3. Расчет теплового излучения источника

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.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников 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.

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.

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

Е _ИЗЛ = 5,7  [(Т/100) ⁴ – А_П] × ξ _ПР × j₀ × соs a₀, (3.1)

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

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

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

ξ_ПР = 1/ [(1/ξ ₁ ) – (1/ξ ₂) – 1] , (3.2)

где ξ₁ и ξ₂ – степень черноты излучающего предмета и облучаемого объекта;

j₀ – коэффициент облученности, показывающий, какая часть лучистого потока теплоты от излучающего тела попадает на человека: j_{0 =} ¦(U),

( где U = l/в, (l – расстояние от источника излучения до человека, м,

в – размер источника, м));

a_{0 –} угол между нормалью к излучающей поверхности и направлением от центра этой поверхности к рабочему месту (угол смещения), рад, определяется по формуле a_{0 =} (a × 3,14) /360 (где a – угол смещения, град).

Порядок расчета

1. Из табл. 19 выписать исходные данные.

Принять следующую геометрию фигуры излучателя:

К – квадрат;

П – прямоугольник с отношением сторон 2 : 1;

ВП – вытянутый прямоугольник.

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

3. Исходные данные и результаты расчета представить в виде табл. 20.

Таблица 19

№ варианта	t, C	АП	x1	x2	l, м	в, м	a, град
1	50; 100; 150; 200; 250	85	0,02	0,03	1,0	1,0	10
2	100	110	0,02	0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05	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	0,03	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	0,04	0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07	2,0	5,0	50
7	250	85	0,03	0,05	3,0	1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0	60
8	100; 200; 300; 400; 500	110	0,04	0,04	4,0	3,0	50
9	200	110	0,03	0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05	3,0	4,0	40
10	150	110	0,03	0,03	2,0	1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0	50

Таблица 20

Т, К	АП	x1	x2	xПР	l, м	в, м	j0	a, град	ЕИЗЛ

4. В зависимости от варианта исходных данных построить график:

Е _ИЗЛ = ¦(Т); Е_ИЗЛ = ¦(ξ ₂ ); Е_ИЗЛ = ¦( l ); Е_ИЗЛ = ¦(a₀); Е_ИЗЛ = ¦(j₀).

14