Теоретическая часть. Защита от теплового излучения

Лабораторная работа № 3

Защита от теплового излучения

Краткое описание работы

Целевая установка

Ознакомиться с теорией теплового излучения, физической сущностью и инженерным расчетом теплоизоляции, с приборами для измерения тепловых потоков, нормативными требованиями к тепловому излучению, ознакомиться с методами измерения интенсивности теплового излучения, определить зависимость интенсивности теплового излучения от расстояния до источника и оценить эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов и воздушной завесы.

Материальное обеспечение

Стенд лабораторный «Защита от теплового излучения». В составе стенда: источник теплового излучения (бытовой электрокамин), воздушная помпа, измеритель плотности тепловых потоков и температуры, защитные экраны.

Теоретическая часть

Лучистый теплообмен между телами представляет собой процесс распространения внутренней энергии, которая излучается в виде электромагнитных волн в видимой и инфракрасной (ИК) области спектра. Длина волны видимого излучения от 0, 38 до 0, 77 мкм, инфракрасного – более 0, 77 мкм. Такое излучение называют тепловым или лучистым.

Воздух прозрачен (диатермичен[1]) для теплового излучения, поэтому температура воздуха не повышается при прохождении через него лучистого тепла. Тепловые лучи поглощаются предметами, нагревают их, и они становятся излучателями тепла. Воздух нагревается, соприкасаясь с нагретыми телами.

Интенсивность теплового излучения может быть определена по формуле (1):

, Вт/м² (1)

где Q - энергия теплового излучения, Вт/м²;

F - площадь излучающей поверхности, м²;

Т⁰- температура излучающей поверхности, °К;

l - расстояние от излучающей поверхности до объекта, м.

Из формулы (1) следует, что количество лучистого тепла, поглощаемого телом человека, зависит от температуры источника излучения, площади излучающей поверхности, от квадрата расстояния между излучающей поверхностью и телом человека.

Тепловой обмен организма человека с окружающей средой заключается во взаимосвязи между образованием тепла (термогенезом) в результате жизнедеятельности организма и отдачей им этого тепла во внешнюю среду. Теплообмен осуществляется конвекцией в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью, излучением и в процессе тепломассобмена (при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами, и при дыхании). Отдача тепла осуществляется, в основном тремя способами: конвекцией, излучением и испарением.

Передача тепла путем излучения является наиболее эффективным способом теплоотдачи и составляет в комфортных метеоусловиях 44-59% общей теплоотдачи. Тело человека излучает в диапазоне волн от 5 до 25 мкм с максимумом энергии для волны длиной 9, 4 мкм.

Отдача человеческим телом тепла во внешнюю среду за счет излучения возможна лишь тогда, когда температура окружающих предметов ниже температуры тела человека. В обратном случае направление потока лучистой энергии меняется на противоположное, и уже тело человека будет получать извне дополнительную тепловую энергию. Воздействие теплового излучения приводит к перегреву организма, и тем быстрее, чем больше мощность излучения, выше температура и влажность воздуха в помещении, выше интенсивность выполняемой работы.