ЛР_ПЭ_БЖД
.pdf1 |
10 |
9 |
|
11 |
|
|
|
|
12 |
|
||
|
|
Вентилятор |
|
|
|
Лампы |
|
|
Сеть |
|||
|
|
Частота |
Вкл |
Люминисцентные |
Накаливания |
|
Галогенные |
4 |
||||
Росучприбор |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|||||
|
|
|||||||||||
|
Эффективность и качество |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
освещения |
|
|
9Вт |
9Вт |
9Вт |
11Вт |
60Вт |
60Вт |
50Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
7 |
Рис.1. Макет производственного помещения
В передней нижней части каркаса 1 предусмотрено окно для установки измерительной головки 6 люксметра-пульсаметра 7 внутрь каркаса. На полу 2 размещен вентилятор 8 для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы. На потолке 3 размещены семь патронов, в которых установлены две лампы накаливания 9, три люминесцентные лампы 10 типа КЛ9, галогенная лампа 11 и
люминесцентная лампа 12 типа СКЛЭН с высокочастотным преобразователем.
Вертикальная проекция ламп отмечена на полу 2 цифрами, соответствующими номерам ламп на лицевой панели макета.
Включение электропитания установки производится автоматом защиты, находящимся на задней панели каркаса, и регистрируется сигнальной лампой, расположенной на передней панели каркаса. На передней панели каркаса находятся органы управления и контроля: лампа индикации включения напряжения сети, переключатель для включения вентилятора, ручка регулирования частоты вращения вентилятора, переключатели для включения ламп. Электропитание ламп накаливания и люминесцентных ламп осуществляется от разных фаз. Схема позволяет включать отдельно каждую лампу с помощью соответствующих переключателей, расположенных на передней панели каркаса.
На задней панели каркаса находятся автомат защиты сети и сдвоенная розетка с напряжением 220 В для подключения измерительных приборов.
Люксметр-пульсаметр содержит корпус 1 (рис.2), на лицевой панели которого расположен стрелочный индикатор 2, переключатель 3 режима измерения (освещенность
Е - коэффициент пульсации Kп), переключатель 4 диапазона измерения (30; 100) и
переключатель 5 включения напряжения сети со встроенным индикатором. На боковой стенке корпуса 1 закреплены сетевой шнур 6 с вилкой и держатель 7 предохранителя. В
качестве приемника светового потока используется измерительная головка 8 с насадками
9. При выключенном питании прибор работает как люксметр и позволяет измерять освещенность
43
2 |
|
3 |
|
1 |
7 |
6 |
5 |
4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
Люксметр-пульсаметр |
8 |
|
0 |
|
100 |
Росучприбор |
|
|
|
|
|
|
Сеть |
|
0 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
Измеряемая |
Диапазон |
|
|
Сделано в СССР |
|
величина |
измерения |
|
|
|
Е ЛК |
30 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
КП% |
100 |
|
Рис.2. Внешний вид люксметра-пульсаметра
в диапазоне от 5 до 100000 лк. Выбор диапазона определяется насадками. В
положении 100 переключателя 4 диапазона измерения с насадками К и М измеряется освещенность до 1000 лк, с насадками К и Р - до 10000 лк и с насадками К и Т - до 100000
лк. В положении 30 переключателя диапазона измерения с этими же насадками измеряется освещенность до 300, 3000 и 30000 лк соответственно. Прибор позволяет также измерять коэффициент пульсации освещенности в диапазоне от 0 до
30% или от 0 до 100% в зависимости от положения переключателя диапазона измерения.
Следует обратить внимание на то, чтобы измерение коэффициента пульсации производилось при тех же насадках, что и измерение освещенности.
Методика выполнения работы
1.Установить стенки макета производственного помещения таким образом, чтобы стороны, окрашенные в темные тона, были обращены внутрь помещения.
2.Включить установку с помощью автомата защиты, находящегося на задней панели каркаса.
3.Включить люминесцентные лампы КЛ9.
4.Произвести измерение освещенности с помощью люксметра-пульсаметра не менее чем в пяти точках макета производственного помещения (в центре и углах пола),
результаты занести в форму табл.1, определить среднее значение освещенности Еср.
5.Установить стенки макета производственного помещения таким образом, чтобы стороны, окрашенные в светлые тона, были обращены внутрь помещения.
6.Произвести измерение освещенности не менее чем в пяти точках макета производственного помещения, результаты занести в форму табл.1, определить среднее значение освещенности Еср.
7.Сравнить полученные в результате измерений по п.п. 4 и 6 значения освещенности
сдопустимыми значениями освещенности, приведенными в планшете (разряд зрительных работ принять по указанию преподавателя).
44
8.По результатам измерений освещенности для варианта с темной и светлой окраской стен вычислить фактический световой поток Fф по формуле (2).
9.Вычислить коэффициент использования осветительной установки η для варианта с темной и светлой окраской стен по формуле (1). Суммарный световой поток Fл выбрать по номинальной мощности для каждого типа ламп по табл.2.
10.Повторить действия п. п. 1 - 9 для других типов ламп.
11.Сравнить коэффициенты использования осветительной установки, полученные для случаев с использованием различных источников света и различной окраски стен.
12.С помощью люксметра-пульсаметра измерить коэффициент пульсаций освещенности сначала при включении одной лампы накаливания, а затем при включении одной люминесцентной лампы типа КЛ9. Сравнить полученные значения.
Форма таблицы 1
Результаты экспериментов
|
|
|
|
|
Тип ламп* |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
||||
Измеряемые параметры |
|
|
|
Окраска боковых стенок** |
|
|
|
||||||
|
С |
|
Т |
С |
|
Т |
С |
|
Т |
|
С |
|
Т |
Освещенность в точках: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допустимая освещенность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактический световой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарный световой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
использования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
осветительной установки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент пульсации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
освещенности при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
количестве ламп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*Типы ламп: 1 - люминесцентная |
КЛ9; 2 |
- |
люминесцентная |
|
СКЛЭН; |
3 - накаливания; 4 - галогенная.
**Окраска боковых стенок: С - светлые тона; Т - темные тона.
45
13. Измерить и сравнить между собой коэффициенты пульсации освещенности при включении сначала одной, затем - двух и, наконец, трех люминесцентных ламп типа КЛ9. (Следует учесть, что люминесцентные лампы включены в три различные фазы трехфазной сети, поэтому измерительную головку люксметра-пульсаметра необходимо располагать в геометрическом центре системы включенных ламп.)
|
|
Таблица 2 |
Характеристики источников искусственного освещения |
||
|
|
|
Тип ламп |
Номинальная |
Номинальный световой поток, лм |
|
мощность, Вт |
|
|
|
|
Накаливания |
60 |
730 |
|
|
|
Накаливания криптоновая |
60 |
800 |
|
|
|
Люминесцентная КЛ 9 |
9 |
600 (465)* |
|
|
|
Люминесцентная СКЛЭН |
11 |
700 |
|
|
|
Галогенная |
50 |
850 |
|
|
|
*После минимальной продолжительности горения (2000 часов)
14. Включить люминесцентную лампу типа КЛ9 в центре установки и вентилятор.
Вращая ручку “Частота”, регулирующую скорость вращения лопастей вентилятора,
подобрать такую частоту, при которой возникает стробоскопический эффект (лопасти кажутся неподвижными).
15. Выключить стенд. Составить отчет по работе.
Требования к отчету
Отчет должен содержать:
1)название и цель работы;
2)результаты эксперимента в виде таблицы;
3)анализ результатов эксперимента;
4)заключение о качестве освещения.
Контрольные вопросы
1.Требования к искусственному освещению.
2.Основные светотехнические характеристики.
3.Классификация искусственного освещения.
4.Характеристика источников искусственного освещения.
5.Нормирование искусственного освещения.
46
6. Расчет искусственного освещения с помощью коэффициента использования осветительной установки.
|
Литература |
|
|
|
|
1. Безопасность |
жизнедеятельности. |
Учебник |
для |
вузов |
/ |
С.В. Белов, |
А.В. Ильницкая, А.Ф. |
Козьяков |
и др. |
/ Под |
ред. |
С.В. Белова. - М.: Высшая школа, 1999. - 448 с.
2.СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. - М.: Стройиздат,
1996.
47
Лабораторная работа № 6
Исследование средств защиты от инфракрасного излучения
Цель работы: определение интенсивности инфракрасного излучения на рабочем месте и разработка методов и средств защиты работающих от его воздействия.
Продолжительность работы - 2 часа.
Оборудование и приборы
1.Электрокамин ЭКПС-1,0/220.
2.Пылесос “Тайфун 1200”.
3.Измеритель плотности теплового потока ИПП-2М.
4.Экраны теплового потока.
5.Лабораторный стол с линейной шкалой.
Теоретические сведения
Источником инфракрасного излучения (ИК) является любое нагретое тело,
температура которого определяет интенсивность и спектр излучаемой электромагнитной энергии. Длина волны с максимальной энергией теплового излучения определяется по формуле
mах = 2,9 103 / T [мкм], |
(1) |
где T - абсолютная температура излучающего тела, К.
Инфракрасное излучение подразделяется на три области:
-коротковолновая (λ = 0,7 - 1,4 мкм);
-средневолновая (λ = 1,4 - 3,0 мкм);
-длинноволновая (λ = 3,0 мкм - 1,0 мм).
Электрические волны инфракрасного диапазона оказывают в
основном тепловое воздействие на организм человека. При этом необходимо учитывать:
интенсивность и длину волны c максимальной энергией; площадь излучаемой поверхности; длительность облучения за рабочий день и продолжительность непрерывного воздействия; интенсивность физического труда и подвижность воздуха на рабочем месте; качество спецодежды; индивидуальные особенности работающего.
48
Лучи коротковолнового диапазона с длиной волны ≤ 1,4 мкм обладают способностью проникать в ткань 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,
симптомами которого являются рвота, головокружение, расширение кровеносных сосудов кожи, падение кровеносного давления, нарушение кровообращения и дыхания, судороги,
иногда потеря сознания. При облучении коротковолновыми ИК лучами наблюдается также повышение температуры легких, почек, мышц и других органов. В крови, лимфе,
спинномозговой жидкости появляются специфические биологически активные вещества,
наблюдается нарушение обменных процессов, изменяется функциональное состояние центральной нервной системы.
Лучи средневолнового диапазона с длиной волны = 1,4 - 3,0 мкм задерживаются в поверхностных слоях кожи на глубине 0,1 - 0,2 мм. Поэтому их физиологическое воздействие на организм проявляется главным образом в повышении температуры кожи и нагреве организма.
Наиболее интенсивный нагрев кожной поверхности человека происходит при ИК излучении с > 3 мкм. Под его воздействием нарушается деятельность сердечно-
сосудистой и дыхательной систем, а также тепловой баланс организма, что может привести к тепловому удару.
Интенсивность теплового излучения регламентируется, исходя из субъективного ощущения человеком энергии облучения. Согласно ГОСТ 12.1.005-88 интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования и 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. От открытых источников (нагретые металл и стекло, открытое пламя) интенсивность теплового облучения не должна превышать 140 Вт/м2 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 ºС. Температура поверхности оборудования, внутри которого температура близка к 100 ºС, должна быть не выше 35 ºС.
Интенсивность (плотность потока) инфракрасного излучения q определяется по формуле
q = 0,78S(T410–8 – 110) / r2, Вт/м2 |
(2) |
49
где S - площадь излучающей поверхности, м 2 ; T - температура излучающей поверхности,
К; r - расстояние от источника излучения, м.
К основным видам защиты от инфракрасного излучения относятся:
1)защита временем;
2)защита расстоянием;
3)экранирование, теплоизоляция или охлаждение горячих поверхностей;
4)увеличение теплоотдачи тела человека;
5)индивидуальные средства защиты;
6)устранение источника тепловыделения.
Защита временем предусматривает ограничения времени пребывания рабочего в зоне действия излучения. Безопасное время пребывания человека в зоне действия ИК излучения зависит от его интенсивности (плотности потока) и определяется по табл.1.
Таблица 1
Время безопасного пребывания людей в зоне ИК излучения
Плотность потока |
До 350 |
500 |
700 |
1200 |
2000 |
2100 |
ИК излучения, |
|
|
|
|
|
|
Вт/м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время |
Не |
20 |
15 |
10 |
5 |
4,5 |
пребывания, мин |
ограничено |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Безопасное расстояние определяется по формуле (2) в зависимости от длительности пребывания в рабочей зоне и допустимой плотности ИК излучения.
Мощность ИК излучения можно уменьшить путем конструкторских и технологических решений (замена режима и способа нагрева изделий и др.), а также покрытием нагревающихся поверхностей теплоизолирующими материалами.
Одним из наиболее распространенных видов защиты от ИК излучения является экранирование излучающих поверхностей. Различают экраны трех типов: непрозрачные,
прозрачные и полупрозрачные.
В непрозрачных экранах энергия электромагнитных колебаний, взаимодействуя с веществом экрана, превращается в тепловую. При этом экран нагревается и, как всякое нагретое тело, становится источником теплового излучения. Излучение противолежащей источнику поверхностью экрана условно рассматривается как пропущенное излучение источника. К непрозрачным экранам относятся: металлические, альфолевые (из
50
алюминиевой фольги), пористые (пенобетон, пеностекло, керамзит, пемза), асбестовые и другие.
В прозрачных экранах излучение распространяется внутри них по законам геометрической оптики, что и обеспечивает видимость через экран. Эти экраны изготавливают из различных стекол, применяют также пленочные водяные завесы
(свободные и стекающие по стеклу).
Полупрозрачные экраны объединяют свойства прозрачных и непрозрачных экранов.
К ним относятся металлические сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой.
По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие,
теплопоглощающие и теплоотводящие. Это деление достаточно условно, так как каждый экран обладает способностью отражать, поглощать и отводить тепло. Отнесение экрана к той или иной группе определяется тем, какая его способность выражена сильнее.
Теплоотражающие экраны имеют низкую степень черноты поверхностей, вследствие чего значительную часть падающей на них лучистой энергии они отражают в обратном направлении. В качестве теплоотражающих материалов используют альфоль, листовой алюминий, оцинкованную сталь.
Теплопоглощающими называют экраны, выполненные из материалов с высоким термическим сопротивлением (малым коэффициентом теплопроводности). В качестве теплопоглощающих материалов используют огнеупорный и теплоизоляционный кирпич,
асбест, шлаковату.
Как теплоотводящие экраны наиболее широко применяются водяные завесы,
свободно падающие в виде пленки, либо орошающие другую экранирующую поверхность
(например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла или металла.
Эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов Э определяется по формулам
Э = (q – qз) / q, |
(3) |
Э = (t – tз) / t, |
(4) |
где q - плотность потока ИК излучения без применения защиты, Вт/м2; qз - плотность потока ИК излучения с применением защиты, Вт/м2;
t - температура ИК излучения без применения защиты, ºС; tз - температура ИК излучения с применением защиты, ºС.
Поток воздуха, направленный непосредственно на работающего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от
51
тяжести выполняемой работы и интенсивности ИК излучения, но она не должна превышать 5 м/с, так как в этом случае у работающего возникают неприятные ощущения
(например, шум в ушах). Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водовоздушный душ).
В качестве индивидуальных средств защиты применяется спецодежда из хлопчатобумажной и шерстяной тканей, из тканей с металлическим покрытием
(отражающих до 90% ИК излучения). Для защиты глаз предназначены очки, щиты со специальными стеклами - светофильтрами желто-зеленого или синего цвета.
Лечебно-профилактические мероприятия предусматривают организацию рационального режима труда и отдыха. Длительность перерывов в работе и их частота определяются интенсивностью ИК излучения и тяжестью работы. Наряду с периодическими проверками проводятся медосмотры с целью профилактики профессиональных заболеваний.
В лабораторной работе в качестве источника ИК излучения применяется бытовой электрокамин 2 (см. рисунок). Пылесос 7 служит для создания вытяжной вентиляции,
воздушного душа или воздушной завесы. Стойка 4 может вручную перемещаться по столу вдоль линейки 6, которая предназначена для измерения расстояния от источника ИК излучения до измерительной головки измерителя плотности теплового потока ИПП-2М 5.
2 |
3 |
4 |
|
|
|
6 |
5 |
|
|
|
|
1 |
7 |
|
|
Схема лабораторного стенда: 1 - стол; 2 - электрокамин ЭКПС-1,0/220; 3 - стойка для размещения сменных экранов; 4 - стойка для установки измерительной головки; 5 - измеритель плотности теплового потока ИПП-2М; 6 - линейка; 7 - пылесос “Тайфун 1200”.
Методика выполнения работы
52