РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИСТОЧНИКА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЧЕЛОВЕКА

3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИСТОЧНИКА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЧЕЛОВЕКА

Тепловое воздействие на человека вызывается инфракрасными лучами. Каждый источник тепла создает в пространстве поле излучения. Поля излучения источников взаимно накладываются и создают в производственном помещении поле распределения теплового излучения.

Характер излучения зависит от температуры излучающей поверхности. С ростом температуры уменьшается длина волны. При температуре излучающей поверхности до 500 ⁰С длина волны составляет 9,3–9,7 мкм; при температуре до 1200 ⁰С длина волны составляет 3,7–1,9 мкм; при температуре 1200–1800 ⁰С длина волны составляет 1,4–1,2 мкм; при 2000– 4000 ⁰С длина волны составляет 1,2–0,8 мкм.

От спектрального состава излучения зависит степень проникновения лучей, подбор материала для защиты от теплового потока. Максимальной проникающей способностью обладают красные лучи видимого спектра и короткие инфракрасные лучи с длиной волны до 1,5 мкм, мало поглощаемые поверхностью кожи. Наибольший нагрев поверхности кожи вызывают лучи с длиной волны около 3 мкм.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников согласно СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» определяются в зависимости от размера облучаемой поверхности тела. Так, при облучении 50 % поверхности тела и более интенсивность теплового облучения не должна превышать 35 Вт/м²; при 25–50 % – 70 Вт/м²; а при облучении не более 25 % тела – 100 Вт/м².

Основной характеристикой теплового излучения является интенсивность теплового излучения , Вт/м², зависящая от различных эксплуатационных факторов, и имеет вид

(3.1)

где – абсолютная температура излучающей поверхности ⁰К и определяется из выражения t ⁰C + 273;

– эмпирический коэффициент, учитывающий свойства облучаемой поверхности: для кожи человека и хлопчатобумажной ткани А_П = 85, для сукна А_П = 110;

– приведенная степень черноты, учитывающая неполное поглощение лучистого потока теплоты реальными (серыми) телами и отраженные потоки, определяется по формуле

(3.2)

где и – степень черноты излучателя и облучаемого объекта;

– коэффициент облученности, показывающий, какая часть лучистого потока теплоты от излучающего тела попадает на человека: ,

( где =, ( – расстояние от источника излучения до человека, м, – размер источника, м));

_– угол между нормалью к излучающей поверхности и направлением от центра этой поверхности к рабочему месту (угол смещения), рад, определяется по формуле (где – угол смещения, град).

Порядок расчета

1. Из Таблицы 3.1 выписать исходные данные.

2. По формуле (3.1) рассчитать интенсивность теплового излучения .

3. Исходные данные и результаты расчета представить в виде Таблицы 3.2.

Таблица 3.1

Исходные данные для расчета по вариантам

№ варианта	Температура излучающей поверхности	Эмпирический коэффициент	Степень черноты источника излучения	Степень черноты облучаемого объекта	Расстояние от излучателя до человека , м	Размер источника излучения , м	Угол смещения , град
1	2	3	4	5	6	7	8
1	50; 100; 150; 200; 250	85	0,02	0,03	1,0	1,0	10
2	100	110	0,02	0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07	1,0	1,0	20
3	150	85	0,01	0,02	0.5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5	1,5	30
4	200	110	0,03	0,05	1,0	0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5	50
5	100; 150; 200; 250; 300	110;	0,02	0,04	1,5	4,0	40
6	300	110	0,03	0,04; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08	2,0	5,0	50
7	250	85	0,01	0,05	3,0	1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0	60

Продолжение Таблицы 3.1

1	2	3	4	5	6	7	8
8	100; 200; 300; 400; 500	110	0,02	0,03	4,0	3,0	50
9	200	110	0,01	0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06	3,0	4,0	40
10	150	110	0,04	0,06	2,0	1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0	50

Расчёты:

№ варианта

Температура излучающей поверхности

Эмпирический коэффициент

Степень черноты источника излучения

Степень черноты облучаемого объекта

Расстояние от излучателя до человека , м

Размер источника излучения , м

Угол смещения , град

3

150

85

0,01

0,02

0.5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5

1,5

30

2. 

;

1. = =0,33

2. = =0,67

3. = =1

4. = =1,33

5. = =1,67

= = = 0,26;

= cos(0,26) = 0,97

1. = 8,59

2. = 17,42

3. = 26,0

4. = 34,59

5. = 43,43

3.

Таблица 3.2

Сводные результаты расчета

Т, К	АП	ε1	ε2	εПР	l, м	b, м	φ0, рад	α, град	EИЗЛ , ват/м2
423	85	0,01	0,02	0,02	0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5	1,5	0,33; 0,67; 1; 1,33; 1,67	30	8,59; 17,42; 26,0; 34,59; 43,43

4. В зависимости от варианта исходных данных построить графики: ƒ( ); ; ; ; ;

График :

График :