воздушные душиприменяют в горячих цехах на рабочих местах, находящихся под воздействием лучистого потока теплоты большой интенсивности (более 350 Вт/ м 2 ) [7].

Поток воздуха, направленный непосредственно на рабочего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от тяжести выполняемой работы, а также от интенсивности облучения, но она не должна, как правило, превышать 5 м/с, так как в этом случае, у рабочего возникают неприятные ощущения (например, шум в ушах).

Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или же при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водо-воздушный душ) [8].

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 10349 — | 8002 — или читать все.

Охрана труда

Защита от источников тепловых излучений

Для защиты от теплового излучения применяются средства коллективной (СКЗ) и индивидуальной (СИЗ) защиты. Классификация СКЗ дана на рис. 2.4. Основными методами защиты являются: теплоизоляция рабочих поверхностей источников излучения теплоты, экранирование источников или рабочих мест, воздушное душирование рабочих мест, радиационное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды с созданием водяных завес, общеобменная вентиляция, кондиционирование.

Рис. 2.4. Классификация средств коллективной защиты от тепловых излучений

Средства защиты от теплового излучения должны обеспечивать: тепловую облученность на рабочих местах не более 0,35 кВт/м2, температуру поверхности оборудования не более 35 °С при температуре внутри источника теплоты до 100 °С и 45 °С при температуре внутри источника теплоты более 100 °С

Теплоизоляция горячих поверхностей (оборудования, сосудов, трубопроводов и т. д.) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает общее выделение теплоты, в том числе ее лучистую часть, излучаемую в инфракрасном диапазоне ЭМИ. Для теплоизоляции применяют материалы с низкой теплопроводностью.

Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий и комбинированной.

Мастичную изоляцию осуществляют путем нанесения на поверхность изолируемого объекта изоляционной мастики.

Оберточная изоляция изготовляется из волокнистых материалов — асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. — и наиболее пригодна для трубопроводов и сосудов.

Засыпная изоляция в основном используется при прокладке трубопроводов в каналах и коробах. Для засыпки применяют, например, керамзит.

Штучная изоляция выполняется формованными изделиями — кирпичом, матами, плитами и используется для упрощения изоляционных работ.

Комбинированная изоляция выполняется многослойной. Первый слой обычно выполняют из штучных изделий, последующие — мастичные и оберточные материалы.

Теплозащитные экраны применяют для экранирования источников лучистой теплоты, защиты рабочего места и снижения температуры поверхностей предметов и оборудования, окружающих рабочее место. Теплозащитные экраны поглощают и отражают лучистую энергию. Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По конструктивному выполнению экраны подразделяются на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Читать еще:  Правовой режим защиты систем электронного документооборота

Непрозрачные экраны выполняются в виде каркаса с закрепленным на нем теплопоглощающим материалом или нанесенным на него теплоотражающим покрытием.

В качестве отражающих материалов используют алюминиевую фольгу, алюминий листовой, белую жесть; в качестве покрытий — алюминиевую краску.

Для непрозрачных поглощающих экранов используется теплоизоляционный кирпич, асбестовые щиты.

Непрозрачные теплоотводящие экраны изготовляют в виде полых стальных плит с циркулирующей по ним водой или водовоздушной смесью (рис. 2.5), что обеспечивает температуру на наружной поверхности экрана не более 30. 35 °С.

Рис. 2.5. Водоохлаждаемый экран для радиационного охлаждения и защиты от теплового облучения рабочих мест: 1 — подвод воды; 2 — сток воды; 3 — перегородки; 4 — переливное окно; 5 — труба с водой для промывки экрана; 6 — полость с перегородками; 7 — полость без перегородок

Полупрозрачные экраны применяют в тех случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению за технологическим процессом и вводу через него инструмента и материала. В качестве полупрозрачных теплопоглощающих экранов используют металлические сетки с размером ячейки 3—3,5 мм, завесы в виде подвешенных цепей. Для экранирования кабин и пультов управления, в которые должен проникать свет, используют стекло, армированное стальной сеткой. Полупрозрачные теплоотводящие экраны выполняют в виде металлических сеток, орошаемых водой, или в виде паровой завесы.

Прозрачные экраны изготовляют из бесцветных или окрашенных стекол — силикатных, кварцевых, органических. Обычно такими стеклами экранируют окна кабин и пультов управления. Теплоотводящие прозрачные экраны выполняют в виде двойного остекления с вентилируемой воздухом воздушной прослойкой, водяных и вододисперсных завес.

Воздушное душирование представляет собой подачу на рабочее место приточного прохладного воздуха в виде воздушной струи, создаваемой вентилятором. Могут применяться стационарные источники струи и передвижные в виде перемещаемых вентиляторов (рис. 2.6). Струя может подаваться сверху, снизу, сбоку и веером.

Рис. 2.6. Устройства воздушного душирования: а — стационарные; б — передвижные

Тепловое излучение и защита от него

Лабораторная работа №7

Оценка эффективности экранов для защиты от теплового излучения

Цель работы

Определение интенсивности теплового облучения на рабочем месте и оценка эффективности защитных экранов.

Содержание работы

1. Измерить интенсивность теплового облучения на разных расстояниях от источника излучения:

а) при отсутствии защитных экранов;

б) при наличии защитного теплопоглощающего экрана — цепной завесы;

в) при наличии защитного теплоотводящего экрана — водяной завесы.

2. Измерить температуру источника излучения.

3. Рассчитать интенсивность теплового облучения в точках измерения при отсутствии защитных экранов и при наличии водяной завесы.

4. Рассчитать длину волны с максимальной энергией теплового излучения.

5. Рассчитать коэффициенты эффективности защитных экранов.

Тепловое излучение и защита от него

Процессы теплопередачи имеют широкое распространение в тепловой и атомной энергетике, ракетно-космической технике, металлургии, химической технологии, светотехнике, гелиотехнике и др.

Перенос теплоты от нагретых тел в окружающем пространстве осуществляется по законам теплопроводности, конвективного теплообмена и теплообмена излучением.

В отличие теплопроводности и конвекции, где плотность теплового потока зависит от температуры в первой степени, перенос энергии излучением определяется четвертой степенью абсолютной температуры. Вследствие этого при высоких температурах основным видом переноса теплоты является излучение.

При температурах 500°С около 60-90% всей теплоты, выделяемой производственным оборудованием и материалами, распространяется в окружающем пространстве путем излучения. При этом энергия излученияпроходит воздушную среду практически без потерь, снова превращаясь в тепловую энергию облучаемых тел.

Основополагающие законы теплового излучения были установлены физиками в конце 19 века и носят их имена.

Закон Стефана-Больцмана выражает зависимость плотности теплового излучения абсолютно черного тела от абсолютной температуры в четвертой степени

С = s Т 4 = Со (Т/100) 4 , (1)

где s, Со — постоянная и коэффициент излучения абсолютно черного тела (Со = 10 8 s = 5,67 [ Вт/м 2 К 4 ]). На практике приходится иметь дело с серыми телами, для них закон Стефана-Больцмана имеет вид:

Еi = ei e= С (Т/100 ) 4 , (2)

где ei=Ei/e — степень черноты i-го тела (0 2 К 4 ].

3акон Планка устанавливает связь спектральной плотности теплового излучения абсолютно черного тела Iol [Вт/м 2 ], с длиной волны излучения [м] и абсолютной температурой тела:

В этом выражении: C1=3,74×10 -18 [Вт/м 2 ] и С2=1,44×10 [м×К] — постоянные излучения.

Графически закон Планка представлен на рис.1.

В.Вин в 1893 году установил, что произведение абсолютной температуры тела на длину вечны максимальной энергии теплового излучения есть величина постоянная:

Это выражение получило название закона смещения Вина: с ростом температуры максимум спектральной плот-ности потока излучения смещается в коротковолновую область.

Расчет теплообмена излучением между двумя телами является сложной задачей. В общем случае поток энергии между телами определяется температурами тел, их формами, размерами и состоянием поверхностей, взаимным расположением в пространстве и расстоянием между ними. Аналитически эту зависимость можно представить в виде:

S1, S2 — площади поверхностей теплоизлучающего и теплопринимающего тел [м 2 ];

j1,2 = Q2/Q1 — коэффициент облученности, показывающий какая доля энергии излучения первого тела (Q1) попадает на второе тело (Q2). Коэффициент облученности можно рассчитать по законам геометрической оптики или взять из справочной литературы.

При длительном пребывании человека в зоне лучистого потока теплоты происходит нарушение теплового баланса в его организме, что может вызвать заболевание, называемое тепловой гипотермией (перегревом). В нормальных условиях в организме человека поддерживаются стабильные и постоянные условия для функционирования биологических клеток. Это явление называется гомеостазом. Одним из механизмов гомеостаза является система поддержания постоянства внутренней температуры тела человека. Если гомеостатическая система поддержания постоянства температуры организма не справляется с рассеянием избыточного поступающего тепла наступает гипотермия. При этом нарушаются и другие защитные гомеостатические функции организма. Поэтому это заболевание характеризуется не только повышением температуры тела, но и обильным потоотделением, значительным учащением пульса и дыхания, резкой слабостью, головокружением, изменением зрительных ощущений, шумом в ушах и, зачастую, потерей сознания.

Гомеостатические системы поддержания стабильности жизнедеятельности организма связаны между собой и помогают друг другу преодолевать отрицательные внешние воздействия иногда заменяя вышедшие из строя. Поэтому даже при уровнях теплового излучения, не вызывающих гипотермию наблюдается ослабление внимания, замедление реакций, ухудшение координации движений, что в свою очередь приводит к снижению производительности труда.

Читать еще:  Какие существуют методы реализации антивирусной защиты

Тепловой эффект воздействия облучения зависит от многих факторов. Интенсивность облучения менее 700 Вт/м не вызывает у человека неприятного ощущения, если действует несколько минут; свыше 3500 Вт/м — уже через 2 с вызывает жжение, а через 5 с возможен тепловой удар. Производственные источники по характеру спектрального излученияусловно можно разделить на четыре группы:

1) с температурой излучающей поверхности до 500 °С (паропроводы, сушильные установки, низкотемпературные аппараты, наружная поверхность различных печей и др.); их спектр содержит длинные инфракрасные лучи (длина волны 3,7 — 9, 3 мкм);

2) с температурой поверхности от 500 до 1300 °С (открытое пламя, открытые проемы нагревательных печей и топок, нагретый металл — слитки, заготовки, расплавленные чугун и бронза и др.); их спектр содержит преимущественно инфракрасные лучи (1,9-3,7 мкм), но появляются и видимые лучи;

3) с температурой 1300-1800 °С (открытые проемы плавильных печей, расплавленная сталь и др.); их спектр содержит как инфракрасные лучи вплоть до коротких (1,2-1,9 мкм ), так и видимые большой яркости;

4) с температурой выше 1800 °С (пламя электродуговых печей, сварочных аппаратов и др.) их спектр излучения содержит наряду с инфракрасными (0,8-1,2 мкм) и видимыми (0,4-0,8 мкм ) также и ультрафиолетовые лучи.

Существуют следующие способы защиты от вредного воздействия теплового излучения: тепловая изоляция нагретых поверхностей, экранирование источников теплового излучения, применение воздушного душирования, удаление от источника теплового излучения (дистанционное управление), сокращение времени пребывания в зоне воздействия теплового излучения, использование средств индивидуальной защиты (защитные очки, маски, одежда).

Наиболее распространенным и эффективным способом защиты от теплового излучения является экранирование — создание определенного термического сопротивления на пути теплового потока в виде экранов различных конструкций (жестких глухих, сетчатых, полупрозрачных водяных, воздушно-водяных и др.). Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. В свою очередь, по степени прозрачности они делятся на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные. К теплоотражающим экранам относятся жесткие глухие преграды, изготовленные из материалов с высокой степенью отражения такие, как алюминий листовой, белая жесть, альфоль (алюминиевая фольга), а также закаленные стекла с пленочным покрытием. В последнее время получила распространение вакуумно-многослойная изоляция, изготовленная из множества полированных металлических пластин с зазорами, из которых откачен воздух. Эти экраны отличает высокая эффективность (отражается до 58% излучения), малая масса, экономичность. Однако, эти экраны не выдерживают высоких механических нагрузок, эффективность их существенно снижается при отложении на них пыли, при окислении.

В настоящее время нашли широкое применение экраны, выполненные из металлической плотной сетки или из металлических мелких цепей, подвешенных против излучающего проема в один или несколько рядов. Хотя цепные экраны не могут защищать от излучения так хорошо, как глухие (цепные завесы снижают тепловой поток на 60-70%), их применение в ряде случаев оправдано, поскольку они позволяют наблюдать за ходом технологического процесса.

Теплоотводящие экраны (водяные и вододисперсные завесы) применяют в тех случаях, когда через экран необходимо вводить инструмент или заготовки. Коэффициент эффективности водяных завес в значительной степени зависит от спектрального состава излучения м толщины слоя и может достигать 80%. Экраны в виде водяной пленки, стекающей по стеклу более устойчивы по сравнению со свободными водяными завесами. Их эффективность порядка 90%.

В определении оптимальных условий защиты от теплового излучения важное значение имеет характер его спектрального состава, так как материал экрана должен поглотить или отразить лучи, несущие максимум энергии. Как видно из рис.2 для организации эффективной защиты от теплового излучения необходимо устранить в лучистом потоке по возможности наибольший диапазон длинноволнового излучения, которое хорошо поглощается поверхностью кожи человека.

В этом отношении хорошо зарекомендовали себя прозрачные водяные завесы в виде сплошной тонкой водяной пленки, образующейся при равномерном стекании воды с гладкой поверхности.

Вода является активным поглотителем инфракрасных лучей. Наиболее сильное поглощение отмечается в зоне лучей с длиной волны l=1,5-6,0 мкм.

Слой воды толщиной 1мм полностью поглощает участок спектра с l= 3 мкм, а слой 10 мм — тепловой поток с длиной волны l= 1,5 мкм.

Таким образом, слой воды, применяемый в защитных экранах, должен иметь толщину порядка нескольких мм, при этом однако коротковолновое излучение высокотемпературных источников не будет поглощено, что проявляется, например, в видимости светового излучения: являющегося коротковолновой части теплового излучения. Поэтому тонкие водяные завесы эффективны в основном для экранирования излучений от низкотемпературных источников (до 800 °С ).

Интенсивность теплового облучения Е [Вт/м 2 ], которому подвергается человек применительно к условиям данного лабораторного стенда, можно оценить по приближенной формуле:

где S — площадь излучающей поверхности, м 2 ;

Тизл — температура излучающей поверхности, К;

Тобл — температура облучаемой части тел, К (для приближенного расчета можно принять Тобл = 309 К, то есть =36 °С);

L — расстояние от источника излучения, м.

Формула (6 ) верна при условии L ³ .

Расчет интенсивности облучения при наличии водяной завесы построен на принципе ослабления лучистого потока при прохождении через мутную среду с определенным оптическим показателем.

Уравнение поглощения лучистой энергии какой-либо средой имеет вид

где Е, Ео — интенсивность теплового облучения в данной точке при наличии и отсутствие завесы соответственно, Вт/м 2 ;

d — опытный коэффициент ослабления потока излучений мутной средой, равный для водяной завесы 1,3 мм -1 ;

d — толщина завесы, мм (при работе принять = 1мм).

В плоско-параллельной системе тел и экранов легко получается формула для определения снижения интенсивности лучистого теплообмена. В этом случае между двумя телами со степенью черноты e= e1 = e2 за счет установки между ними экранов со степенью черноты eэ#e теплообмен уменьшается:

Коэффициент эффективности защитного теплового экрана в общем случае можно рассчитать по формуле :

где Ео и Еэ — соответственно интенсивность облучения в данной точке при отсутствии и наличии экрана, Вт/м 2 .

Согласно требованиям ГОСТ 12.4.123-83 допустимая интенсивность телового облучения человека на рабочем месте Е не должна превышать 350 Вт/м 2 .

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector