Лабораторная работа № 6 Исследование инфракрасного излучения на рабочих местах.
Цель работы: изучение методов измерения количества тепла от излучающих поверхностей и оценка эффективности и условий применения защитных средств.
Расчётные формулы.
Закон Стефана-Больцмана: с повышением температуры излучающего тела мощность излучения увеличивается пропорционально 4-й степени его абсолютной температуры:
,
где
Е
– мощность излучения, Вт/м2;
σ–
постоянная Стефана-Больцмана, равная
5,67032 10-8
Вт/м2К4
;
Т – абсолютная температура, К (Кельвин).
Закон Вина: произведение абсолютной температуры излучающего тела на длину волны излучения (λ макс) с максимальной энергией - величина постоянная.
,
гдеС=
2880;
Т – абсолютная температура °К;
λ – длина волны в мкм.
Основная физическая характеристика инфракрасного излучения - интенсивность излучения (плотность потока) Е (Вт/м2) зависит от температуры излучателя, его площади и расстояния до исследуемой точки пространства и определяется по следующим формулам:
;
при
,
при
где S – площадь поверхности излучателя, м2;
ТU – абсолютная температура излучателя, °К;
R – расстояние от излучателя до точки замера, м.
Кратность ослабления теплового потока m защитным экраном определяется по формуле
,
где ЕU - интенсивность потока излучателя, Вт/м2;
ЕЭ - интенсивность потока теплового излучения экрана, Вт/м2.
Кратность снижения температуры излучающей поверхности μ определяется по формуле
,
где tU - температура излучателя, °С;
tЭ – температура за экраном, °С.
Коэффициент пропускания экраном теплового потока τ равен:
.
Коэффициент
эффективности экрана
равен:
2. Практическая часть работы.
Таблица 20 - Результаты исследуемых параметров теплового потока.
|
Исследуемые параметры |
*Расстояние от источника, м |
|||||||||
|
теплового потока |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
|||||
|
|
|
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
||||
|
Еu, Вт/м2 |
1303 |
665 |
396 |
266 |
177 |
|||||
|
Tu, °K |
311,00 |
307,00 |
305,00 |
305,00 |
304,00 |
|||||
|
Еu (по формуле (5)), Вт/м2 |
11,29 |
3,39 |
0,97 |
0,73 |
0,15 |
|||||
|
Еu (по формуле (6)), Вт/м2 |
- |
- |
- |
- |
- |
|||||
|
Экран металлический тёмный |
ЕЭ,В, Вт/м2 |
292,00 |
148,00 |
86,00 |
51,00 |
25,00 |
||||
|
tЭ,МТ°C |
32,00 |
32,00 |
31,00 |
30,00 |
29,00 |
|||||
|
mср,мт= mмт |
4,46 |
4,49 |
4,60 |
5,22 |
7,08 |
|||||
|
μср,Мт=μмт |
1,19 |
1,06 |
1,03 |
1,07 |
1,07 |
|||||
|
τср,мт= τмт |
0,22 |
0,22 |
0,22 |
0,19 |
0,14 |
|||||
|
ηср,Мт= ηмт |
0,78 |
0,78 |
0,78 |
0,81 |
0,86 |
|||||
|
Экран металлический светлый |
ЕЭ,В, Вт/м2 |
213,00 |
116,00 |
73,00 |
45,00 |
21,00 |
||||
|
tэ,мс, °C |
26,00 |
25,00 |
24,00 |
24,00 |
24,00 |
|||||
|
mср,мс= mмс |
6,12 |
5,73 |
5,42 |
5,91 |
8,43 |
|||||
|
μср,мс=μмс |
1,46 |
1,36 |
1,33 |
1,33 |
1,33 |
|||||
|
τср,мс= τмс |
0,16 |
0,17 |
0,18 |
0,17 |
0,12 |
|||||
|
ηср,мс= ηмс |
0,84 |
0,83 |
0,82 |
0,83 |
0,88 |
|||||
|
Экран брезентовый |
ЕЭ,В, Вт/м2 |
347,00 |
165,00 |
90,00 |
40,00 |
37,00 |
||||
|
tэ,Б, °C |
25,00 |
25,00 |
25,00 |
24,00 |
24,00 |
|||||
|
mср,Б= mБ |
3,76 |
4,03 |
4,40 |
6,65 |
4,78 |
|||||
|
μср,Б=μБ |
1,52 |
1,36 |
1,28 |
1,33 |
1,33 |
|||||
|
τср,Б= τБ |
0,27 |
0,25 |
0,23 |
0,15 |
0,21 |
|||||
|
ηср,Б= ηБ |
0,73 |
0,75 |
0,77 |
0,85 |
0,79 |
|||||
|
Экран с цепями |
ЕЭ,В, Вт/м2 |
677,00 |
361,00 |
215,00 |
150,00 |
127,00 |
||||
|
tЭ,Ц, °C |
30,00 |
28,00 |
27,00 |
26,00 |
25,00 |
|||||
|
mср,Ц= mЦ |
1,92 |
1,84 |
1,84 |
1,77 |
1,39 |
|||||
|
μср,Ц=μЦ |
1,27 |
1,21 |
1,19 |
1,23 |
1,24 |
|||||
|
τср,Ц= τЦ |
0,52 |
0,54 |
0,54 |
0,56 |
0,72 |
|||||
|
ηср,Ц= ηЦ |
0,48 |
0,46 |
0,46 |
0,44 |
0,28 |
|||||
Расстояние, м
Интенсивность потока, Вт/м2
Рисунок
10 - График зависимости интенсивности
излучения (с защитными экранами и без
экрана) от расстояния.
Вывод: Выявили зависимость величины теплового потока от расстояния и определили, какой экран лучше защищает от теплового излучения. Металлический светлый экран лучше всего задерживает излучение.
Лабораторная работа № 7
Исследование освещенности рабочего места при естественном и искусственном освещении
Протокол №1
Исследование условий освещенности рабочего места при естественном освещении.
-
Место проведения измерений: мастерская
-
Дата проведения 05.04.2010 г.
-
Применяемые приборы и приспособления: люксметр Ю-16
-
Сведения о государственной проверке: не проводилась.
-
Нормативно-техническая документация, в соответствии с которой проводились измерения:
-
ГОСТ 2.4.946-96 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности»;
-
МУ 2.2.4.706-98 «Оценка освещения рабочих мест»;
-
СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».
-
Измерения проводили: Тарасов М.А., Ходыкин А.Н., Юзов А.В.
-
Характеристика зрительной работы: разряд 4в – средней точности.
-
Система естественного освещения: боковое, одностороннее.
-
Загрязнение остекленей светопроёмов, стен, потолка: незначительное.
-
Фактические и нормативные значения КЕО представлены в таблице 21.
Таблица 21 - Фактические и нормативные значения КЕО
|
Дата |
Точки |
Сред. КЕО |
Норм. КЕО |
Отклонение от нормы |
Клас.усл. труда |
|
05.04.2010 |
Рабочий стол |
2,125 |
1,2 |
0,9 |
2 |
В результате измерения освещенности рабочих мест при естественном освещении получили среднее значение КЕО в точках замеров больше нормативного.
Таблица 22 - Экспериментальные данные по определению КЕО
|
Помещение |
Время |
Точки |
Величина осв., лк |
Значение КЕО |
Ср. знач. КЕО |
|
|
Е вн. |
Е нар. |
|||||
|
Мастерская |
11:00 |
1 |
12100 |
250 |
2 |
2,125 |
|
11:10 |
2 |
12000 |
270 |
2,25 |
||