Вещества на единицу площади пола
горения, посредством конвективного теплообмена, лучистого теплообмена и вследствие теплопроводности передается в окружающую среду.
Пространство вокруг зоны горения, в котором температура в результате теплообмена достигает значений, вызывающих разрушение и опасных для человека, называется зоной теплового воздействия. Принято считать, что это территория, где температура воздуха не менее 60-80°С, а поверхностная плотность теплового потока превышает 4 кВт/м2. Личный состав в зоне теплового воздействия должен находиться в теплоизолирующих средствах защиты.
Выделяющиеся при пожаре продукты сгорания (дым) образуют зону задымления. В состав дыма обычно входят азот, кислород, окись углерода, пары воды, пепел и др. При этом химический состав воздушной смеси в зоне задымления не соответствует гигиеническим требованиям и часто является причиной отравления людей продуктами сгорания. Личный состав в зоне заземления должен использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания.
В обстановке пожара тепловые источники излучают в основном инфракрасные лучи с длиной волны 0,7-3,0 мкм. Из них лучи с длиной волны 0,7-1,5 мкм проникают глубоко в ткани, а более длинные поглощаются кожей. Степень переносимости человеком тепловой радиации в зависимости от ее интенсивности показана в табл. 3.1.
Воздействию высоких температур регулярно подвергаются пожарные и горноспасатели, принимающие участие в тушении пожаров. Тепловые травмы возможны также при производстве сварочных работ.
Как уже ранее указывалось, высокие температуры сами непосредственно могут быть причинами травмирования людей, вызывая тепловые удары или ожоги. Вместе с тем термические воздействия на различные машины и обору-
Т а б л и ц а 3.1
Степень переносимости человеком тепловой радиации
Интенсивность тепловой радиации (поверхностная плотность теплового потока), Вт/м2 |
Время переносимости |
Количество теплоты, передаваемое за время переносимости, Дж |
560 |
Неопределенного долго |
Нет сведений |
840 |
До 5мин |
Нет сведений |
1400 |
2,5-5 мин |
33,4 |
2800 |
30-40 с |
9,6 |
7000 |
5-1 с |
5,85 |
14000 |
1-5 с |
2,5 |
дование, приборы и линии коммуникаций могут привести к серьезным авариям и несчастным случаям.
Особенно опасны термические удары, импульсивные (десятки, сотни градусов в 1 с) и неоднородные изменения температуры машин, оборудования, инструмента. Обычно к тепловым ударам относят случаи быстрого нагрева, но тепловым ударом можно считать и резкое охлаждение (например, при попадании холодной струи жидкости на нагретое материальное тело). Определяющим показателем при этом является значение температурного градиента и величин, обусловленных им деформаций и напряжений, приводящих к изменению формы конструкций, образованию трещин и в предельном случае - к разрушению.
В условиях быстрого нагревания тела его внешние слои расширяются, а более глубокие, остающиеся не нагретыми, препятствуют расширению; в первых возникают напряжения сжатия, во вторых - растяжения. У большинства материалов сопротивление сжатию выше сопротивления растяжению, поэтому разрушение происходит в зоне действия напряжений растяжения, т.е. трещина возникает в менее нагретых слоях и затем распространяется после прекращения нагрева на весь объем.
При защите человека от воздействия экстремальных температур необходимо учитывать процессы взаимодействия теплового потока с веществом (рис.3.5).
Исходный тепловой поток F0, падая на вещество защитного экрана, частично отражается от его поверхности, образуя поток отраженного излучения Fотр, частично поглощается в слоях защитного материала Fпогл, оставшаяся часть теплового потока F проходит через материал экрана и воздействует на кожные покровы человека. Нагретый под действием теплового потока поверхностный слой защитного материала отдает тепло в окружающую среду по механизму лучеиспускания и конвекции Fл+к.
При преимущественном конвективном теплообмене для теплоизоляции используют ограждения, содержащие слои материала, не проницаемого для воздуха.
При теплообмене по механизму лучеиспускания для термической защиты используют конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение, например из фольги, металлизированной лавсановой пленки.
Error: Reference source not found
Рис. 3.5. Схема взаимодействия теплового потока с веществом