Защита от теплового излучения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет

Отчет к лабораторной работе №18 по БЖД

“Защита от теплового излучения”

Выполнила: Терещенко С.

гр. 8721

Проверил: Иванов А.Н.

Санкт-Петербург

2012 г.

Цели работы:

- ознакомление с методиками и приборами для измерения тепловых потоков и температуры

- ознакомление с принципами воздействия теплового излучения на человека и нормативными требованиями по допустимым параметрам такого излучение

- исследование интенсивности тепловых излучений в зависимости от расстояния до источника и оценка эффективности защиты с помощью экранов и воздушной завесы

- ознакомление с методикой оценки условий труда на рабочем месте по параметрам нагревающего микроклимата

Краткое описание лабораторной установки

Установка представляет собой стол, на котором размещаются бытовой электрокамин, индикаторный блок, линейка, стойки для установки сменных экранов, стойка для установки измерительных головой измерителя тепловых потоков. Бытовой электрокамин используется в качестве источника теплового излучения, бытовой пылесос - для создания вытяжной вентиляции, воздушного душа или воздушной завесы и устанавливается под столом стенда. Измерительные головки крепятся к вертикальной стойке, которая закреплена на плоском основании. Металлическая линейка предназначена для измерения расстояния от источника теплового излучения до измерительной головки. Сменные экраны имею один размер. Металлические экраны выполнены в виде листов металла с направляющими или в виде металлических рамок, в которых закреплены цепи или брезент. Портативный измеритель ИПП-2М служит для измерения по ГОСТ 25380-82 плотности тепловых потоков, а также для измерения поверхностной температуры. Он состоит из показывающего блока, объединенных общей розеткой выносных зондов теплового потока и температуры, соединительного кабеля. тепловой излучение человек интенсивность

Основные понятия изучаемые физические величины

Нагревающий микроклимат - сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, влажность, скорость его движения, относительная влажность, тепловое излучение), при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме выше верхней границы оптимального значения и/или увеличении доли потерь тепла испарением пота в общей структуре теплового баланса, в появлении общих или локальных дискомфортных теплоощущений.

Тепловой обмен организма человека с окружающей средой заключается во взаимосвязи между образованием тепла в результате жизнедеятельности организма и отдачей им этого тепла во внешнюю среду. Отдача тепла осуществляется в основном 3 способами конвекцией, испарением и излучением. Лучистый теплообмен представляет собой процесс распространения внутренней энергии, которая излучается в виде электромагнитных волн в видимой и инфракрасной областях спектра.

Интенсивность теплового излучения, Q, Вт\м2 зависит от температуры излучающей поверхности, площади излучающей поверхности и расстояния от излучающей поверхности.

Воздействие ИК-лучей приводит к перегреву организма и тем быстрее, чем больше мощность излучения, выше температура и влажность воздуха в рабочем помещении, а также интенсивность выполняемой работы. Также ИК-излучение обладает специфическим влиянием на организм человека. Важной особенностью ИК-излучения является его способность проникать в живую ткань на разную глубину. Излучение может привести к возникновению специфического заболевания - теплового удара, проявляющегося в потере сознания, головной боли, головокружении, учащении пульса, ускорении дыхания, нарушении сердечной деятельности и т.д.

Интенсивность теплового облучения человека регламентируется исходя из субъективного ощущения человеком энергии облучения. Согласно ГОСТ 12.1.005 - 88 и СанПин 2.2.4.548-96, интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования осветительных приборов не должна превышать:

- 35 Вт/м2 при облучении более 50% поверхности тела

- 70 Вт/м2 при облучении от 25 до 50 % поверхности тела

- 100 Вт/м2 при облучении не более 25% поверхности тела

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.

Защита от вредного ИК-излучения

В производственных помещениях, в которых допустимые нормативные показатели микроклимат невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия микроклимата следует рассматривать как вредные и опасные. В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должны быть использованы защитные мероприятия - системы местного кондиционирования воздуха, воздушное «душирование», спецодежда, регламентация времени работы и т.д.

Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей. Различают экраны 3 типов: непрозрачные, прозрачные и полупрозрачные.

В непрозрачных экранах поглощаемая энергия электромагнитных колебаний, взаимодействия с веществом экрана, превращается в тепловую энергию - экран нагревается и становится источником излучения. К непрозрачным экранам относятся металлические (в т.ч. алюминиевые), из алюминиевой фольги, из пенобетона, керамзита и других материалов. В прозрачных экранах излучение минует стадию превращения в тепловую энергию и распространяется внутри него по законами геометрической оптики, что обеспечивает видимость через экран. Это характерно для экранов из различных стекол. Полупрозрачные экраны объединяют в себе свойства прозрачных и непрозрачных экранов. К ним относятся металлические сетки, цепные завесы и др.

По принципу действия экраны делятся на теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие. Это деление условно, поскольку каждый экран одновременно обладает

способностью отражать, поглощать и отводить тепло.

Теплоотражающие экраны имеют низкую степень черноты поверхностей, поэтому они отражают значительную часть попадающей на неё лучистой энергии. Теплопоглощающими называют экраны, выполненные из материалов с высоким термическим сопротивлением (малым коэффициентом теплопроводности). Теплоотводящие экраны должны выполняться таким образом, чтобы избыточное тепло отводилось каким-то образом (например, водяная завеса).

Проведенные измерения и расчеты

Измерение излучения без защиты.

График № 1 показывает, что чем ближе расстояние к источнику теплового излучения, тем больше среднее значение интенсивности теплового излучения.

Эффективность защитного действия экранов

Э=Q-Qз/Q * 100

Брезентовый экран.

0,15 м = 78, 3 %

0,3 м = 103 %

0,45 м = 93 %

0,6 м = 95 %

0,75 м = 106 %

0,9 м = 109 %

Алюминиевый экран.

0,15 м = 95,6 %

0,3 м = 92 %

0,45 м = 97 %

0,6 м = 67,5 %

0,75 м = 93 %

0,9 м = 109 %

Экран с цепями.

0,15 м = 75 %

0,3 м = 73 %

0,45 м = 64,2 %

0,6 м = 79 %

0,75 м = 83 %

0,9 м = 105 %

Металлический экран с черным покрытием.

0,15 м = 82 %

0,3 м = 96 %

0,45 м = 99 %

0,6 м = 83 %

0,75 м = 92 %

0,9 м = 103 %

Наименее эффективным оказался экран с цепями, наиболее эффективным - металлический экран с черным покрытием. При этом на промежутке от 0,45 м до 0,6 м наблюдалось падение уровня эффективности.

Применение способа «воздуходувка» с черным металлическим экраном и без него

Интенсивность излучения с воздуходувкой:

0,15 м = 15

0,3 м = 4

0,45 м = 4

0,6 м = 5

0,75 м = 1,5

0,9 м = -4

Интенсивность излучения без неё:

0,15 м = 64

0,3 м = 14

0,45 м = 19

0,6 м = 20

0,75 м = 7

0,9 м = -2

Эффективность комбинированной тепловой защиты по сравнению с отсутствием защиты:

0,15 м = 96 %

0,3 м = 99 %

0,45 м = 97

0,6 м = 95 %

0,75 м = 98 %

0,9 м = 107 %

Температура теплозащитного экрана с вытяжной вентиляцией: 0,15 м = 27, 0,3 м = 27, 0,45 м = 26, 0,6 м = 26, 0,75 м - 26, 0,9 м = 26; без вентиляции - 0,15 м = 27, 0,3 м = 26, 0,45 м = 26, 0,6 м = 26, 0,75 м - 26, 0,9 м = 27.

Применение режима «воздуходувки» и наблюдения о диатермичности воздуха

В данном опыте нужно было применить способ «воздуховдука» совместно с экранированием. При измерении температуры при включении режима воздуходувки и без неё на одном и том же расстоянии выяснилось, что температура воздуха без воздуходувки становится выше, чем с ней (без воздуходувки - 33 С, с воздуходувкой - 29 С). Интенсивность теплового излучения без воздуходувки 70, с воздуходувкой 63. Это доказывает, что воздух диатермичен, то есть проводит тепло.

Выводы

В процессе выполнения работы произошло ознакомление с методиками и приборами для измерения тепловых потоков и температуры, принципами воздействия теплового излучения на человека, а также исследована интенсивность тепловых излучений в зависимости от расстояния до источника и оценка эффективности защиты с помощью экранов и воздушной завесы.

Касательно эффективности можно сделать следующие выводы:

· В общем все методы защиты показали довольно высокий уровень эффективности, однако наиболее эффективным оказался металлический экран с черным покрытием, наименее эффективным оказался экран с цепями. При этом на промежутке от 0,45 м до 0,6 м наблюдалось падение уровня эффективности практически у всех типов экранов.

· Также опыты показали, что чем ближе к источнику тепла находится измерительный прибор, тем более высокий уровень интенсивности теплового излучения он регистрирует.

· Применение комбинированной тепловой защиты показывает более высокую эффективность, чем применение только экранирования, поэтому целесообразно совмещать экранирование с воздушным душированием, чтобы достичь более высокого уровня защиты.

· Режим воздуходувки также зарекомендовал себя как эффективный способ защиты от теплового излучения, поскольку при замере температуры с использованием воздуходувки и без использования её в первом случае температура воздуха около источника излучения становится ниже, а во втором - выше. Этот опыт подтвердил и положение о диатермичности воздуха.

Размещено на Allbest.ru