Цель работы – практическое ознакомление с теорией теплового (инфракрасного) излучения, физической сущностью и инженерным расчетом теплоизоляции

Тепловым излучением называется процесс, при котором лучистая энергия распространяется в форме инфракрасных лучей с длиной волны до 10 мм. Источниками тепловых излучений являются все нагретые тела.

В условиях производства источниками тепловых излучений могут быть наружные стенки котлов, горячих теплопроводов, машин, проводников электросетей, электрических машин и аппаратов, нагревательных приборов и др. Источниками инфракрасных лучей являются расплавленные и раскаленные металлы и другие вещества.

Выделение тепла в воздух помещения оценивают количеством его (ккал/ч, Дж/ч) на 1 м 3 строительного объема здания.

Лучистая тепловая энергия воздухом почти не поглощается, а передается от более нагретых тел к поверхности менее нагретых, повышая их температуру. Сам же воздух нагревается от нагретых тел путем конвекции.

Нормальной температурой воздуха в производственном помещении считается температура порядка 20 °С. При этой температуре в организме человека наилучшим образом осуществляется терморегуляция, т.е. поддержание постоянной температуры тела на уровне около 37 °С.

При значительном перегреве организма возникает опасное заболевание, характеризуемое нарушение работы сердечнососудистой системы. Такое внезапное заболевание, называется также тепловым ударом, в тяжелых случаях может быть смертельным. Поэтому санитарными нормами проектирования регламентированы параметры благоприятного микроклимата в производственных помещения. Так, например, комфортным условиям для организма человека при неподвижном воздухе соответствует температура 25° С при влажности 60 %.

В зависимости от наличия в помещении источников тепла и опасности перегрева для поддержания нормального микроклимата применяется вентиляция или более совершенное средство - кондиционирование воздуха. Следует отметить, что вентиляция и кондиционирование воздуха не защищают организм от тепловых лучей, которые проходят через воздух почти беспрепятственно. Защита от лучистого тепла может осуществляться путем устранения источников тепловых лучей и при помощи защиты людей от их действия экранами из малотеплопроводных материалов (асбест, шифер). Индивидуальная защита осуществляется применением

спецодежды и защитных средств (брезентовые или суконные костюмы, очки со светофильтрами, щитки из органического стекла и др.).

В горячих цехах важную роль играет снабжение рабочих питьевой подсоленной или газированной водой, что улучшает водный баланс организма.

К числу мероприятий, способных ослабить вредное действие теплового излучения, относятся:

а) механизация работ, направленная на то, чтобы работники меньше подвергались тепловому облучению;

б) устройство у тепловыделяющих производственных источников цепных или водяных завес;

в) применение экранов из материалов, обладающих малой теплопроводностью;

г) осуществление аэрации горячих цехов;

д) устройство специальных комнат отдыха, а также душей, снабжение работников подсоленной газированной водой (3 г соли на 1 л воды);

е) применение такой организации труда, которая допускает чередование лиц, работающих в сильно облучаемых местах;

ж) обязательное применение специальных очков для защиты от инфракрасного излучения и особых стекол для предотвращения воздействия ультрафиолетовых лучей.

Теплозащитные экраны (рис. 15) применяют для локализации источников лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и снижения температуры поверхностей, окружающих рабочее место. Ослабление теплового потока за экраном обусловлено его поглотительной и отражательной способностью. Кратность ослабления теплового потока т при установке п экранов со степенью черноты ε э и пренебрежимо малыми термическими сопротивлениями

определяется по формуле

где Е 1 и Е 2 - интенсивность теплового облучения на рабочем месте соответственно.

Эффективность установки теплозащитного экрана оценивается долей задержанной теплоты и определяется по формуле

Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны.

В свою очередь по степени прозрачности они делятся на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные. К первому классу относят металлические водоохлаждающие и футерованные асбестовые, альфолиевые, алюминиевые экраны. Ко второму - экраны из металлической сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой. Экраны первого и второго классов могут орошаться водяной пленкой. К третьему классу относят экраны из различных стекол: силикатного, кварцевого и органического, бесцветного, окрашенного и металлизированного, пленочные водяные завесы, свободные и стекающие по стеклу, вододисперсные завесы.

Рис. 7. Конструктивные схемы непрозрачных теплозащитных экранов: а - экран из альфоля, уложенного рядами в воздушных прослойках; б - экран из скомканного альфоля в воздушных прослойках; в - комбинированный экран; 1 - металлический лист; 2 - слой альфоля; 3 -слой из теплоизоляционного металла; 4 - профилированный алюминиевый лист; 5-рамка.

Непрозрачные экраны. В качестве материалов для непрозрачных теплоотражающих экранов используют альфоль (алюминиевую фольгу), алюминий листовой, белую жесть, алюминиевую краску. Экран состоит из несущего каркаса, отражающей поверхности и деталей крепления к экранируемому оборудованию. Межэкранное пространство при установке нескольких простых одинарных экранов принимается обычно (по конструктивным соображениям) равным 20...25 мм. Уменьшение межэкранного пространства до 5 мм улучшает теплозащитные свойства экранов вследствие устранения конвективного теплообмена между слоями экрана.

Теплоотражающие экраны для трубопроводов изготовляются в виде квадратных коробов или полуцилиндрических скорлуп, оклеенных внутри альфолем. При температуре трубопровода выше 90 °С нужен двойной экран. Достоинством теплоотражающих экранов является высокая эффективность, малая масса, экономичность. Однако применение их ограничивается, так как они не выдерживают высоких температур и механических воздействий. Эффективность экранов ухудшается при отложении на них пыли, сажи и при окислении.

В качестве непрозрачных теплопоглощающих экранов используют металлические заслонки и щиты, футерованные огнеупорным или теплоизоляционным кирпичом, асбестовые щиты на металлической раме, сетке или листе и другие конструкции.

Непрозрачные экраны радиационного охлаждения - это сварные или литые (с замкнутым змеевиком) конструкции, охлаждаемые протекающей внутри водой. Их можно футеровать с одной стороны. Временные экраны можно изготовлять в виде металлических щитов, орошаемых водой. Футерованные теплоотводящие экраны могут применяться при любых встречающихся в практике интенсивностях облучения, нефутерованные - при интенсивностях 5... 14 кВт/м 2 , орошаемые щиты- при интенсивностях 0,7...3,5 кВт/м 2 .

Полупрозрачные экраны. Их применяют в тех случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению или вводу через него инструмента, материалов. В качестве полупрозрачных теплопоглощающих экранов используют металлические сетки с размером ячейки 3...3,5 мкм, цепные завесы, армированное стальной сеткой стекло. Металлические сетки применяют при интенсивностях облучения до 0,35... 1,05 кВт/м 2 . Эффективность экранов из сетки зависит от количества слоев: один слой - 33...50, два слоя -

Цепные завесы применяют при интенсивностях облучения 0,7...5 кВт/м 2 . Эффективность цепной завесы равна около 70 %. Для повышения эффективности можно применять орошение завесы водяной пленкой и устраивать двойные экраны.

Армированное стальной сеткой стекло применяют для экранирования тех поверхностей кабин и пультов управления, которые должны пропускать видимый свет, но четкого различения объектов через них не требуется. Допустимая интенсивность облучения и эффективность экранов из армированного стекла такая же, как и у цепной завесы. Эффективность экрана может быть повышена орошением водяной пленкой и устройством двойного экрана.

Полупрозрачные теплоотводящие экраны выполняют в виде металлических сеток, орошаемых водяной пленкой, или паровой завесы. Эти экраны имеют коэффициент эффективности до 75 % и применяют при интенсивностях облучения 0,7... 2,1

кВт/м 2 .Теплопоглощающие прозрачные экраны изготовляют из различ­ных бесцветных или окрашенных стекол (силикатных, кварцевых, органических). Для повышения эффективности применяют двойное остекление с вентилируемой воздушной прослойкой.

Стекла всех теплозащитных экранов обладают спектральной селективностью, и поэтому их эффективность в большой степени зависит от спектрального состава излучения. При длине волны излучения более 5 мкм для защиты может быть использовано обычное оконное стекло толщиной 1 мкм. При длине 2,8...5 мкм требуется бесцветное стекло толщиной 5 мм. При длине волны в диапазоне 0,78...2,8 мкм требуется применять теплозащитное стекло толщиной

Эффективность теплозащиты стекол зависит от температуры источника излучения теплоты. Наибольшую эффективность при температуре до 1100°С имеет органическое стекло толщиной 6...8 мм. Выше этой температуры □ закаленное стекло, окрашенное в массе, со светопропусканием 40%. Если тепловой поток действует на стекло постоянно, то эффективность теплозащиты снижается в среднем на 10 % по сравнению с периодически действующим потоком.

Выбор стекла для смотровых окон постов правления должен производиться с учетом значений интенсивности облучения и температуры источника излучения.

Прозрачные теплоотводящие экраны (водяные и вододисперсные завесы) применяют для экранирования рабочих окон печей и т. п., если через экран необходимо вводить инструмент или заготовки. Водяные завесы рекомендуется применять при интенсивности облучения 0,350... 1,400 кВт/м 2 . Коэффициент эффективности водяных завес в различных участках спектра в значительной степени зависит от толщины слоя и достигает 80 %.

Тонкие водяные пленки (толщиной до 15 мм) хорошо поглощают тепловые лучи с длиной волны более 1,9 мкм, а лучше - с длиной волны более 3,2 мкм. Поэтому они пригодны для экранирования источников с температурой до 800 °С. При толщине слоя воды 15... 20 мм полностью поглощаются тепловые лучи с длиной волны более 1 мкм. При таком слое вода эффективно защищает от теплового

излучения источников с температурой до 1800 °С. Экраны в виде водяной пленки, стекающей по стеклу, более устойчивы сравнению со свободными водяными завесами. Они имеют коэффициент эффективности порядка 90 % и могут применяться при интенсивности облучения до 1,75 кВт/м 2 .

Аквариумные экраны, представляющие собой коробку из двух стекол, заполненную проточной чистой водой с толщиной слоя 15...20 мм, имеют коэффициент эффективности до 93 % и рекомендуются при интенсивности облучения до 2,0 кВт/мг.

Коэффициент эффективности вододисперсных завес постоянен в диапазоне длин 1... 3 мкм и достигает 0,7. Рекомендуемая область применения завес при интенсивности облучения до 3,5.. .7 кВт/м 2 .

Контрольные вопросы

1. Укажите основные мероприятия по защите от вредного действия теплового излучения.

2. Индивидуальные средства защиты от теплового излучения.

3. По каким признакам классифицируют теплозащитные экраны?

4. Теплозащитные экраны: область применения, преимущества и недостатки.

5. Конструкции непрозрачных теплозащитных экранов.

6. Эффективность теплозащитных экранов. Сформулируйте пути повышения эффективности их защиты.

7. Водяные и вододисперсные завесы: область применения, преимущества и недостатки.

6.ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ

Для снижения и предупреждения травматизма на производстве применяют современные средства обеспечения безопасности (рис16). Несмотря на их непрерывное совершенствование, полностью устранить опасности из производственного процесса и исключить их влияние на работающих не удается, так как нулевой риск возможен лишь в системах, лишенных запасенной энергии, а также химических или биологических активных компонентов.

Средства управления включают в себя все системы, задействованные в управлении рабочими органами машин и оборудования (пускатели, кнопки, рычаги, тормозные системы, рулевое управление и т. д.).

Информативные средства служат для обеспечения операторов всей необходимой для работы информацией. К таким средствам относят соединенные с преобразователями (датчиками) индикаторы, табло, средства сигнализации (звуковой сигнал, стоп-сигнал, указатели поворота и т. п.), зеркала заднего вида, стеклоочистители, омыватели стекол и т. п.

Средства регулирования микроклимата (кондиционеры, отопители, вентиляторы, пылеотделители, аспирационное оборудование и др.) поддерживают требуемые параметры воздушной среды рабочей зоны оператора.

Дополнительные средства используют при техническом обслуживании или ремонте машин и ликвидации отклонений от нормального протекания технологического процесса. К таким средствам относят приспособления для настройки предохранительных муфт, очистки рабочих органов (крючки, чистики), огнетушители, лопаты и т. п.

Ограждения (кожух, капот, решетки, сетки, крышки, перила, барьеры, экраны, жалюзи, козырьки и т. д.) защищают оператора от механических воздействий движущихся и вращающихся частей, высоких или низких температур, повышенных уровней излучений, агрессивного действия химических веществ, биологических вредностей и излишней информации. По способу установки и особенностям эксплуатации ограждения подразделяют на съемные, открываемые и раздвижные; по времени эксплуатации - на постоянные, служащие неотъемлемыми частями машин или оборудования, и временные, устанавливаемые на период выполнения работ небольшой продолжительности на непостоянных рабочих местах.

С помощью блокировок можно предотвратить включение рабочих органов при снятом ограждении, самопроизвольное включение рабочих органов и др. Ограничители энергии служат для предотвращения появления в технических системах излишнего количества энергии, влекущего за собой развитие нестационарных режимов и экстремальных ситуаций. К ограничителям энергии жидкости и газов относят клапаны (предохранительные, взрывные, перепускные), мембраны, шайбы; механической энергии

предохранительные муфты, срезные шпонки, штифты и шпильки, регуляторы частоты вращения, концевые выключатели, ловители; электрической энергии - предохранители, защитно-отключающие устройства, плавкие вставки, заземляющие устройства, устройства защитного зануления и т. п.

Защитные устройства должны удовлетворять следующим требованиям: быть достаточно прочными, простыми в изготовлении и применении; исключать возможность травмирования; надежно фиксироваться в требуемом положении; не мешать при работе, техническом обслуживании или ремонте машин и механизмов.

Конструкция защитного устройства должна быть такой, чтобы при отказе его отдельных элементов действие других не прекращалось раньше завершения действия опасного производственного фактора. Средства защиты не должны снижать производительности труда и качества обработки, ухудшать условия наблюдения при выполнении трудовых операций.

Ограждают все потенциально опасные вращающиеся или движу щиеся части машин, механизмов и оборудования (кроме тех, которые нельзя оградить с учетом их функционального назначения); зоны возможного выброса рабочего материала и инструмента; зоны факторов повышенной опасности (высоких температур, напряжений, излучений).

Защитные ограждения, приспособления и устройства должны исключать:

Возможность соприкосновения работника с движу щимися частями машины;

Выпадение или вылет обрабатываемых деталей (материалов), а также частей рабочих органов при их поломках;

Попадание в работающих частичек обрабатываемого материала;

Возможность травмирования при установке и смене рабочих органов, инструментов.

Внутренние поверхности защитных ограждений и посадочные места для них окрашивают в красный цвет, сигнализирующий об опасности в случае их открывания, а на наружной поверхности наносят предупреждающий знак. Для удержания ограждений при съеме и установке их снабжают рукоятками, скобами и другими устройствами, не допускающими самопроизвольного открывания во время работы. Ограждения должны отвечать эстетическим требованиям, быть компактными, пропорциональными, без выступающих крепежных деталей и острых углов.

Ограждения особо опасных рабочих органов или открывающиеся дверцы, крышки, щитки в этих ограждениях необходимо снабжать электрическими либо механическими блокирующими устройствами, обеспечивающими останов машин или оборудования при съеме или открывании ограждения. Дверцы или съемные крышки должны иметь приспособления, не допускающие их самопроизвольного открывания или смещения во время работы оборудования.

Ограждение ремней должно быть расположено возможно ближе к ним и быть шире их не менее чем на 50 мм.

Оградительные устройства чаще всего изготавливают в виде сплошных жестких щитов и кожухов из листовой стали толщиной не менее 0,8 мм либо листового алюминия толщиной не менее 2 мм, либо из прочной пластмассы толщиной не менее 4 мм. При необходимости осмотра ограждаемых механизмов или деталей оборудования ограждения снабжают смотровыми окнами из безопасного стекла толщиной не менее 4 мм. С этой же целью, а также для снижения массы конструкции ограждения выполняют с отверстиями. Они могут представлять собой решетки или сетки. Решетчатые и сетчатые ограждения необходимо располагать не ближе 50 мм от движущихся частей. Обычно размер ячеек сетки не превышает 10x10 мм.

Блокировки должны отвечать следующим требованиям:

Исключать возможность выполнения операций при незафиксированном рабочем материале или его неправильном положении (установке);

Не допускать самопроизвольных перемещений рабочих устройств, транспортных средств, механизмов подъема, поворота и других подвижных элементов линий, оборудования;

Не допускать выполнения следующего цикла до окончания предыдущего;

Обеспечивать останов линии при снятии или открывании ограждения и входе человека в зону ограждения;

Обеспечивать невозможность пуска линии при снятых или открытых ограждениях, а также при нахождении человека в зоне ограждения;

Исключать возможность одновременного использования дублированных органов или пультов управления;

Обеспечивать останов при выходе исполнительных устройств оборудования за пределы запрограммированного пространства, отказе оборудования или выходе параметров энергоносителей за допустимые пределы.

Ограждения представляют собой физическую преграду между человеком и опасным или вредным производственным фактором. В зависимости от назначения и условий работы ограждения изготавливают из различных материалов. Они могут одновременно выполнять роль паро-, газо- и пылеприемников, исключать воздействие тепловых и электромагнитных излучений на работающих, а в отдельных случаях снижать шум и т. д. Такие ограждения называют комбинированными. Например, ограждение заточного круга кроме защиты человека от отлетающих частиц (в том числе и частей самого круга при его разрушении) выполняет функцию пылеприемника.

Расчет ограждений

Ограждения помимо ограничительных функций должны гаран­тировать безопасность рабочего и обслуживающего персонала в случае отлета из рабочей зоны разрушенных частей инструмента, сорвавшихся заготовок, деталей, элементов крепления.

При расчете сплошных ограждений из металла по действующей ударной нагрузке определяют толщину стенки ограждения.

Для абразивного круга или вращающейся детали в случае их разрыва на две части ударная нагрузка на ограждения, Н,

где m К - масса круга или детали, кг; v вр - окружная скорость вращения, м/с; - радиус центра тяжести половины абразивного круга или детали, м.

Радиус центра тяжести, м,

где R -радиус внешней окружности круга или детали, м;г-радиус центрального отверстия круга или детали, м.

Ударная (центробежная) сила, которой обладает деталь при ос­вобождении зажимного устройства фрезерного станка, а также сила удара разорвавшегося ремня, цепи или части сломанного инструмента, Н,

где m - масса детали или ее части, кг; v - скорость движения детали, части, м/с; r 1 - радиус кривизны траектории отрыва детали, части, м.

Толщину стенки ограждения, изготавливаемого из листовой конструкционной стали, принимают по справочным данным.

Сплошные ограждения, толщина стенок которых подсчитана указанным методом, могут быть заменены отдельными кружками или сеткой после соответствующего перерасчета конструкции ограждения в зависимости от характера нагрузки (растяжение, изгиб, срез).

Метеорологические условия на производстве характеризуются температурой воздушной среды, относительной влажностью, скоростью движения воздуха и атмосферным давлением, температурой поверхности (ограждающих конструкций, технологического оборудования), интенсивностью теплового излучения. Особое место занимает тепловое (инфракрасное) излучение, исходящее от нагретых материалов, поверхности оборудования. Все эти параметры оказывают большое влияние на здоровье человека и производительность труда.

Гигиенические требования к величинам температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха устанавливаются в зависимости:

• а) от категории работ , различающихся по уровню энергозатрат:
  • – легкие физические работы – работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением;
  • – физические работы средней тяжести – работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения;
  • – тяжелые физические работы – работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий;
• б) сезона года. Здесь различают два периода – холодный и теплый. Холодный период года – это период со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10 °С и ниже. Теплый период года – период со среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 °С.

Отнесение условий труда к тому или иному классу вредности и опасности по показателям микроклимата осуществляется в соответствии с Руководством Р 2.2.2006–05 "Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда". Условия труда оцениваются по разным показателям микроклимата в зависимости от конкретного рабочего места. Гигиеническими нормативами предусмотрено деление микроклимата на нагревающий и охлаждающий.

К нагревающему микроклимату относится такое сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, скорость его движения, влажность, относительная влажность, тепловое излучение), при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме и (или) увеличении доли потерь тепла испарением пота.

Охлаждающим микроклиматом является такое сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место изменение теплообмена, приводящее к образованию общего или локального дефицита тепла в организме.

Класс условий труда при работе в производственных помещениях с охлаждающим микроклиматом (при отсутствии теплового излучения) определяется по нижней границе температуры воздуха. Класс условий труда при работах на открытой территории в холодный период года и в неотапливаемых помещениях определяется по нижней границе температуры воздуха.

На ряде производств высокая температура воздушной среды сочетается с повышенной влажностью (красильные цеха текстильной промышленности, бумажная промышленность и т.д.). На других производствах технология требует пониженных температур (морозильники, бродильные отделения пивоваренных заводов и т.д.). Часто работы проводятся на открытом воздухе в зимнее время (строительные работы, открытая добыча угля и полезных ископаемых и т.д.).

Теплообмен в производственных помещениях горячих цехов происходит излучением и конвекцией. В процессе теплообмена различают две стадии: между источниками теплоты (с температурой более 33 °С) и окружающими предметами – эта стадия отличается высокой интенсивностью лучистого обмена и сравнительно малой интенсивностью конвективного; между нагретыми облучением телами и воздухом – в этой стадии преобладает конвекция. При температуре источников тепловыделений более 50 °С в теплообмене преобладает излучение, поэтому для обеспечения нормальных условий труда в горячих цехах снижение теплоизлучений является основной задачей.

Каждый источник теплоты создает в пространстве поле излучения , независимое от взаимного положения источников. Распространяясь в пространстве, поля излучений накладываются одно на другое, создавая некоторую картину терморадиационной напряженности цеха. Таким образом, пространство горячего цеха представляет собой поле распределения энергии излучения. Лучистая энергия не поглощается окружающим воздухом: в поверхностных слоях облучаемого тела она превращается в тепловую энергию. Передача теплоты излучением происходит в инфракрасном (ИК), видимом (В) и ультрафиолетовом (УФ) диапазонах спектра распространения электромагнитных волн и зависит в первую очередь от температуры источника.

Тепловой обмен человеческого организма с окружающей средой заключается во взаимосвязи между образованием тепла в результате жизнедеятельности организма и отдачей или получением им тепла из внешней среды.

У работающих при повышенных температурах нарушается обмен веществ, начинается обильное потоотделение. С потом выделяется до 50 г NaCl, вода при этом теряется в количестве до 8 литров в смену. В результате нарушается водно-солевой обмен, что ведет к изменениям в белковом обмене: в крови появляется большое количество молочной кислоты, мочевины. Вместе с потом удаляются необходимые витамины, тем самым нарушается витаминный обмен. Нарушается деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем: пульс учащается до 100 ударов в минуту, повышается максимальное и понижается минимальное кровяное давление, учащается дыхание.

При охлаждении организма кровеносные сосуды кожи сокращаются, скорость протекания крови через кожу и отдача тепла путем конвекции и излучения замедляется. Охлаждение вызывает нарушение углеводного обмена, рефлекторной деятельности, появляются простудные заболевания, понижается производительность труда.

В производственных условиях важное значение приобретают изменения в организме, вызванные повторяющимися изо дня в день в течение длительного периода охлаждением или нагреванием. У работающих постепенно образуется новый функциональный уровень организма, часто наступает физиологическое приспособление к производственным термическим воздействиям. Возникает адаптация организма к этим условиям.

Нормирование метеорологических условий производственных помещений осуществляется по ГОСТ 12.1.005– 88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". Этот стандарт устанавливает оптимальные и допустимые микроклиматические условия в зависимости от характера производственных помещений, времени года и категории выполняемой работы (легкая, средней тяжести и тяжелая).

Для снижения опасности воздействия тепловых излучений используют такие способы, как уменьшение интенсивности излучения источника, защитное экранирование источника или рабочего места, воздушное душирование, применение средств индивидуальной защиты, организационные и лечебно-профилактические мероприятия.

При невозможности по техническим причинам достигнуть нормируемых температур вблизи источников значительных тепловых излучений предусматривается защита работающих от возможного перегрева: водовоздушное ду- ширование, высокодисперсное распыление воды на облучаемые поверхности и кабины, устройство помещений для отдыха и др. Правильная организация отдыха имеет большое значение для восстановления работоспособности. Длительность перерывов и их частота определяются с учетом интенсивности облучения и тяжести работы. В местах отдыха недалеко от места работы обеспечиваются благоприятные метеорологические условия. Регулярно организуются медосмотры для своевременного лечения.

Технические меры защиты от тепловых излучений: механизация, автоматизация, дистанционное управление и наблюдение, уменьшение тепловых потерь излучением, тепловая изоляция и герметичность источников излучения (печей, трубопроводов с горячими газами и жидкостями), экранирование источников излучения и рабочих мест.

Тепловая изоляция поверхностей источников излучения снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделение, так и радиационную его часть. Уменьшая тепловые потери оборудования, тепловая изоляция обусловливает сокращение расхода топлива (электроэнергии). Печи изолируют в большинстве случаев легковесным кирпичом; между наружным стальным кожухом и кирпичной кладкой иногда применяют засыпки из сыпучих или волокнистых материалов; своды изолируют засыпкой из сыпучих материалов (например, песка или колошниковой пыли). Засыпка создает герметичность, что особенно важно для газовых выбросов.

Экранирование – наиболее распространенный и эффективный способ защиты от теплового излучения. Экраны применяются для локализации источников лучистой теплоты, снижения облученности на рабочих местах, снижения температур окружающих рабочее место поверхностей. По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие, теплоотводящие. Подобное деление в известной степени условно, так как каждый экран обладает способностью отражать, поглощать и отводить теплоту. Отнесение экрана к той или иной группе зависит от того, какая из его способностей наиболее выражена. По конструкции и возможности наблюдения за технологическим процессом экраны можно разделить на три группы:

– непрозрачные . Материалом для теплоотражающих экранов служат листовой алюминий, белая жесть, алюминиевая фольга, укрепляемые на несущем материале (картоне, асбесте, сетке). Достоинства отражающих экранов – высокая эффективность, малая масса, экономичность; недостатки – нестойкость к высоким температурам, механическим воздействиям, ухудшающаяся эффективность при пылеотложениях и окислении.

В теплопоглащающих экранах применяют материалы с большим термическим сопротивлением (щиты асбестовые на металлической сетке или листе, футерованные огнеупорным или теплоизоляционным кирпичом и др.), вследствие чего температура наружной поверхности резко уменьшается. Такие экраны можно использовать при высоких интенсивностях излучений и температурах, механических ударах и запыленной среде.

Теплоотводящие экраны представляют собой сварные или литые конструкции, охлаждаемые протекающей внутри водой. Подобные экраны практически теплонепроницаемы. Они наиболее эффективны по сравнению с другими видами непрозрачных экранов, но к их устройству предъявляются определенные требования безопасности;

• – полупрозрачные . К теплопоглощающим экранам относятся металлические сетки (размер ячейки 3–3,5 мм), цепные завесы, армированное стальной сеткой стекло. Эти экраны уступают по эффективности непрозрачным экранам;
• – прозрачные . Для теплопоглащающих экранов используют разные стекла (силикатные, органические, кварцевые), бесцветные или окрашенные в массе, тонкие металлические пленки, осажденные на стекле.

Дистанционные пульты управления (или кабины), предназначенные для защиты от теплового излучения, должны удовлетворять следующим требованиям: объем кабины оператора – более 3 м3; стены, пол и потолок оборудованы теплозащитными ограждениями; площадь остекления достаточная для наблюдения за технологическим процессом и минимальная для уменьшения поступления теплоты.

Средства индивидуальной защиты от теплового излучения предназначены для защиты глаз, лица и поверхности тела. Для защиты глаз и лица используют очки со светофильтрами и щитки, голову от перегрева защищают каской, иногда – широкополой войлочной или фетровой шляпой. Остальную часть тела защищают спецодеждой из трудно- воспламеняемых и воздухопроницаемых материалов – сукна, брезента или льняных тканей и спецобувью. В горячих цехах для поддержания водного баланса в организме обеспечивают питьевой режим.

Тепловым излучением называется процесс, при котором теплота излучения распространяется в основном в форме инфракрасного излучения с длиной волны около 10 мм. Источниками тепловых излучений являются все тела, нагретые до температуры выше температуры окружающей среды.

Теплота излучения воздухом почти не поглощается, она передается от более нагретых тел к телам с меньшей температурой, вызывая их нагревание. Окружающий воздух нагревается не тепловым излучением, а конвекцией, т. е. при соприкосновении с поверхностями нагретых тел.

В результате поглощения телом человека падающей энергии (от печей, раскаленных слитков) повышается температура кожи и глубже лежащих слоев на облучаемом участке. Под влиянием облучения в организме происходят биохимические сдвиги, наступает нарушение сердечно-сосудистой и нервной системы, могут возникнуть заболевания глаз (катаракта) , т.к. излучение наиболее неблагоприятно для органов с плохим кровообращением (хрусталик глаза).

Температура нагретых поверхностей производственного оборудования и ограждений на рабочих местах (печей, ванн и др.) не должна превышать 45°С, а для оборудования, внутри которого температура равна или ниже 100 °С, температура на поверхности не должна превышать 35 °С.

Допустимая величина интенсивности излучения составляет от 35 до 140 Вт/м 2 (ГОСТ 12.1.005-88) - такое тепловое излучение переносится человеком неограниченно долго.

Для сравнения: примеры интенсивности тепловых излучений:

1) солнечный полдень - 700-800 Вт/м 2 ;

2) заливка стали в формы - 12000 Вт/м 2 .

Средства защиты:

1. Теплоизоляция (войлок, минеральная вата). Толщина теплоизоляции должна быть такой, чтобы температура снаружи ее была не более 45˚ С (СН 245-71).

Теплоизоляция - это элементы конструкции, уменьшающие передачу тепла. Также термин может означать материалы для выполнения таких элементов или комплекс мероприятий по их устройству.

Теплоизоляцию можно разделить по следующим типам, соответствующим разным способам теплопередачи:

Отражающая, которая предотвращает потери за счёт инфракрасного "теплового" излучения;

Теплоизоляция, предотвращающая потери за счёт теплопроводности.

Теплоизоляция применяется для замедления нагрева или охлаждения всюду, где необходимо поддерживать заданную температуру,

Для изготовления теплоизоляции, препятствующей теплопроводности, используют материалы, имеющие очень низкий коэффициент теплопроводности, - теплоизоляторы (материалы из стекловолокна, вспененный полиэтилен высокого давления). Теплоизоляторы отличаются неоднородной структурой и высокой пористостью. В случаях, когда теплоизоляция применяется для удержания тепла внутри изолируемого объекта, такие материалы могут называться утеплителями.

2 Экранирование тепловых излучений (кварцевое стекло, металлическая сетка, цепные завесы, водяные завесы).

Для защиты от инфракрасного излучения применяются следующие экраны: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Непрозрачные экраны могут быть теплоотражающими, теплопоглощающими и теплоотводящими. 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.

Полупрозрачные экраны изготовляют из металлической сетки, цепей, армированного стальной сеткой стекла и применяются: сетки - при интенсивности излучения 350 - 1000 Вт/м 2 , цепные завесы и армированное стекло - 700 - 5000 Вт/м 2 . Полупрозрачные экраны объединяют в себе свойства прозрачных и непрозрачных экранов.

Прозрачные экраны могут быть теплопоглощающими и теплоотводящими. Теплопоглощающие экраны изготовляют из силикатных, кварцевых и органических стекол, бесцветных, окрашенных или металлизированных тонкими пленками.

Даются разъяснения по вредному воздействию теплового излучения их нормированию и методам определения. Лабораторная работа Защита от теплового излучения Цель работы – практическое ознакомление с теорией теплового инфракрасного излучения физической сущностью и инженерным расчетом теплоизоляции; с приборами для измерения тепловых потоков нормативными требованиями к тепловому излучению провести измерения интенсивности тепловых излучений в зависимости от расстояния до источника; ознакомление действием теплового излучения на человека; ...

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра электротехники и электроники

ЗАЩИТА ОТ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по лабораторной работы по курсу БЖД

Набережные Челны

2006

УДК

Защита от теплового излучения: Методические указания к лабораторной работе по БЖД /Составители: И.М.Нуриев, Г.Ф.Юсупова Набережные Челны: КамПИ; 2004. – 15с.

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей дневной и заочной формы обучения. Даются разъяснения по вредному воздействию теплового излучения, их нормированию и методам определения. Предлагается порядок проведения эксперимента и оформление полученных результатов.

Рецензент: док. технических наук, профессор кафедры МиТЛП Н.Н.Сафронов.

Печатается по решению научно-методического совета Камского государственного политехнического института.

Лабораторная работа

Защита от теплового излучения

Цель работы – практическое ознакомление с теорией теплового (инфракрасного) излучения, физической сущностью и инженерным расчетом теплоизоляции;

С приборами для измерения тепловых потоков, нормативными требованиями к тепловому излучению, провести измерения интенсивности тепловых излучений в зависимости от расстояния до источника;

Ознакомление действием теплового излучения на человека;

Научится оценивать эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов и воздушной завесы.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

Лучистый теплообмен между телами представляет собой процесс распространения внутренней энергии, которая излучается нагретыми телами 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 называется тепловым (воспринимается человеком в виде тепла и имеет длину волн  = 0,78 - 1000 мкм) или лучистым излучением.

Воздух прозрачен (диатермичен) для теплового излучения, поэтому при прохождении лучистого тепла через воздух температура его не повышается. Тепловые лучи поглощаются предметами, нагревают их и они становятся излучателями тепла. Воздух, соприкасаясь с нагретыми телами, также нагревается и температура воздушной среды в производственных помещениях возрастает.

Интенсивность обмена тепловым излучением может быть определена по формуле Стефана - Больцмана:

(1)

где - интенсивность обмена тепловым излучением, Вт/м 2 ;

Площадь излучающей поверхности, м 2 (ориентировочно – 1,8 м 2 );

Температура излучающей поверхности, К;

Расстояние от излучающей поверхности, м.

Из формулы (1) следует, что количество лучистой теплоты, поглощаемого телом человека, зависит от температуры источника излучения, площади излучающей поверхности и 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.

Отдача теплоты осуществляется, в основном, тремя способами: конвекцией, излучением и испарением.

Передача теплоты ИК излучением является наиболее эффективным способом теплоотдачи и составляет в комфортных метеоусловиях 44 – 59% общей теплоотдачи. Тело человека излучает в диапазоне длин волн от 5 до 25 мкм с максимумом энергии на длине волны  max = 9,3 мкм согласно закону Вина:

где С = 2880 мкм * К – постоянная величина, Т = 273,16 + t  С – температура в К (Кельвин); t  С = 36,6  С – температура тела человека в  С (Цельсий).

В производственных условиях, когда работающий человек окружен предметами, имеющими температуру, отличную от температуры тела человека, соотношение способов теплоотдачи может существенно изменяться. Отдача человеческим телом теплоты во внешнюю среду 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 ИК лучей приводит к перегреву организма и тем быстрее, чем больше мощность излучения, выше температура и влажность воздуха в рабочем помещении, выше интенсивность выполняемой работы.

ИК – излучение, помимо усиления теплового воздействия окружающей среды на организм работающего, обладает специфическим влиянием. С гигиенической точки зрения важной особенностью ИК – излучения является его способность проникать в живую ткань на разную глубину.

Лучи длинноволнового диапазона (от 3мкм до 1мм) задерживаются в поверхностных слоях кожи уже на глубине 0,1 – 0,2 мм. По этому их физиологическое воздействие на организм проявляется, главным образом, в повышении температуры кожи и перегреве организма.

Лучи коротковолнового диапазона (от 0,78 до 1,4мкм) обладают способностью проникать в ткани человеческого организма на несколько сантиметров. Такое ИК - излучение легко проникает через кожу и черепную коробку в мозговую ткань и может воздействовать на клетки головного мозга, вызывая его тяжелые поражения. В частности, ИК - излучение может привести к возникновению специфического заболевания – теплового удара, проявляющегося в головной боли, головокружении, учащении пульса, ускорении дыхания, падении сердечной деятельности, потере сознания и др.

При облучении коротковолновыми ИК - лучами наблюдается повышение температуры легких, почек, мышц, и других органов. В крови, лимфе, спинномозговой жидкости появляются активные специфические биологические вещества, наблюдаются нарушения обменных процессов, изменяются функциональное состояние центральной нервной системы.

Интенсивность теплового облучения человека регламентируется, исходя из субъективного ощущения человеком энергии облучения. Согласно ГОСТ 12.1.005-88 интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов не должна превышать: 35 Вт/м 2 при облучении более 50% поверхности тела; 70 Вт/м 2 при облучении от 25 до 50% поверхности тела; 100 Вт/м 2 – при облучении не более 25% поверхности тела. От открытых источников (нагретые металл и стекло, открытое пламя) интенсивность теплового облучения не должна превышать 140 Вт/м 2 при облучении не более 25% поверхности тела и обязательном использовании средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

Нормы ограничивают также температуру нагретых поверхностей оборудования в рабочей зоне, которая не должна превышать 45  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: 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 поглощаемая энергия электромагнитных колебаний, взаимодействуя с веществом экрана, превращается в тепловую энергию. При этом 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 теплоты. 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 - интенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м 2 ;

Интенсивность теплового излучения с применением защиты, Вт/м 2 .

При устройстве общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления избытка явного тепла, объем приточного воздуха L пр(м 3 /ч) определяют по формуле:

(3)

где - избыток явного тепла, кДж/ч;

Температура удаляемого воздуха,  С;

Температура приточного воздуха,  С;

Плотность приточного воздуха, кг/м 3 ;

Удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг град.

Температуру воздуха, удаляемого из помещения, определяют по формуле:

(4)

где - температура в рабочей зоне, которая не должна превышать установленную санитарными нормами,  С;

Температурный градиент по высоте помещения,  С/м; (обычно 0,5 – 1,5  С/м);

Расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

Высота рабочей зоны, м.

Если количество образующихся тепловыделений незначительно или не может быть точно определено, то общеобменную вентиляцию рассчитывают по кратности воздухообмена n , которая показывает, сколько раз в течении часа происходит смена воздуха в помещении (обычно n находится в пределах от 1 до 10, причем для помещений небольшого объема используются более высокие значения n ). Для удаления воздуха из помещения здание обычно оборудуются так называемыми фонарями.

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 метра и в огороженное пространства подают прохладный воздух со скоростью 0,2 – 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/м 2 ).

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 5 м/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).

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

2.1 ОПИСАНИЕ СТЕНДА.

Внешний вид стенда представлен на фото.

Стенд представляет собой стол со столешницей 1, на которой размещаются бытовой электрокамин 2, индикаторный блок 3, линейка 4, стойки 5 для установки сменных экранов 6, стоика 7 для установки измерительной головки 8 измерителя тепловых потоков.

Стол выполнен в виде металлического сварного каркаса со столешницей и полкой, на которой хранится сменные экраны 6.

Бытовой электрокамин 2 используется в качестве источника теплового излучения.

Бытовой пылесос 9 используется для создания вытяжной вентиляции, воздушного душа или воздушной завесы и устанавливается под столом стенда.

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

Измерительная головка 8 с помощью винтов крепится к вертикальной стойке 7, которая закреплена на плоском основании 10. Вся эта конструкция может вручную перемещаться по столешнице вдоль линейки 4.

Стандартная металлическая линейка 4 предназначена для измерения расстояния от источника теплового излучения (электрокамина 2) до измерительной головки 8 и жестко закреплена на столешнице 1.

Сменные экраны 6 имеют один типоразмер. 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 столешнице закреплен удлинитель 11 для подключения к сети переменного тока электрокамина 2 и пылесоса 9.

В комплект стенда входит также кронштейн 12 для фиксации шланга 13 пылесоса на одну из стоек 5, служащих для установки сменных экранов.

2.2 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

2.2.1. К работе допускаются студенты, ознакомленные с устройством лабораторного стенда, принципом действия и мерами безопасности при проведении лабораторной работы.

2.2.3. Запрещается прикасаться к электронагревательному элементу электрокамина.

2.2.4. После проведения лабораторной работы отключить электропитание стенда.

2.3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

2.3.1. Подключить стенд к сети переменного тока, а источник теплового излучения к розетке пульта управления.

2.3.2. Включить источник теплового излучения (верхнюю часть) и измеритель теплового потока ИПП-2м.

2.3.3. Установить головку измерителя теплового потока в штативе таким образом, чтобы она была смещена относительно стойки на 100 мм. Вручную перемещать штатив вдоль линейки, устанавливая головку измерителя на различном расстоянии от источника теплового излучения, и определять интенсивность теплового излучения в этих точках (интенсивность определять как среднее значение не менее 5 замеров). Данные замеров занести в таблицу. Построить график зависимости среднего значения интенсивности теплового излучения от расстояния.

2.3.4. Устанавливая различные защитные экраны, определить интенсивность теплового излучения на заданных расстояниях (п.2.3.3). Оценить эффективность защитного действия экранов по формуле (2). Построить график зависимости среднего значения интенсивности теплового излучения от расстояния.

2.3.5. Установить защитный экран (по указанию преподавателя). Разместить над ним широкую щетку пылесоса. Включить пылесос в режиме отбора воздуха, имитируя устройство вытяжной вентиляции, и спустя 2-3 минуты (после установления теплового режима экрана) определить интенсивность теплового излучения на тех же расстояниях, что и в п.2.3.3. Оценить эффективность комбинированной тепловой защиты по формуле (2). Построить график зависимости интенсивности теплового излучения от расстояния.

По результатам измерений определить эффективность «вытяжной вентиляции» (количество уносимого пылесосом тепла). Эту же эффективность определить измеряя температуру теплозащитного экрана с помощью датчика температуры измерителя ИПП-2м в режиме с использованием «вытяжной вентиляции» и без нее.

2.3.6. Перевести пылесос в режим «воздуходувки» и включить его. Направляя поток воздуха на поверхность защитного экрана (режим «душирования»), повторить измерения в соответствии с п.2.3.5. Сравнить результаты измерений п.п.2.3.5 и 2.3.6.

2.3.7. Закрепить шланг пылесоса на одной из стоек и включить пылесос в режиме «воздуходувки», направив поток воздуха почти перпендикулярно тепловому потоку (немного навстречу) – имитация «воздушной завесы». С помощью датчика температуры ИПП-2м измерить температуру воздуха в месте размещения тепловых экранов без воздушной завесы и с завесой. С помощью головки измерителя теплового потока убедиться в диатермичности воздуха, замеряя интенсивность теплового излучения без воздушной завесы и с завесой.

Составить отчет о работе.

3. ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

3.1. Общие сведения.

3.2. Схема стенда.

3.3. Данные измерений (табл. 1).

Таблица 1.

Определение интенсивности теплового излучения.

Расстояние
без защитного экрана
с защитным экраном
с защитным экраном вытяжкой
с защитным экраном душированием

3.4. Графики зависимости интенсивности теплового излучения от расстояния.

3.5. Расчет эффективности защитного действия экранов.

3.6. Расчет эффективности вытяжной вентиляции.

3.7. Выводы

Контрольные вопросы

1. Что такое ИКИ и каковы его характеристики?
2. Какие основные источники ИКИ в техносфере и биосфере?
3. Какого характера воздействие оказывает ИКИ на организм человека и какие критерии оценки этого воздействия?
4. Расскажите принцип нормирования ИКИ и допустимые величины параметров ИКИ?
5. Перечислите методы и средства защиты от ИКИ.
6. Расскажите о защитных экранах, условиях их применения и основных технических характеристиках.
7. Воздушная завеса и область ее применения.
8. Воздушные оазисы и душирование.
9. Методы и приборы измерения ИКИ.
10. Как проявляется тепловой удар (гипотермия) и какую помощь необходимо оказывать при этом пострадавшему?
11. Что такое самопомощь, первая помощь и доврачебная помощь? Можно ли их применять при гипотермии? Солнечном ударе?
12. Правила поведения практикантов в термических и литейных цехах заводов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Охрана труда. Г.Ф. Денисенко.-М.: Высшая школа, 1985 –319 с.
2. Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. и др. Безопасность жизнедеятельности. - Москва: Изд-во «Высшая школа», 2005. – 606с.
3. ГОСТ 12.4.123 –83. «ССБТ. Средства защиты от инфракрасного излучения. Классификация. Общие технические требования. Госстандарт СССР, 1983.
4. ГОСТ 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
5. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
6. МР 5168-90. Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и нагревания.
7. Постановление Правительства РФ «О порядке бесплатной выдачи молока или других равноценных пищевых продуктов рабочим и служащим, занятым на работах с вредными условиями труда» от 16 декабря 1987 г. № 731/П-13.
8. Постановление Правительства РФ «Перечень тяжелых работ и работ с вредными условиями труда, при выполнении которых запрещается применение труда женщин» от 25 февраля 2000 г. № 162.
9. Постановление Правительства РФ «Перечень тяжелых работ и работ с вредными или опасными условиями труда, при выполнении которых запрещается применение труда лиц моложе восемнадцати лет» от 25 февраля 2000 г. № 163.
10. Постановление Правительства РФ «О внесении дополнений в перечень тяжелых работ и работ с вредными или опасными условиями труда, при выполнении которых запрещается применение труда лиц моложе восемнадцати лет, утвержденный постановлением правительства РФ» от 20 июня 2001 г. №473.
11. Постановление Совета Министров-Правительства РФ «Список №1 производств, работ, профессий, должностей и показателей на подземных работах, на работах с особо вредными и особо тяжелыми условиями труда, занятость в которых дает право на пенсию по возрасту (по старости) на льготных условиях. Список №2 производств, профессий, должностей и показателей с вредными и тяжелыми условиями труда, занятость в которых дает право на пенсию по возрасту (по старости) на льготных условиях» от 26 января 1991 г. № 10 (в ред. Постановления Кабинета Министров СССР от 9 августа 1991 г. № 591, от 23 июля 1991 г. № 497; Постановления Совмина РСФСР от 2 октября 1991 г. № 517).
12. Постановление Минтруда России «Правила обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты» от 18 декабря 1998 г. № 51.
13. Постановление Минтруда России «Об утверждении разъяснения «о приравнивании ранее применявшихся наименований к наименованиям профессий, предусмотренных списками № 1 и 2 производств, работ, профессий, должностей и показателей, дающих право на льготное пенсионное обеспечение, утвержденными постановлением Кабинета Министров СССР» от 26 января 1991 г. № 10 в связи с изменением наименований профессий отдельных категорий работников» от 30 сентября 1997 г. № 51.
14. Постановление Минтруда России «Типовые отраслевые нормы бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты рабочим и служащим предприятий и организаций материально-технического снабжения» от 12 февраля 1981 г. № 47/П-2.
15. РД 04-355-00. Методические рекомендации по организации производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на опасных производственных объектах. Утверждены Приказом Госгортехнадзора России от 26 апреля 2000 г. № 49.

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
425.		ЗАЩИТА ОТ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ	57.97 KB
	Даются разъяснения по вредному действию СВЧ излучения их нормированию и методам определения. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ЗАЩИТА ОТ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Цель работы – ознакомиться с характеристиками электромагнитного излучения с принципом установления нормативных требований к электромагнитному излучению провести измерения электромагнитного излучения СВЧ диапазона в зависимости от расстояния до источника и оценить эффективность экранов из различных материалов. Спектр электромагнитных ЭМ колебаний находится в широких пределах по длине...
3291.		Примеры теплового расчета	7.63 KB
	Температура воздуха в рабочем цилиндре с учетом подогрева при входе в цилиндр 200C в интервале 520 в зависимости от газообмена.Коэффициент избытка воздуха а=19. Теоретическое количество молей воздуха необходимое для сгорания 1 кг топлива определится Действительное количество молей воздуха необходимое для сгорания 1 кг топлива будет равно: Рассчитаем параметры процесса наполнения рабочего цилиндра. Температура воздуха в рабочем цилиндре с учетом подогрева при входе в цилиндр Δt = 200C Согласно опытным данным давление в конце процесса...
1921.		РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ПРИ ТЕЧЕНИИ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ В КАНАЛЕ С ВНЕШНИМИ НАГРЕВАЮЩИМИСЯ ЭЛЕМЕНТАМИ	1.07 MB
	Для численного решения практических задач, связанных с теплопереносом, течением жидкости и другими аналогичными явлениями, требуется, как правило, интегрирование системы нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных по пространственным координатам и времени.
697.		Радиоактивные излучения	78.24 KB
	Биологическое действие ионизирующих излучений Под воздействием ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические и биологические процессы. Эквивалентная доза представляет собой меру биологического действия на данного конкретного человека. ИРФ создается рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами образованными в процессе деятельности человека.
13093.		ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ	326.77 KB
	Поглощение излучения средой.Эйнштейном при построении теории излучения. Напомним читателю что законы Кирхгофа СтефанаБольцмана и Вина а также закон РелеяДжинса в области малых частот излучения для поведения объёмной спектральной плотности излучения “абсолютно черного†тела ρν [ρν] = Джсм3с удавалось объяснить используя аппарат и законы термодинамики.
531.		Воздействие ионизирующего излучения	5.75 KB
	В отсутствии лечения в 20 случаев возможен смертельный исход смерть наступает через 2 – 6 недель после облучения. Дозовые пределы облучения различны для следующих групп людей: персонал то есть лица работающие с техногенными источниками или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия; все население включая лиц из персонала вне сферы и условий их производственной деятельности. Помимо дозовых пределов облучения установлены допустимые уровни мощности дозы при внешнем облучении всего тела от техногенных источников а также...
530.		Воздействие электромагнитного излучения	4.96 KB
	Инфракрасное излучение это часть электромагнитного спектра с наибольшей длиной волны. Инфракрасное излучение воздействует на обменные процессы в миокарде на водноэлектролитный баланс в организме и на состояние верхних дыхательных путей. Световое или видимое излучение это промежуточный диапазон электромагнитных колебаний. Излучение видимого диапазона при достаточных уровнях энергии также может представлять опасность для кожных покровов и органа зрения.
8259.		ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАЗЕРА И СВОЙСТВА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ	75.97 KB
	Для них существует вероятность 21 спонтанных переходов в нижнее состояние Е1 с испусканием фотонов обладающих энергией hv: 2 Также существует вероятность B21U вынужденных переходов с испусканием фотонов в присутствии излучения с плотностью энергии U: 3 Коэффициенты Эйнштейна для спонтанных 21 и вынужденных переходов В12 B21 взаимосвязаны: 4 где с скорость света в среде; g1 и g2 степень вырождения соответствующих энергетических уровней. Очевидно что h и следовательно S=h...
1767.		ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СВОЙСТВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ	1.05 MB
	Так же в связи с возникшими сложностями при попытках нагревания кристалла было произведено изучение возможностей прибора для нагревания кристаллов собранного на базе ПИДрегулятора ОВЕН ТРМ101 и произведена настройка прибора написана инструкция по пользованию им для возможности его использования студентами в дальнейшем. Тепловая расстройка тепловой синхронизм В процессе генерации второй гармоники в нелинейном кристалле происходит некоторое поглощение энергии основного излучения и второй гармоники и как следствие нагрев...
20350.		БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ВОДНЫЕ РАСВОРЫ	728.75 KB
	В ходе выполнения работы были получены ИК – спектры и спектры флюоресценции водных растворов ДНК, и проанализировано изменение интенсивности адсорбции под действием комбинированных магнитных полей слабой частоты. Установлено, что у молекул ДНК также как и у аминокислот есть резонансная ионно-циклотронная частота.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Введение

Тепловым излучением называется процесс, при котором теплота излучения распространяется в основном в форме инфракрасного излучения с длиной волны около 10 мм. Источниками тепловых излучений являются все тела, нагретые до температуры выше температуры окружающей среды.

Теплота излучения воздухом почти не поглощается, она передается от более нагретых тел к телам с меньшей температурой, вызывая их нагревание. Окружающий воздух нагревается не тепловым излучением, а конвекцией, т.е. при соприкосновении с поверхностями нагретых тел. Превышение температуры воздуха в помещении выше оптимальной вызывает нарушение нормальной терморегуляции организма и может быть причиной расстройства сердечно-сосудистой системы.

Прогресс в металлургии связан с интенсификацией процессов, укрупнением агрегатов, увеличением их тепловой мощности, что приводит к увеличению избыточных тепловыделений в горячих цехах. Теплонапряженность этих помещений составляет 290--350 Вт/м3, но уже при 23 Вт/м3 цех, согласно СН 245--71, считается горячим.

Теплообмен в производственных помещениях горячих цехов происходит излучением и конвекцией. В процессе теплообмена различают две стадии: между источниками теплоты (с t > 33 °С) и окружающими предметами (эта стадия в металлургических цехах отличается высокой интенсивностью лучистого обмена и сравнительно малой интенсивностью конвективного), между нагретыми облучением телами и воздухом (в этой стадии преобладает конвекция). При температуре источников тепловыделений более 50 °С, что характерно для металлургии, в теплообмене преобладает излучение. Поэтому для обеспечения нормальных условий труда металлургов снижение теплоизлучений является основной задачей.

1. Источники и характеристики тепловых излучений

К числу горячих цехов с терморадиационным режимом (преобладает лучистый теплообмен) относятся доменные, сталеплавильные и прокатные цехи заводов черной металлургии, электролизные цехи алюминиевых заводов и плавильные цехи заводов цветной металлургии, кузнечно-прессовые и литейные цехи машиностроительных предприятий. Пространство горячего цеха заполнено излучением от стационарных агрегатов и подвижных источников: ковшей с металлом, заготовок и изделий.

Каждый источник теплоты создает в пространстве поле излучения, независимое от взаимного положения источников. Поля излучений, распространяясь в пространстве, накладываются одно на другое, создавая некоторую картину терморадиационной напряженности цеха. Таким образом, пространство горячего цеха представляет собой поле распределения энергии излучения. Лучистая энергия не поглощается окружающим воздухом, она превращается в тепловую в поверхностных слоях облучаемого тела.

Передача теплоты излучением происходит в инфракрасном (ИК), видимом (В) и ультрафиолетовом (УФ) диапазонах спектра распространения электромагнитных волн и зависит, в первую очередь, от температуры источника. Энергия тепловых излучений металлургических источников располагается главным образом в инфракрасном диапазоне спектра.

Производственные источники лучистого тепла по характеру излучения можно разделить на 4 группы:

1. Источники с температурой поверхности до 500 С (паропроводы, наружная поверхность нагревательных, плавильных, обжиговых печей, сушил, парогенераторов и водогрейных котлов, выпарных аппаратов, теплообменников и др.). Их спектр содержит исключительно длинные инфракрасные лучи с длиной волны =3,79,3 мкм.

2. Поверхности с температурой t = 500 1200 С (внутренние поверхности печей, горнов, топок парогенераторов, расплавленные шлаки и металл и др.) Их спектр содержит преимущественно длинные инфракрасные лучи, но появляются и видимые лучи.

3. Поверхности с t = 1200 1800 С (расплавленный металл и шлаки, пламя, разогретые электроды и др.) Их спектр инфракрасные лучи вплоть до наиболее коротких, а также видимые, которые могут достигать высокой яркости.

4. Источники с t 1800 С (дуговые печи, сварочные аппараты и др.). Их спектр излучения содержит наряду с инфракрасными и световыми лучами, ультрафиолетовые лучи.

Таблица 1. Характеристики источников излучения

Источники излучения	t, о С, излучения	л,мкм, ИК излучения	Спектральная характеристика излучения
Наружные поверхности печей, остывающие изделия			ИК (Е ик =100%)
Внутренние поверхности печей, пламя, нагретые заготовки			ИК,В (Е в < 0,1%)
Расплавленный металл, разогретые электроды			ИК,В (Е в < 1%)
Пламя дуговых печей, сварочные аппараты			(Е у ф < 0,1%)

Интенсивность теплового излучения зависит от температуры и площади источника и степени черноты его поверхности. Для рассмотрения аналитических зависимостей по лучистому теплообмену обратимся к законам теплового излучения.

При теплообмене излучением между двумя а.ч.т. с температурами Т 1 и Т 2 тепловой поток, Вт, рассчитывается по формуле:

Q = С о [ (Т 1 /100) 4 - (Т 2 /100) 4 ]F 1 ц 12 , где

Т 1 ,Т 2 - температуры тел 1 и 2 соответственно, К;

F 1 -- площадь поверхности тела 1;

ц 12 = 0ч1 -- коэффициент облученности, который показывает, какая часть лучистого потока, излучаемого телом 1, попадает на тело 2 (ц 12 часто определяют по графикам).

Тепловой поток при теплообмене между серыми телами:

Q = е пр С о [ (Т 1 /100) 4 - (Т 2 /100) 4 ]F 1 ц 12 , где

е пр = (е 1 -1 + е 2 -1 -1) -1 - приведенная степень черноты серых тел.

Плотность теплового потока на расстоянии l от точечного источника обратно пропорциональна квадрату расстояния: q = Q/ l 2 .

2. Воздействие на организм тепловых излучений

тепловое излучение организм защита

Терморадиационный режим в горячих цехах характеризуется облученностью от стационарных и подвижных источников.

Рассеянное излучение от первичных и вторичных источников создает фоновую облученность. Абсолютное количество тепловыделений подвижных источников при формировании терморадиационного режима цеха невелико, но эти источники оказывают значительное влияние на отдельные рабочие места.

Интенсивность теплового облучения рассчитывают на основании уравнений для Q и е пр, имея в виду, что Т 1 и е 1, Т 2 и е 2 - соответственно температура и степень черноты источника, кожи и одежды человека. Интенсивность облучения человека, Вт/м 2 , от нагретой поверхности рекомендуется определять по формуле:

с = е пр С о [(Т/100) 4 - А]соsб, где

е пр - приведенная степень черноты серых тел;

С о = 5,67 Вт/(м 2 *К 4) - коэффициент излучения а.ч.т.;

Т - температура источника, К;

А = 85 (при t 2 = 31 °С) -- для кожи и хлопчатобумажной ткани,

А = 110 (при U = 51 о С) -- для сукна;

б -- угол между нормалью к излучающей поверхности и направлением от ее центра к рабочему месту,

cosб - поправка на смещение работающего от линии, перпендикулярной к центру излучающей поверхности.

Часто этот расчет затруднен ввиду сложности определения коэффициента облученности ц и приведенной степени черноты е пр. Если человек находится вблизи большой, по сравнению с его размерами излучающей поверхности F, то ц = 1, а интенсивность облучения с не зависит от расстояния l от источника. Если, излучающая поверхность невелика, интенсивность облучений обратно пропорциональна расстоянию или его квадрату (l 2). Поэтому выражение для расчета интенсивности облучения от нагретой поверхности или через отверстие в печи для практических расчетов можно преобразовать:

с = 0,91[(Т/100) 4 - А] F/ l 2 , при l >

с = 0,91[(Т/100) 4 - А] , при l ?

Если рабочее место смещено от нормали к центру излучающей поверхности, необходимо ввести поправку, равную косинусу угла смещения. В некоторых справочниках принято А = 90 (при t 2 = 35 о С).

Чтобы оценить воздействие теплового облучения на организм в работающих горячих цехах, необходимо учесть, что интенсивность облучения разных участков тела человека на рабочем месте изменяется в течение смены или цикла технологического процесса. Поэтому энергия, Дж, поглощенная поверхностью тела человека, определяется по формуле:

ф -- время, с;

S -- площадь облучаемой поверхности тела человека, м 2 .

Таким образом, степень воздействия тепловых излучений на организм человека зависит от интенсивности и времени облучения, размеров облучаемой поверхности. В формулу для с заложена зависимость интенсивности облучения от вида одежды (коэффициент А) и спектрального состава облучения (через температуру источника). В производственных условиях тепловое излучение имеет длины волн л = 0,1ч440 мкм, в горячих цехах л < 10 мкм.

Под действием высоких температур и теплового облучения работающих происходят резкое нарушение теплового баланса в организме, биохимические сдвиги, появляются нарушения сердечнососудистой и нервной систем, усиливается потоотделение, происходит потеря нужных организму солей, нарушение зрения.

Все эти изменения могут проявиться в виде заболеваний:

Судорожная болезнь, вызванная нарушением водно-солевого баланса, характеризуется появлением резких судорог, преимущественно в конечностях;

Перегревание (тепловая гипертермия) возникает при накоплении избыточного тепла в организме; основным признаком является резкое повышение температуры тела;

Тепловой удар возникает в особо неблагоприятных условиях: выполнение тяжелой физической работы при высокой температуре воздуха в сочетании с высокой влажностью. Тепловые удары возникают в результате проникновения коротковолнового инфракрасного излучения (до 1,5 мкм) через покровы черепа в мягкие ткани головного мозга;

Катаракта (помутнение кристалликов) - профессиональное заболевание глаз, возникающее при длительном воздействии инфракрасных лучей с л = 0,78-1,8 мкм. К острым нарушениям органов зрения относятся также ожог, конъюнктивиты, помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза.

Кроме того, ИК-излучение воздействует на обменные процессы в миокарде, водно-электролитный баланс в организме, на состояние верхних дыхательных путей (развитие хронического ларингоринита, синуситов), не исключается мутагенный эффект теплового излучения.

Поток тепловой энергии, кроме непосредственного воздействия на работающих, нагревает пол, стены, перекрытия, оборудование, в результате чего температура воздуха внутри помещения повышается, что также ухудшает условия работы.

3. Меры и средства индивидуальной защиты от тепловых излучений

Для снижения опасности воздействия тепловых излучений используют следующие способы:

· уменьшение интенсивности излучения источника,

· защитное экранирование источника или рабочего места,

· воздушное душирование,

· применение средств индивидуальной защиты,

· организационные и лечебно-профилактические мероприятия.

Нормирование параметров и организационные меры

Прежде чем реализовывать в горячих цехах те или иные способы защиты необходимо знать, до каких значений рекомендуют снизить параметры микроклимата на рабочих местах врачи-гигиенисты или позволяет сделать это современный уровень развития техники. Эти данные приведены, как известно, в нормативно-технической документации.

Допустимая интенсивность теплового облучения с д работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования (на постоянных и непостоянных рабочих местах) зависит от величины облучаемой поверхности тела человека S, %, (значения согласно ГОСТ 12.1.005--88 приведены в таблице 2.)

Таблица 2. Допустимая интенсивность теплового облучения

Интенсивность теплового облучения работающих открытыми источниками (нагретым металлом, "открытым пламенем" и др.) не должна превышать 140 Вт/м 2 , при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела при обязательном использовании средств индивидуальной защиты.

При наличии теплового облучения температура воздуха на постоянных рабочих местах не должна превышать указанные в ГОСТ 12.1.005--88 верхние границы оптимальных значений для теплого периода года, на непостоянных рабочих местах -- верхние допустимые значения для постоянных рабочих мест.

Температура нагретых поверхностей оборудования (например, печей), по оценкам гигиенистов, не рекомендуется более 35 °С. По действующим санитарным нормам (СН 245--71) температура нагретых поверхностей и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45 °С, а температура на поверхности оборудования, внутри которого t < 100 °С, не должна превышать 35 °С.

При невозможности по техническим причинам достигнуть указанных температур вблизи источников значительных тепловых излучений предусматривается защита работающих от возможного перегрева:

· водовоздушное душирование,

· высокодисперсное распыление воды на облучаемые поверхности и кабины,

· помещения для отдыха и др.

Правильная организация отдыха имеет большое значение для восстановления работоспособности. Длительность перерывов и их, частота определяются с учетом интенсивности облучения и тяжести работы. В местах отдыха недалеко от места работы обеспечиваются благоприятные метеорологические условия. Регулярно организуются медосмотры для своевременного лечения.

Технические меры защиты

Технические меры защиты от тепловых излучений:

· механизация, автоматизация и дистанционное управление и наблюдение за производственными процессами,

· тепловая изоляция и герметичность печей,

· экранирование печей и рабочих мест.

Совершенствование способов и технологии производства сталей и цветных металлов (например, замена мартеновского производства конвертерным), применение средств автоматизации и вычислительной техники в металлургии позволяет резко сократить количество рабочих мест вблизи мощных источников тепловых излучений.

Снижение интенсивности теплового излучения источника обеспечивается заменой устаревших технологических схем современными (например, замена пламенных печей на электрические); рациональной компоновкой оборудования, обеспечивающей минимальную площадь нагретых поверхностей.

Тепловая изоляция поверхностей источников излучения (печей, ковшей, трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделение, так и радиационную его часть. Тепловая изоляция, уменьшая тепловые потери оборудования, обуславливает сокращение расхода топлива (электроэнергии).

Наиболее распространенным и эффективным способом защиты от теплового излучении является экранирование. Экраны применяются для локализации источников лучистой теплоты, снижения облученности на рабочих местах, снижения температур окружающих рабочее место поверхностей.

Цели экранирования -- снижение температуры наружного ограждения теплового источника и локализация его тепловыделений (рисунок 1а), защита отдельных объектов от излучения источника (рисунок 1б) -- теплозащита отдельных рабочих мест, постов управления, кабин кранов, строительных несущих конструкций.

Рисунок 1. Расчетные схемы экранирования:

а - локализация источника; б - защита от внешнего источника

Если экранирование снижает поток излучения Q 12 в т раз, то температура наружной поверхности экрана Т э будет в м раз меньше температуры поверхности источника Т 1 , т.е. м = T 1 /T э.

Качество экранирования характеризует коэффициент эффективности экрана:

з = 1 - = , где

Q 12 - поток излучения от источника;

Q э2 - поток излучения от экрана.

Для достижения заданной температуры экрана Тэ=Т 1 /м?35 о С необходимо n экранов, количество которых рассчитывается по формуле:

n = (/[м -4 - () 4 ]) - 1

Конструкция экрана должна обеспечивать свободный восходящий поток воздуха в межэкранном пространстве, чтобы максимально использовать охлаждающее действие конвективных потоков.

По конструкции и возможности наблюдения за технологическим процессом экраны можно разделить на:

· непрозрачные,

· полупрозрачные,

· прозрачные.

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,

· 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, металла (змеевики) и др.

В таблице 3 отражены виды защитных экранов от теплового излучения.

Таблица 3 - Виды защитных экранов от теплового излучения

По принципу действия	По конструкции и возможности наблюдения за технологическим процессом
	Непрозрачные	Полупрозрачные	Прозрачные
Теплопоглощающие	Материалы с большим термическим сопротивлением; Используют при высоких интенсивностях излучений и температурах, механических ударах и запыленной среде.	Металлические сетки, цепные завесы, армированное стальной сеткой стекло	Разные стекла (силикатные, органические, кварцевые), тонкие металлические пленки, осажденные на стекле
Теплоотводящие	Сварные или литые конструкции, охлаждаемые протекающей внутри водой; Практически теплонепроницаемы	Металлические сетки, орошаемые водяной пленкой	Водяные завесы у рабочих окон печей, водяная пленка, стекающая по стеклу.
Теплоотражающие	Материал: листовой алюминий, белая жесть, алюминиевая фольга; Достоинства: высокая эффективность, малая масса, экономичность; Недостатки: нестойкость к высоким температурам, механическим воздействиям

Пульты управления (или кабины) должны удовлетворять следующим требованиям:

· объем кабины оператора > 3 м 3 ;

· стены, пол и потолок оборудованы теплозащитными ограждениями;

· площадь остекления достаточна для наблюдения за технологическим процессом и минимальна для уменьшения поступления теплоты.

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 скоростью 0,2 - 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 5 м/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).

Средства индивидуальной защиты от теплового излучения предназначены для защиты глаз, лица и поверхности тела. Для защиты глаз и лица используют очки со светофильтрами и щитки, голову от перегрева защищают каской, иногда -- широкополой войлочной или фетровой шляпой. Остальную часть тела защищают спецодеждой из трудновоспламеняемых, прозрачных и воздухопроницаемых материалов: сукна, брезента или льняных тканей и спецобувью. В горячих цехах для поддержания водного баланса в организме необходимо обеспечить питьевой режим.

Заключение

В заключении, можно сделать вывод о том, что снижение теплоизлучений является основной задачей для обеспечения нормальных условий труда металлургов, т.к., например, ИК излучение, которое способно проникать в ткани человеческого тела приводят к повышению температуры кожи и лежащих глубже тканей. При коротковолновом излучении повышается температура легких, головного мозга, почек и т.п., может появиться инфракрасная катаракта.

К основным мерам защиты от тепловых излучений можно отнести следующие: уменьшение интенсивности излучения источника, защитное экранирование источника или рабочего места, воздушное душирование, применение средств индивидуальной защиты, организационные и лечебно-профилактические мероприятия, технические меры защиты (дистанционное управление и наблюдение, тепловая изоляция и герметичность печей, экранирование печей и рабочих мест).

Особое внимание уделяется экранированию целью, которого, является снижение температуры наружного ограждения теплового источника и локализация его тепловыделений, защита отдельных объектов от излучения источника -- теплозащита отдельных рабочих мест, постов управления, кабин кранов, строительных несущих конструкций. В свою очередь экраны по конструкции и возможности наблюдения за технологическим процессом можно разделить на непрозрачные, полупрозрачные, прозрачные, а по принципу действия на теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие.

Таким образом, защита от тепловых излучений должна производиться на каждом предприятии, где возможно нахождение таких источников излучения во избежание неблагоприятных последствий для здоровья работающих.

Список используемой литературы

1. Методы и средства защиты человека от опасных и вредных производственных факторов / под ред. В.А. Трефилова. - Пермь: Изд-во Перм. Гос. Техн. Ун-та, 2008.

2. Безопасность труда на производстве. Производственная санитария Справ, пособие/ Под ред. Б.М. Злобинского. М. Металлургия, 1968. 668 с.

3. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».

4.СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

5. СН 245-71. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Основные типы радиоактивных излучений, их негативное воздействие на человека. Радионуклиды как потенциальные источники внутреннего облучения. Способы защиты от источников ионизирующих излучений. Пути поступления радитоксичных веществ в организм.

реферат , добавлен 24.09.2013


Виды инструктажа персонала. Тепловые излучения, их воздействие на человека. Меры защиты от тепловых излучений. Классификация шумов. Классификация производственных помещений по опасности поражения электрическим током. Условия возникновения горения.

контрольная работа , добавлен 31.08.2012


Источники и воздействие электромагнитных излучений. Природные и антропогенные источники электромагнитных полей. Излучение бытовых приборов. Воздействие электромагнитных полей на организм. Защита от электромагнитных излучений.

реферат , добавлен 01.10.2004


Радиоактивность и ионизирующие излучения. Источники и пути поступления радионуклидов в организм человека. Действие ионизирующих излучений на человека. Дозы радиационного облучения. Средства защиты от радиоактивных излучений, профилактические мероприятия.

курсовая работа , добавлен 14.05.2012


Воздействие ионизирующих излучений на неживое и живое вещество, необходимость метрологического контроля радиации. Экспозиционная и поглощенная дозы, единицы размерности дозиметрических величин. Физико-технические основы контроля ионизирующих излучений.

контрольная работа , добавлен 14.12.2012


Виды электромагнитных излучений. Влияние излучений монитора компьютера и экрана телевизора на человека. Биологическое действие электромагнитных излучений на организм человека. Санитарно-гигиенические требования при работе с компьютером и телевизором.

реферат , добавлен 28.05.2012


Источники внешнего облучения. Воздействие ионизирующих излучений. Генетические последствия радиации. Методы и средства защиты от ионизирующих излучений. Особенности внутреннего облучения населения. Формулы эквивалентной и поглощенной доз излучения.

презентация , добавлен 18.02.2015


Основные характеристики ионизирующих излучений. Принципы и нормы радиационной безопасности. Защита от действия ионизирующих излучений. Основные значения дозовых пределов внешнего и внутреннего облучений. Отечественные приборы дозиметрического контроля.

реферат , добавлен 13.09.2009


Основные виды световых излучений и их негативное воздействие на организм человека и его работоспособность. Основные источники лазерного излучения. Вредные факторы при эксплуатации лазеров. Системы искусственного освещения. Освещение рабочего места.

доклад , добавлен 03.04.2011


Основные источники электромагнитного поля и физические причины его существования. Отрицательное воздействие электромагнитных излучений на организм человека. Основные виды средств коллективной и индивидуальной защиты. Безопасность лазерного излучения.