Министерство образования и науки российской федерации
_______________
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАЩИТА ОТ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Методические указания к лабораторной работе № 12
по курсу «Безопасность жизнедеятельности»
ПЕНЗА 2013
УДК
И
В работе изложены методы нормирования теплового излучения, оценки эффективности и условий применения защитных средств. Приведены способы снижения интенсивности теплового излучения на рабочих местах.
Методические указания разработаны на кафедре «Техносферная безопасность» Пензенского государственного университета и предназначены для студентов всех специальностей и форм обучения.
Ил. 1, табл. 3, библиогр. 3 назв.
Составитель:И. П. Ястребова
Научный редактор:д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Техносферная безопасность» Н. Н. Вершинин
Рецензент:д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Защита в чрезвычайных ситуациях» ПФ РГУ ИТП В. А. Казаков
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ 3
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4
1.2 Действие ИКИ на человека 6
1.3 Нормирование ИКИ 7
1.4 Защита от ИКИ 8
1.5 Нормирование воздействия теплового излучения 11
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 12
2.1 Описание лабораторной установки и применяемых приборов 12
2.2 Порядок проведения работы 12
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ 15
Вариант 1 15
Вариант 2 15
Вариант 3 15
Вариант 4 16
Вариант 5 16
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА 17
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 19
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 19
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе № 12
по курсу «Безопасность жизнедеятельности»
ЗАЩИТА ОТ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Цель работы– ознакомить с теорией теплового (инфракрасного) излучения (ИКИ), действием его на человека, нормированием и методами защиты, приборами для измерения тепловых потоков, нормативными требованию к тепловому излучению, провести измерения интенсивности тепловых излучений в зависимости от расстояния до источника и оценить эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов и воздушной завесы.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Теплота температурой Т > 0 К является источником электромагнитного излучения. Это излучение осуществляется за счет преобразования энергии теплового движения частиц тела в энергию излучения. Часть этого интегрального излучения с длиной волн λ = 0,78... 1000 мкм при облучении любого тела вызывает тепловой эффект и носит название ИКИ. На долю ИКИ производственных помещений приходится до 70 % выделяемой теплоты.
При температурах до 500 °С с нагретой поверхности излучаются тепловые (инфракрасные) лучи, а при более высокой температуре наряду с возрастанием инфракрасных лучей появляются видимые световые и ультрафиолетовые лучи. Распределение лучистой энергии по спектру вычисляется по закону перемещения максимального излучения Вина в зависимости от температуры поверхности источника Ти оптических свойств материала (степени черноты и качества отделки поверхности). Длина волны лучистого потока (мкм) с максимальной энергией теплового излучения для абсолютно черного тела определяется по формуле:
(1)
где
Т– температура, К (Кельвин);С– постоянная величина
.
Воздух прозрачен (диатермичен) для теплового излучения, поэтому при прохождении лучистой теплоты его температура не повышается. ИКИ поглощается предметами, нагревая их. Последние, соприкасаясь с воздухом, нагревают его. ИКИ является одной из составляющих микроклимата рабочих зон производственных помещений.
В производственных помещениях со значительными избытками явной теплоты (более 23,3 Вт/м3) большинство технологических процессов протекает при температурах, значительно превышающих температуру окружающей среды. В результате рабочие, находясь вблизи расплавленного или нагретого металла, пламени, горячих поверхностей и т. п., подвергаются действию теплоты, излучаемой этими источниками.
Источники лучистой энергии в зависимости от температуры поверхности можно разделить на четыре группы:
1. Источники с температурой поверхности до 500 °С. Это паропроводы, сушила, наружные поверхности печей и др. В спектре излучения этих источников содержатся в основном инфракрасные лучи с длиной волны 3,7...9,3 мкм.
2. Источники с температурой поверхности от 500 до 1300 °С. Это открытые проемы нагревательных печей, открытое пламя, нагретые слитки, заготовки, расплавленный чугун, бронза. В спектре излучения этих источников длины волн ИКИ с максимальной энергией находится в пределах 1,9...3,7 мкм.
3. Источники с температурой поверхности от 1300 до 1800 °С. Это расплавленная сталь, открытые проемы плавильных печей и др. Спектр излучения содержит инфракрасные лучи с λmax= 1,2...1,9 мкм и видимые лучи.
4. Источники излучения с температурой поверхности свыше 1800 °С. Это дуговые печи, сварочные аппараты. Спектр излучения таких источников содержит все виды лучистой энергии.
Интегральная излучающая способность абсолютно черного тела определяется законом Стефана– Больцмана:
(2)
где
I– интенсивность излучения, Вт/м ;
σ – универсальная постоянная
Стефана–Больцмана
.
Основываясь на зависимости (2), для практических расчетов с учетом степени черноты облучаемых поверхностей εпри коэффициента облученности (φ) интенсивность облучения на рабочем месте определяется по формулам:
(3)
(4)
здесь L– расстояние от источника ИКИ, м;А– эмпирический коэффициент: для кожи человека и хлопчатобумажной тканиА= 85, для сукнаА= 110;S– площадь излучающей поверхности, м2.