МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Печатается по решению научно-методического совета Камского государственного политехнического института.

Лабораторная работа

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Для защиты от теплового излучения используют различные теплоизолирующие материалы, устраивают теплозащитные экраны и специальные системы вентиляции (воздушное душирование). Перечисленные выше средства защиты носят обобщающее понятие теплозащитных средств. Теплозащитные средства должны обеспечивать тепловую облученность на рабочих местах не более 35 Вт/м 2 и температуру поверхности оборудования не выше 35°С при температуре внутри источника тепла до 100°С и не выше 45°С – при температуре внутри источника тепла выше 100°С.

Основным показателем, характеризующим эффективность теплоизоляционных материалов, является низкий коэффициент теплопроводности, который составляет для большинства из них 0,025-0,2 Вт/(м·К).

Наиболее простым методом защиты от тепловых излучений является защита расстоянием.

Защита расстоянием от опасного воздействия осуществляется в помещениях с избытками тепла от производственных объектов (печей, топок, реакторов и т.д.). Обычно осуществляется механизацией и автоматизацией производственных процессов, дистанционным управлением ими. Автоматизация процессов не только повышает производительность, но и улучшает условия труда, поскольку работники выводятся из опасной зоны и осуществляют контроль или управление технологическими процессами из помещений с нормальными микроклиматическими условиями.

При температуре воздуха на рабочих местах выше или ниже допустимых величин в целях защиты работающих от возможного перегревания или переохлаждения ограничивают время пребывания на рабочих местах (непрерывно или суммарно за рабочую смену) СанПиН 2.2.4.548–96 . При работе закрытых необогреваемых помещениях в холодное время года при определенных температурах и скоростях движения воздуха устанавливают перерывы для обогревания рабочих.

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

В непрозрачных для ИК излучения экранах поглощаемая энергия электромагнитных колебаний, взаимодействуя с веществом экрана, превращается в тепловую энергию. При этом 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. К непрозрачным экранам относятся, например, металлические (в т.ч. алюминиевые), альфолевые (алюминиевая фольга), футерованные (пенобетон, пеностекло, керамзит, пемза), асбестовые и др.

В прозрачных для ИК излучения 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. Так ведут себя экраны, выполненные из различных стекол: силикатного, кварцевого, органического, металлизированного, а также пленочные водяные завесы (свободные и стекающие по стеклу), вододисперсные завесы.

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

По принципу действия экраны классифицируют на теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие.

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.

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.

Оценить эффективность снижения интенсивности от теплового излучения с помощью экранов можно по формуле:

где Q – интенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м 2 ;

Q З – интенсивность теплового излучения с применением защиты, Вт/м 2 .

При устройстве общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления избытка явного тепла, объем приточного воздуха L ПР (м 3 /ч) определяют по формуле:

, (3.6)

где Q ИЗБ – избыток явного тепла, кДж/ч;

T УД – температура удаляемого воздуха, °С;

T ПР – температура приточного воздуха, °С;

ρ ПР – плотность приточного воздуха, кг/м 3 ;

c – удельная теплоемкость воздуха, кДж/кгград.

Температуру воздуха, удаляемого из помещения, определяют по формуле:

, (3.7)

где T РЗ – температура в рабочей зоне, которая не должна превышать установленную санитарными нормами, °С;

T – температурный градиент по высоте помещения, °С/м; (обычно 0,5 – 1,5 °С/м);

Н – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

2 – высота рабочей зоны, м.

Тепловым излучением называется процесс, при котором теплота излучения распространяется в основном в форме инфракрасного излучения с длиной волны около 10 мм. Источниками тепловых излучений являются все тела, нагретые до температуры выше температуры окружающей среды.

Теплота излучения воздухом почти не поглощается, она передается от более нагретых тел к телам с меньшей температурой, вызывая их нагревание. Окружающий воздух нагревается не тепловым излучением, а конвекцией, т. е. при соприкосновении с поверхностями нагретых тел.

В результате поглощения телом человека падающей энергии (от печей, раскаленных слитков) повышается температура кожи и глубже лежащих слоев на облучаемом участке. Под влиянием облучения в организме происходят биохимические сдвиги, наступает нарушение сердечно-сосудистой и нервной системы, могут возникнуть заболевания глаз (катаракта) , т.к. излучение наиболее неблагоприятно для органов с плохим кровообращением (хрусталик глаза).

Температура нагретых поверхностей производственного оборудования и ограждений на рабочих местах (печей, ванн и др.) не должна превышать 45°С, а для оборудования, внутри которого температура равна или ниже 100 °С, температура на поверхности не должна превышать 35 °С.

Допустимая величина интенсивности излучения составляет от 35 до 140 Вт/м 2 (ГОСТ 12.1.005-88) - такое тепловое излучение переносится человеком неограниченно долго.

Для сравнения: примеры интенсивности тепловых излучений:

1) солнечный полдень - 700-800 Вт/м 2 ;

2) заливка стали в формы - 12000 Вт/м 2 .

Средства защиты:

1. Теплоизоляция (войлок, минеральная вата). Толщина теплоизоляции должна быть такой, чтобы температура снаружи ее была не более 45˚ С (СН 245-71).

Теплоизоляция - это элементы конструкции, уменьшающие передачу тепла. Также термин может означать материалы для выполнения таких элементов или комплекс мероприятий по их устройству.

Теплоизоляцию можно разделить по следующим типам, соответствующим разным способам теплопередачи:

Отражающая, которая предотвращает потери за счёт инфракрасного "теплового" излучения;

Теплоизоляция, предотвращающая потери за счёт теплопроводности.

Теплоизоляция применяется для замедления нагрева или охлаждения всюду, где необходимо поддерживать заданную температуру,

Для изготовления теплоизоляции, препятствующей теплопроводности, используют материалы, имеющие очень низкий коэффициент теплопроводности, - теплоизоляторы (материалы из стекловолокна, вспененный полиэтилен высокого давления). Теплоизоляторы отличаются неоднородной структурой и высокой пористостью. В случаях, когда теплоизоляция применяется для удержания тепла внутри изолируемого объекта, такие материалы могут называться утеплителями.

2 Экранирование тепловых излучений (кварцевое стекло, металлическая сетка, цепные завесы, водяные завесы).

Для защиты от инфракрасного излучения применяются следующие экраны: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Непрозрачные экраны могут быть теплоотражающими, теплопоглощающими и теплоотводящими. 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.

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.

Полупрозрачные экраны изготовляют из металлической сетки, цепей, армированного стальной сеткой стекла и применяются: сетки - при интенсивности излучения 350 - 1000 Вт/м 2 , цепные завесы и армированное стекло - 700 - 5000 Вт/м 2 . Полупрозрачные экраны объединяют в себе свойства прозрачных и непрозрачных экранов.

Прозрачные экраны могут быть теплопоглощающими и теплоотводящими. Теплопоглощающие экраны изготовляют из силикатных, кварцевых и органических стекол, бесцветных, окрашенных или металлизированных тонкими пленками.

В производственной обстановке рабочие, находясь вблизи расплавленного или нагретого металла, пламени, горячих поверхностей и т. п., подвергаются действию тепла, излучаемого этими источниками. В результате поглощения падающей энергии повышается температура кожи и глубже лежащих тканей на облучаемом участке.

Действие лучистого тепла не ограничивается изменениями, происходящими на облучаемом участке кожи, — на облучение реагирует весь организм. Под влиянием облучения в организме происходят биохимические сдвиги, наступают нарушения сердечно-сосудистой и нервной систем. Длительное воздействие инфракрасных лучей с длиной волны 0,72—1,5 мкм (лучи Фохта) вызывает катаракту глаз (помутнение хрусталика).

Лучистое тепло, кроме непосредственного воздействия на рабочих, нагревает окружающие конструкции (пол, стены, перекрытие, оборудование), в результате чего температура воздуха внутри помещения повышается, что также ухудшает условия работы.

У большинства производственных источников максимум излучаемой энергии приходится на длинноволновую часть спектра (инфракрасные лучи длиной волны λ > 0,78 мкм).

При проектировании новых производств с источниками теплового облучения необходимо знать, какое тепловое облучение будет действовать на рабочих.

Порядок расчета теплового облучения на рабочем месте следующий.

Определяют интенсивность облучения на рабочем месте, зная источник излучения и расстояние до работающего, в ккал/м2ч:

Еобл = С0 [(Т/100) 4 - A ] εпрφ cos α,

где С0 — коэффициент, зависящий от физических свойств излучающей поверхности; Т — температура излучающей поверхности; А — величина, учитывающая излучение при нормальных условиях (А = 85 — для кожи человека и хлопчатобумажной ткани; А = 110 — для сукна); εпр — приведенная степень черноты, учитывающая неполное поглощение лучистой энергии реальными (серыми)

телами и отраженные потоки εпр=1/((1/ε1)+(1/ε2)-1), где ε1 и ε2 — степень черноты излучающего тела и облучаемого человека; φ — коэффициент облученности, показывающий, какая часть лучистого потока от излучающего тела попадает на тело человека; этот коэффициент зависит от относительного расстояния i = l/a (I — расстояние

от источника излучения до человека; а — сторона квадрата или эквивалентный размер излучателя); при близком расположении человека к источнику φ = 1; обычно φ < 1 (определяется по справочникам); а — угол между нормалью к излучающей поверхности и направлением от центра излучающей поверхности к рабочему месту.

Подсчитанную величину интенсивности облучения сравнивают с допустимой по нормам (E0бл < 300 ккал/м2*ч). Если E0бл > > 300 ккал/м2*ч, то возникает необходимость в проведении мероприятий по уменьшению действия излучения на работающих.

Интенсивность облучения рабочих в ряде случаев составляет значительную величину (до 3000—6000 ккал/м2 ч и даже более), и в этих случаях лучистое тепло становится основным вредным производственным фактором. Способы защиты от лучистого тепла следующие: теплоизоляция горячих поверхностей, экранирование тепловых излучений, применение воздушного душирования, применение защитной одежды, организация рационального отдыха. Теплоизоляция является эффективным мероприятием не только по уменьшению интенсивности теплового излучения от нагретых пoверхностей, но и общих тепловыделений, а также для предотвращения ожогов при прикосновении к этим поверхностям. По действующим санитарным нормам температура нагретых поверхностей оборудования (например, печей) и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45° С.

Для теплоизоляции применяют самые разнообразные материалы и конструкции (специальные бетоны и кирпич, минеральную и стеклянную вату, асбест, войлок и т. д.).

Наиболее распространенным и эффективным способом защиты от излучения является экранирование. Экраны применяют как для экранирования источников излучения, так и для защиты рабочих мест от воздействия лучистого тепла.

По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие, теплоотводящие. Это деление в известной степени условно, так как любой экран обладает способностью отражать, поглощать или отводить тепло. Принадлежность экрана к той или иной группе зависит от того, какое свойство отражено в нем наиболее сильно.

В зависимости от возможности наблюдения за рабочим процессом экраны можно разделить на три типа: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Материалами для теплоотражающих экранов служат листовой алюминий, белая жесть, альфоль (алюминиевая фольга), укрепляемые на несущем материале — картоне, сетке и т. п.

В теплопоглощающих экранах применяют материалы с большим термическим сопротивлением (асбестовые щиты на металлической сетке или листе, огнеупорный кирпич и т. д.), вследствие чего температура наружной поверхности резко уменьшается.

Теплоотводящие экраны представляют собой сварные или литые конструкции, охлаждаемые протекающей внутри водой. Они могут применяться при любых интенсивностях излучения.

К полупрозрачным теплопоглощающим экранам относятся металлические сетки (размер ячейки 3—3,5 мм), цепные звенья, армированное стекло. Такие экраны уступают по эффективности сплошным экранам, поэтому их применяют при интенсивности излучения менее 1000 ккал/м2-ч.

Металлические сетки, орошаемые водой, являются теплоотводящими экранами, применяют их также при небольших интенсивностях излучения.

Для прозрачных экранов используют силикатное, кварцевое или органические стекло, тонкие (до 2 нм) металлические пленки на стекле.

Наибольшее распространение получили водяные завесы, устраиваемые у рабочих окон печей в том случае, когда через экран необходимо вводить инструмент, заготовки и т. д.

При выполнении трудоемких работ правильная организация отдыха имеет большое значение для восстановления работоспособности. Для рабочих устраивают специальные места отдыха, расположенные недалеко от места работы, но в то же время достаточно удаленные от источников излучения^ снабженные вентиляцией, питьевой водой и т. д.

Даются разъяснения по вредному воздействию теплового излучения их нормированию и методам определения. Лабораторная работа Защита от теплового излучения Цель работы практическое ознакомление с теорией теплового инфракрасного излучения физической сущностью и инженерным расчетом теплоизоляции; с приборами для измерения тепловых потоков нормативными требованиями к тепловому излучению провести измерения интенсивности тепловых излучений в зависимости от расстояния до источника; ознакомление действием теплового излучения на человека; ...

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

КАМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра электротехники и электроники

ЗАЩИТА ОТ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

по лабораторной работы по курсу БЖД

Набережные Челны

2006

УДК

Защита от теплового излучения: Методические указания к лабораторной работе по БЖД /Составители: И.М.Нуриев, Г.Ф.Юсупова Набережные Челны: КамПИ; 2004. 15с.

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей дневной и заочной формы обучения. Даются разъяснения по вредному воздействию теплового излучения, их нормированию и методам определения. Предлагается порядок проведения эксперимента и оформление полученных результатов.

Рецензент: док. технических наук, профессор кафедры МиТЛП Н.Н.Сафронов.

Расстояние

без защитного экрана

с защитным экраном

с защитным экраном вытяжкой

с защитным экраном душированием

Защита от теплового излучения

Цель работы практическое ознакомление с теорией теплового (инфракрасного) излучения, физической сущностью и инженерным расчетом теплоизоляции;

С приборами для измерения тепловых потоков, нормативными требованиями к тепловому излучению, провести измерения интенсивности тепловых излучений в зависимости от расстояния до источника;

Ознакомление действием теплового излучения на человека;

Научится оценивать эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов и воздушной завесы.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

Лучистый теплообмен между телами представляет собой процесс распространения внутренней энергии, которая излучается нагретыми телами в виде электромагнитных волн в видимой и инфракрасной (ИК) области спектра. Длина волны видимого излучения от 0,38 до 0,77 мкм, инфракрасного более 0,77 мкм. Такое излучение называется тепловым (воспринимается человеком в виде тепла и имеет длину волн  = 0,78 - 1000 мкм) или лучистым излучением.

Воздух прозрачен (диатермичен) для теплового излучения, поэтому при прохождении лучистого тепла через воздух температура его не повышается. Тепловые лучи поглощаются предметами, нагревают их и они становятся излучателями тепла. Воздух, соприкасаясь с нагретыми телами, также нагревается и температура воздушной среды в производственных помещениях возрастает.

Интенсивность обмена тепловым излучением может быть определена по формуле Стефана - Больцмана:

(1)

где - интенсивность обмена тепловым излучением, Вт/м 2 ;

Площадь излучающей поверхности, м 2 (ориентировочно 1,8 м 2 );

Температура излучающей поверхности, К;

Расстояние от излучающей поверхности, м.

Из формулы (1) следует, что количество лучистой теплоты, поглощаемого телом человека, зависит от температуры источника излучения, площади излучающей поверхности и квадрата расстояния между излучающей поверхностью и телом человека.

Тепловой обмен организма человека с окружающей средой заключается во взаимосвязи между образованием тепла (термогенезом) в результате жизнедеятельности организма и отдачей им этого тепла во внешнюю среду.

Отдача теплоты осуществляется, в основном, тремя способами: конвекцией, излучением и испарением.

Передача теплоты ИК излучением является наиболее эффективным способом теплоотдачи и составляет в комфортных метеоусловиях 44 59% общей теплоотдачи. Тело человека излучает в диапазоне длин волн от 5 до 25 мкм с максимумом энергии на длине волны  max = 9,3 мкм согласно закону Вина:

где С = 2880 мкм * К постоянная величина, Т = 273,16 + t  С температура в К (Кельвин); t  С = 36,6  С температура тела человека в  С (Цельсий).

В производственных условиях, когда работающий человек окружен предметами, имеющими температуру, отличную от температуры тела человека, соотношение способов теплоотдачи может существенно изменяться. Отдача человеческим телом теплоты во внешнюю среду возможна лишь тогда, когда температура окружающих предметов ниже температуры тела человека. В обратном случае, направление потока лучистой энергии меняется на противоположное, и уже тело человека будет получать извне дополнительную тепловую энергию. Воздействие ИК лучей приводит к перегреву организма и тем быстрее, чем больше мощность излучения, выше температура и влажность воздуха в рабочем помещении, выше интенсивность выполняемой работы.

ИК излучение, помимо усиления теплового воздействия окружающей среды на организм работающего, обладает специфическим влиянием. С гигиенической точки зрения важной особенностью ИК излучения является его способность проникать в живую ткань на разную глубину.

Лучи длинноволнового диапазона (от 3мкм до 1мм) задерживаются в поверхностных слоях кожи уже на глубине 0,1 0,2 мм. По этому их физиологическое воздействие на организм проявляется, главным образом, в повышении температуры кожи и перегреве организма.

Лучи коротковолнового диапазона (от 0,78 до 1,4мкм) обладают способностью проникать в ткани человеческого организма на несколько сантиметров. Такое ИК - излучение легко проникает через кожу и черепную коробку в мозговую ткань и может воздействовать на клетки головного мозга, вызывая его тяжелые поражения. В частности, ИК - излучение может привести к возникновению специфического заболевания теплового удара, проявляющегося в головной боли, головокружении, учащении пульса, ускорении дыхания, падении сердечной деятельности, потере сознания и др.

При облучении коротковолновыми ИК - лучами наблюдается повышение температуры легких, почек, мышц, и других органов. В крови, лимфе, спинномозговой жидкости появляются активные специфические биологические вещества, наблюдаются нарушения обменных процессов, изменяются функциональное состояние центральной нервной системы.

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

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.

В производственных условиях не всегда возможно выполнить нормативные требования. В этом случае должны быть предусмотрены мероприятия по защите работающих от возможного перегрева: 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: непрозрачные, прозрачные и полупрозрачные.

В непрозрачных экранах поглощаемая энергия электромагнитных колебаний, взаимодействуя с веществом экрана, превращается в тепловую энергию. При этом 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. К непрозрачным экранам относятся, например металлические (в т.ч. алюминиевые), альфолевые (алюминиевая фольга), футерованные (пенобетон, пеностекло, керамзит, пемза), асбестовые и др.

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. Так ведут себя экраны, выполненные из различных стекол: силикатного, кварцевого, органического, металлизированного, а также пленочные водяные завесы (свободные и стекающие по стеклу), вододисперсные завесы.

По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие. Однако это деление достаточно условно, так как каждый экран обладает одновременно способностью отражать, поглощать и отводить теплоты. Отнесение экрана к той или иной группе производится в зависимости от того, какая его способность выражена сильнее.

Оценить эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов можно по формуле:

(2)

где - интенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м 2 ;

Интенсивность теплового излучения с применением защиты, Вт/м 2 .

При устройстве общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления избытка явного тепла, объем приточного воздуха L пр(м 3 /ч) определяют по формуле:

(3)

где - избыток явного тепла, кДж/ч;

Температура удаляемого воздуха,  С;

Температура приточного воздуха,  С;

Плотность приточного воздуха, кг/м 3 ;

Удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг град.

Температуру воздуха, удаляемого из помещения, определяют по формуле:

(4)

где - температура в рабочей зоне, которая не должна превышать установленную санитарными нормами,  С;

Температурный градиент по высоте помещения,  С/м; (обычно 0,5 1,5  С/м);

Расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

Высота рабочей зоны, м.

Если количество образующихся тепловыделений незначительно или не может быть точно определено, то общеобменную вентиляцию рассчитывают по кратности воздухообмена n , которая показывает, сколько раз в течении часа происходит смена воздуха в помещении (обычно n находится в пределах от 1 до 10, причем для помещений небольшого объема используются более высокие значения n ). Для удаления воздуха из помещения здание обычно оборудуются так называемыми фонарями.

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.

Воздушный оазис создают в отдельных зонах рабочих помещений с высокой температурой. Для этого небольшую рабочую площадь закрывают легкими переносными перегородками высотой 2 метра и в огороженное пространства подают прохладный воздух со скоростью 0,2 0,4 м/с.

Воздушные завесы создают 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.

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

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).

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

2.1 ОПИСАНИЕ СТЕНДА.

Внешний вид стенда представлен на фото.

Стенд представляет собой стол со столешницей 1, на которой размещаются бытовой электрокамин 2, индикаторный блок 3, линейка 4, стойки 5 для установки сменных экранов 6, стоика 7 для установки измерительной головки 8 измерителя тепловых потоков.

Стол выполнен в виде металлического сварного каркаса со столешницей и полкой, на которой хранится сменные экраны 6.

Бытовой электрокамин 2 используется в качестве источника теплового излучения.

Бытовой пылесос 9 используется для создания вытяжной вентиляции, воздушного душа или воздушной завесы и устанавливается под столом стенда.

Стойки 5 для установки сменных защитных экранов 6 обеспечивают их оперативную установку и замену.

Измерительная головка 8 с помощью винтов крепится к вертикальной стойке 7, которая закреплена на плоском основании 10. Вся эта конструкция может вручную перемещаться по столешнице вдоль линейки 4.

Стандартная металлическая линейка 4 предназначена для измерения расстояния от источника теплового излучения (электрокамина 2) до измерительной головки 8 и жестко закреплена на столешнице 1.

Сменные экраны 6 имеют один типоразмер. Металлические экраны выполнены в виде листов металла с направляющими. Экраны с цепями и брезентом выполнены в виде металлических рамок, в которых закреплены стальные цепи или брезент.

На столешнице закреплен удлинитель 11 для подключения к сети переменного тока электрокамина 2 и пылесоса 9.

В комплект стенда входит также кронштейн 12 для фиксации шланга 13 пылесоса на одну из стоек 5, служащих для установки сменных экранов.

2.2 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

2.2.1. К работе допускаются студенты, ознакомленные с устройством лабораторного стенда, принципом действия и мерами безопасности при проведении лабораторной работы.

2.2.3. Запрещается прикасаться к электронагревательному элементу электрокамина.

2.2.4. После проведения лабораторной работы отключить электропитание стенда.

2.3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

2.3.1. Подключить стенд к сети переменного тока, а источник теплового излучения к розетке пульта управления.

2.3.2. Включить источник теплового излучения (верхнюю часть) и измеритель теплового потока ИПП-2м.

2.3.3. Установить головку измерителя теплового потока в штативе таким образом, чтобы она была смещена относительно стойки на 100 мм. Вручную перемещать штатив вдоль линейки, устанавливая головку измерителя на различном расстоянии от источника теплового излучения, и определять интенсивность теплового излучения в этих точках (интенсивность определять как среднее значение не менее 5 замеров). Данные замеров занести в таблицу. Построить график зависимости среднего значения интенсивности теплового излучения от расстояния.

2.3.4. Устанавливая различные защитные экраны, определить интенсивность теплового излучения на заданных расстояниях (п.2.3.3). Оценить эффективность защитного действия экранов по формуле (2). Построить график зависимости среднего значения интенсивности теплового излучения от расстояния.

2.3.5. Установить защитный экран (по указанию преподавателя). Разместить над ним широкую щетку пылесоса. Включить пылесос в режиме отбора воздуха, имитируя устройство вытяжной вентиляции, и спустя 2-3 минуты (после установления теплового режима экрана) определить интенсивность теплового излучения на тех же расстояниях, что и в п.2.3.3. Оценить эффективность комбинированной тепловой защиты по формуле (2). Построить график зависимости интенсивности теплового излучения от расстояния.

По результатам измерений определить эффективность «вытяжной вентиляции» (количество уносимого пылесосом тепла). Эту же эффективность определить измеряя температуру теплозащитного экрана с помощью датчика температуры измерителя ИПП-2м в режиме с использованием «вытяжной вентиляции» и без нее.

2.3.6. Перевести пылесос в режим «воздуходувки» и включить его. Направляя поток воздуха на поверхность защитного экрана (режим «душирования»), повторить измерения в соответствии с п.2.3.5. Сравнить результаты измерений п.п.2.3.5 и 2.3.6.

2.3.7. Закрепить шланг пылесоса на одной из стоек и включить пылесос в режиме «воздуходувки», направив поток воздуха почти перпендикулярно тепловому потоку (немного навстречу) имитация «воздушной завесы». С помощью датчика температуры ИПП-2м измерить температуру воздуха в месте размещения тепловых экранов без воздушной завесы и с завесой. С помощью головки измерителя теплового потока убедиться в диатермичности воздуха, замеряя интенсивность теплового излучения без воздушной завесы и с завесой.

Составить отчет о работе.

3. ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

3.1. Общие сведения.

3.2. Схема стенда.

3.3. Данные измерений (табл. 1).

Таблица 1.

Определение интенсивности теплового излучения.

3.4. Графики зависимости интенсивности теплового излучения от расстояния.

3.5. Расчет эффективности защитного действия экранов.

3.6. Расчет эффективности вытяжной вентиляции.

3.7. Выводы

Контрольные вопросы

Что такое ИКИ и каковы его характеристики?
Какие основные источники ИКИ в техносфере и биосфере?
Какого характера воздействие оказывает ИКИ на организм человека и какие критерии оценки этого воздействия?
Расскажите принцип нормирования ИКИ и допустимые величины параметров ИКИ?
Перечислите методы и средства защиты от ИКИ.
Расскажите о защитных экранах, условиях их применения и основных технических характеристиках.
Воздушная завеса и область ее применения.
Воздушные оазисы и душирование.
Методы и приборы измерения ИКИ.
Как проявляется тепловой удар (гипотермия) и какую помощь необходимо оказывать при этом пострадавшему?
Что такое самопомощь, первая помощь и доврачебная помощь? Можно ли их применять при гипотермии? Солнечном ударе?
Правила поведения практикантов в термических и литейных цехах заводов.

ЛИТЕРАТУРА

Охрана труда. Г.Ф. Денисенко.-М.: Высшая школа, 1985 319 с.
Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. и др. Безопасность жизнедеятельности. - Москва: Изд-во «Высшая школа», 2005. 606с.
ГОСТ 12.4.123 83. «ССБТ. Средства защиты от инфракрасного излучения. Классификация. Общие технические требования. Госстандарт СССР, 1983.
ГОСТ 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
МР 5168-90. Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и нагревания.
Постановление Правительства РФ «О порядке бесплатной выдачи молока или других равноценных пищевых продуктов рабочим и служащим, занятым на работах с вредными условиями труда» от 16 декабря 1987 г. № 731/П-13.
Постановление Правительства РФ «Перечень тяжелых работ и работ с вредными условиями труда, при выполнении которых запрещается применение труда женщин» от 25 февраля 2000 г. № 162.
Постановление Правительства РФ «Перечень тяжелых работ и работ с вредными или опасными условиями труда, при выполнении которых запрещается применение труда лиц моложе восемнадцати лет» от 25 февраля 2000 г. № 163.
Постановление Правительства РФ «О внесении дополнений в перечень тяжелых работ и работ с вредными или опасными условиями труда, при выполнении которых запрещается применение труда лиц моложе восемнадцати лет, утвержденный постановлением правительства РФ» от 20 июня 2001 г. №473.
Постановление Совета Министров-Правительства РФ «Список №1 производств, работ, профессий, должностей и показателей на подземных работах, на работах с особо вредными и особо тяжелыми условиями труда, занятость в которых дает право на пенсию по возрасту (по старости) на льготных условиях. Список №2 производств, профессий, должностей и показателей с вредными и тяжелыми условиями труда, занятость в которых дает право на пенсию по возрасту (по старости) на льготных условиях» от 26 января 1991 г. № 10 (в ред. Постановления Кабинета Министров СССР от 9 августа 1991 г. № 591, от 23 июля 1991 г. № 497; Постановления Совмина РСФСР от 2 октября 1991 г. № 517).
Постановление Минтруда России «Правила обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты» от 18 декабря 1998 г. № 51.
Постановление Минтруда России «Об утверждении разъяснения «о приравнивании ранее применявшихся наименований к наименованиям профессий, предусмотренных списками № 1 и 2 производств, работ, профессий, должностей и показателей, дающих право на льготное пенсионное обеспечение, утвержденными постановлением Кабинета Министров СССР» от 26 января 1991 г. № 10 в связи с изменением наименований профессий отдельных категорий работников» от 30 сентября 1997 г. № 51.
Постановление Минтруда России «Типовые отраслевые нормы бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты рабочим и служащим предприятий и организаций материально-технического снабжения» от 12 февраля 1981 г. № 47/П-2.
РД 04-355-00. Методические рекомендации по организации производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на опасных производственных объектах. Утверждены Приказом Госгортехнадзора России от 26 апреля 2000 г. № 49.

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
425.		ЗАЩИТА ОТ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ	57.97 KB
	Даются разъяснения по вредному действию СВЧ излучения их нормированию и методам определения. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ЗАЩИТА ОТ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Цель работы ознакомиться с характеристиками электромагнитного излучения с принципом установления нормативных требований к электромагнитному излучению провести измерения электромагнитного излучения СВЧ диапазона в зависимости от расстояния до источника и оценить эффективность экранов из различных материалов. Спектр электромагнитных ЭМ колебаний находится в широких пределах по длине...
3291.		Примеры теплового расчета	7.63 KB
	Температура воздуха в рабочем цилиндре с учетом подогрева при входе в цилиндр 200C в интервале 520 в зависимости от газообмена.Коэффициент избытка воздуха а=19. Теоретическое количество молей воздуха необходимое для сгорания 1 кг топлива определится Действительное количество молей воздуха необходимое для сгорания 1 кг топлива будет равно: Рассчитаем параметры процесса наполнения рабочего цилиндра. Температура воздуха в рабочем цилиндре с учетом подогрева при входе в цилиндр Δt = 200C Согласно опытным данным давление в конце процесса...
1921.		РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ПРИ ТЕЧЕНИИ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ В КАНАЛЕ С ВНЕШНИМИ НАГРЕВАЮЩИМИСЯ ЭЛЕМЕНТАМИ	1.07 MB
	Для численного решения практических задач, связанных с теплопереносом, течением жидкости и другими аналогичными явлениями, требуется, как правило, интегрирование системы нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных по пространственным координатам и времени.
697.		Радиоактивные излучения	78.24 KB
	Биологическое действие ионизирующих излучений Под воздействием ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические и биологические процессы. Эквивалентная доза представляет собой меру биологического действия на данного конкретного человека. ИРФ создается рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами образованными в процессе деятельности человека.
13093.		ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ	326.77 KB
	Поглощение излучения средой.Эйнштейном при построении теории излучения. Напомним читателю что законы Кирхгофа СтефанаБольцмана и Вина а также закон РелеяДжинса в области малых частот излучения для поведения объёмной спектральной плотности излучения âабсолютно черногоâ тела ρν [ρν] = Джсм3с удавалось объяснить используя аппарат и законы термодинамики.
531.		Воздействие ионизирующего излучения	5.75 KB
	В отсутствии лечения в 20 случаев возможен смертельный исход смерть наступает через 2 6 недель после облучения. Дозовые пределы облучения различны для следующих групп людей: персонал то есть лица работающие с техногенными источниками или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия; все население включая лиц из персонала вне сферы и условий их производственной деятельности. Помимо дозовых пределов облучения установлены допустимые уровни мощности дозы при внешнем облучении всего тела от техногенных источников а также...
530.		Воздействие электромагнитного излучения	4.96 KB
	Инфракрасное излучение это часть электромагнитного спектра с наибольшей длиной волны. Инфракрасное излучение воздействует на обменные процессы в миокарде на водноэлектролитный баланс в организме и на состояние верхних дыхательных путей. Световое или видимое излучение это промежуточный диапазон электромагнитных колебаний. Излучение видимого диапазона при достаточных уровнях энергии также может представлять опасность для кожных покровов и органа зрения.
8259.		ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАЗЕРА И СВОЙСТВА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ	75.97 KB
	Для них существует вероятность 21 спонтанных переходов в нижнее состояние Е1 с испусканием фотонов обладающих энергией hv: 2 Также существует вероятность B21U вынужденных переходов с испусканием фотонов в присутствии излучения с плотностью энергии U: 3 Коэффициенты Эйнштейна для спонтанных 21 и вынужденных переходов В12 B21 взаимосвязаны: 4 где с скорость света в среде; g1 и g2 степень вырождения соответствующих энергетических уровней. Очевидно что h и следовательно S=h...
1767.		ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СВОЙСТВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ	1.05 MB
	Так же в связи с возникшими сложностями при попытках нагревания кристалла было произведено изучение возможностей прибора для нагревания кристаллов собранного на базе ПИДрегулятора ОВЕН ТРМ101 и произведена настройка прибора написана инструкция по пользованию им для возможности его использования студентами в дальнейшем. Тепловая расстройка тепловой синхронизм В процессе генерации второй гармоники в нелинейном кристалле происходит некоторое поглощение энергии основного излучения и второй гармоники и как следствие нагрев...
20350.		БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ВОДНЫЕ РАСВОРЫ	728.75 KB
	В ходе выполнения работы были получены ИК – спектры и спектры флюоресценции водных растворов ДНК, и проанализировано изменение интенсивности адсорбции под действием комбинированных магнитных полей слабой частоты. Установлено, что у молекул ДНК также как и у аминокислот есть резонансная ионно-циклотронная частота.

Наиболее простым методом защиты от тепловых излучений является защита расстоянием.

По принципу действия экраны классифицируют на теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие.

Оценить эффективность снижения интенсивности от теплового излучения с помощью экранов можно по формуле:

где Q – интенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м 2 ;

Q З – интенсивность теплового излучения с применением защиты, Вт/м 2 .

При устройстве общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления избытка явного тепла, объем приточного воздуха L ПР (м 3 /ч) определяют по формуле:

где Q ИЗБ – избыток явного тепла, кДж/ч;

T УД – температура удаляемого воздуха, °С;

T ПР – температура приточного воздуха, °С;

ρ ПР – плотность приточного воздуха, кг/м 3 ;

c – удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг×град.

Температуру воздуха, удаляемого из помещения, определяют по формуле:

где T РЗ – температура в рабочей зоне, которая не должна превышать установленную санитарными нормами, °С;

DT – температурный градиент по высоте помещения, °С/м; (обычно 0,5 – 1,5 °С/м);

Н – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

2 – высота рабочей зоны, м.