И способы защиты от него

Интенсивность теплового облучения человека регламентируется, исходя из субъективного ощущения человеком энергии облучения.Согласно [4]интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов не должна превышать: 35 Вт/м2 при облучении более 50 % поверхности тела; 70 Вт/м2 при облучении от25 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 превышать140 Вт/м2 при облучении не более 25 % поверхности тела и обязательном использовании средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

Нормы [5] ограничивают также температуру нагретых поверхностей оборудования в рабочей зоне, которая не должна превышать45 °С, а для оборудования, внутри которого температура близка к 100 °С, температура на его поверхности должна быть не выше 35 °С.

В производственных условиях не всегда возможно выполнить нормативные требования.В этом случае должны быть предусмотрены мероприятия по защите работающих от возможного перегрева [3]: дистанционное управление ходом технологического процесса; воздушное или водо-воздушное душирование рабочих мест; устройство специально оборудованных комнат, кабин или рабочих мест для кратковременного отдыха с подачей в них кондиционированного воздуха; использование защитных экранов, водяных и воздушных завес; применение средств индивидуальной защиты, спецодежды, спецобуви и др.

Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей.Различают экраны трех типов: непрозрачные, прозрачные и полупрозрачные.

В непрозрачных экранах энергия электромагнитных колебаний взаимодействует с веществом экрана и превращается в тепловую энергию. Поглощая излучение, экран нагревается и, как всякое нагретое тело, становится источником теплового излучения. При этом излучение поверхностью экрана, противолежащей экранируемому источнику, условно рассматривается как пропущенное излучение источника. К непрозрачным экранам относятся, например, металлические(в т.ч. алюминиевые), альфолевые(алюминиевая фольга), футерованные(пенобетон, пеностекло, керамзит, пемза), асбестовые и др.

В прозрачных экранах излучение, взаимодействуя с веществом экрана, минует стадию превращения в тепловую энергию и распространяется внутри экрана по законам геометрической оптики, что и обеспечивает видимость через экран. Так ведут себя экраны, выполненные из различных стекол: силикатного, кварцевого, органического, металлизированного, а также пленочные водяные завесы(свободные и стекающие по стеклу), вододисперсные завесы.

Полупрозрачные экраны объединяют в себе 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.Однако это деление достаточно условно, так как каждый экран обладает одновременно способностью отражать, поглощать и отводить тепло. Отнесение экрана к той или иной группе производится в зависимости от того, какая его способность выражена сильнее.

Теплоотражающие экраны имеют низкую степень черноты поверхностей, вследствие чего они значительную часть падающей на них лучистой энергии отражают в обратном направлении.В качестве теплоотражающих материалов в конструкции экранов широко используют альфоль, листовой алюминий, оцинкованную сталь, алюминиевую краску.

Теплопоглощающими называют экраны, выполненные из материалов с высоким термическим сопротивлением(малым коэффициентом теплопроводности).В качестве теплопоглощающих материалов применяют огнеупорный и теплоизоляционный кирпич, асбест, шлаковату.

В качестве теплоотводящих экранов наиболее широко используются водяные завесы, свободно падающие в виде пленки, орошающие другую экранирующую поверхность(например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла(акварильные экраны), металла(змеевики) и др.

Оценить эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов можно по формуле:

(2)

где Q - интенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м

Q₃ - интенсивность теплового излучения с применением защиты, Вт/м2.

При устройстве общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления избытка явного тепла, объем приточного воздуха Lnp (м3/ч)определяют по формуле:

(3)

где Q_i - избыток явного тепла, кДж/ч;

Т_у - температура удаляемого воздуха, °С;

Т_пр - температура приточного воздуха, °С;

ρ _пр - плотность приточного воздуха, кг/м3;

с - удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг∙ град.

Температуру воздуха, удаляемого из помещения, определяют по формуле:

(4)

где _Тр.з - температура в рабочей зоне, которая не должна превышать установленную санитарными нормами, °С;

∆ T- температурный градиент по высоте помещения, °С/м; (обычно 0, 5- 1, 5 °С/м);

H- расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

2 - высота рабочей зоны, м.

Если количество образующихся тепловыделений незначительно или не может быть точно определено, то общеобменную вентиляцию рассчитывают по кратности воздухообменаn, которая показывает, сколько раз в течение часа происходит смена воздуха в помещении(обычно nнаходится пределах от1 до 10, причем для помещений небольшого объема используются более высокие значения n).

Местную приточную вентиляцию широко используют для создания требуемых параметров микроклимата в ограниченном объеме, в частности, непосредственно на рабочем месте. Это достигается созданием воздушных оазисов, воздушных завес и воздушных душей.

Воздушный оазис создают в отдельных зонах рабочих помещений с высокой температурой.Для этого небольшую рабочую площадь закрывают легкими переносными перегородками высотой 2 м и в огороженное пространство подают прохладный воздух со скоростью0, 2 - 0, 4 м/с.

Воздушные завесы создают для предупреждения проникновения в помещение наружного холодного воздуха путем подачи более теплого воздуха с большой скоростью(10-15 м/с) под некоторым углом навстречу холодному потоку.

Воздушные души применяют в горячих цехах на рабочих местах, находящихся под воздействием лучистого потока теплоты большой интенсивности(более 350 Вт/ м2).

Поток воздуха, направленный непосредственно на рабочего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от тяжести выполняемой работы, а также от интенсивности облучения, но она не должна, как правило, превышать 5м/с, так как в этом случае у рабочего возникают неприятные ощущения (например, шум в ушах).Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или же при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водо-воздушный душ).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. ОПИСАНИЕ СТЕНДА

Внешний вид стенда представлен на рисунке 1.

Стенд представляет собой стол со столешницей1, на которой размещаются бытовой электрокамин2, индикаторный блок 3, линейка4, стойки 5 для установки сменных экранов6, стойка 9 для установки измерительной головки 7 измерителя тепловых потоков, вентилятора 8, водяного насоса14, душ 10, емкость с водой 11.

Стол выполнен в виде металлического сварного каркаса со столешницей и полкой, на которой хранятся сменные экраны6.

Бытовой электрокамин2 используется в качестве источника теплового излучения.

Вентилятор8 используется в качестве источника" воздушной завесы" и устанавливается на стойке 12 с помощью хомута13.

Металлические стойки 5 для установки сменных защитных экранов 6 обеспечивают их оперативную установку и замену.

Для установки измерительной головки 7 служит вертикальная стойка 9, закрепленная на плоском основании 15.На стойке 9 с помощью струбцины16 с винтами крепится измерительная головка 7. Стойку можно вручную перемещать по столешнице вдоль линейки4.

Стандартная металлическая линейка 4 предназначена для измерения расстояния от источника теплового излучения (электрокамина2) до измерительной головки 7 и жестко закреплена на столешнице1.

Водяной насос14, душ 10 и емкость с водой 11 служат для создания«водяной завесы»совместно со стеклянным экраном 6. Душ10 крепится к стойкам 5 при помощи двух хомутов 17.

Сменные экраны6 имеют одинаковый размер, что позволяет поочередно устанавливать их между стойками5. Металлические экраны выполнены в виде листов металла с направляющими.Экраны с цепями и брезентом выполнены в виде металлических рамок, в которых закреплены стальные цепи или брезент.

На левой боковой поверхности стола расположены выключатели18, которые позволяют подключать к сети переменного тока электрокамин2, вентилятор8, измеритель теплового потока ИПП-2М и водяную помпу14.