ЗАЩИТА ОТ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В производственных условиях не всегда возможно выполнить требования. В этом случае должны быть предусмотрены мероприятия по защите работающих от возможного перегрева: дистанционное управление ходом технологического процесса; воздушное и 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, защищающих рабочие места от теплового излучения; применение средств индивидуальной защиты; спецодежды, специальной обуви и др.

Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей. Различают экраны трех типов: непрозрачные, прозрачные и полупрозрачные /3/.

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

В прозрачных экранах излучения, 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, теплопоглащающие и теплоотводящие. Однако это деление достаточно условно, так как каждый экран обладает одновременно способностью отражать, поглощать и отводить тепло. Отнесение экрана к той или иной группе производится в зависимости от того, какая способность более сильно выражена.

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.

Теплопоглащающими 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 применяются водяные завесы свободно падающие в виде пленки, орошающие другую экранирующую поверхность (например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла (аквариальные экраны), металла (змеевики) и др.

Оценить эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов и водяной завесы можно по формуле, %

Q - интенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м² ;

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

Содержание работы

Описание стенда

Принципиальная схема лабораторной установки представлена на рис. 1. Стенд представляет собой лабораторный стол 1, выполненный в виде металлического сварного каркаса, на котором устанавливается столешница 2 и устройство 3 для создания водяной завесы, а под столешницей - замкнутая гидросистема 4 и ящик 5 для хранения комплекта сменных элементов. Ящик и гидросистема закрыты стенками и запирающимися на ключ дверцами.

Стенки и дверцы закрепляются на металлическом каркасе стенда. На столешнице 2 закреплены направляющие 6 линейного перемещения, пульт управления 7, линейка 8 и установлен имитатор 9 источника теплового излучения.

На направляющих 6 установлены две подвижные каретки 10. На одной из кареток закреплен датчик 11 измерителя теплового излучения 12, на другой - устанавливаются сменные экраны 13.

Устройство 3 для создания водяной завесы представляют собой металлическую трубу с заглушкой на одном конце и системой отверстий, просверленных по прямой линии вдоль трубы, для выпуска воды.

Непосредственно под устройством 3 расположен бак 14 для приема воды. Имитатор 9 источника теплового излучения имеет защитный кожух 15.

Рис. 1

Замкнутая гидросистема 4, питающая устройство 3 для создания водяной завесы, состоит из водяного насоса 16, предохранительного клапана 17, бака 14 для приема воды, сетчатого фильтра 18.

Все элементы гидросистемы соединяются между собой и устройством для создания водяной завесы гибкими шлангами.

Бак 14 имеет штуцер для слива воды. Клапан 17 предназначен для регулирования напора воды в устройстве 3 для создания водяной завесы. Ящик 5 имеет направляющие для установки сменных экранов.

На лицевой панели пульта управления 7 установлены тумблеры: включения стенда в сеть переменного тока; включение водяного насоса и имитатора источника теплового излучения.

На задней стенке пульта управления 7 установлены розетки для подключения имитатора 9 источника теплового излучения и измерителя 12 теплового излучения.

К работе со стендом допускаются лица, ознакомленные с его устройством и принципом действия. Запрещается снимать защитный экран, которым закрыт источник теплового излучения. Все подключения и работы на стенде проводить сухими руками.

Порядок выполнения работы

• Ознакомиться с мерами безопасности при проведении лабораторной работы и строго выполнять их.
• Ознакомиться с порядком выполнения работы.
• Подключить стенд к сети переменного тока, а источник теплового излучения к розетке пульта управления. Включить пульт управления стендом.
• Включить источник теплового излучения и измеритель теплового излучения.
• Переносную часть измерителя с помощью каретки разместить на различных расстояниях от источника теплового излучения и определить интенсивность теплового излучения в этих точках. Данные замеров занести в табл. 1. Построить график зависимости интенсивности теплового излучения от расстояния.
• Включить устройство для создания водяной завесы. Определить интенсивность теплового излучения на заданных расстояниях (аналогично п. 2.2.5). Оценить эффективность водяной завесы для защиты от теплового излучения по формуле (2). Построить график зависимости интенсивности теплового излучения от расстояния.
• Установить с помощью каретки различные защитные экраны и определить интенсивность теплового излучения на заданных расстояниях (п. 2.2.5). Оценить эффективность защитного действия экранов по формуле (2). Построить график зависимости интенсивности теплового излучения от расстояния.
• Составить отчет о работе.