Файл: Гармаза_Охрана труда.pdf

использование средств индивидуальной защиты, а том числе средств защиты лица и глаз.

При наличии теплового облучения работающих температура воздуха на рабочих местах не должна превышать вне зависимости от категории работ следующих величин:

25°С – при категории работ Iа;

24°С – при категории работ IIб;

22°С – при категории работ IIа;

21°С – при категории работ IIб;

20°С – при категории работ III.

Таблица 1.1

Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников

Температура наружных поверхностей технологического оборудования, ограждающих устройств, с которыми соприкасается в процессе работы исполнитель, не должна превышать 45°С.

При невозможности обеспечения допустимых нормативных показателей микроклимата по производственным причинам в помещениях должна быть предусмотрена защита работающих от перегрева.

Основными методами создания благоприятного микроклимата являются: рациональное размещение и теплоизоляция оборудования и коммуникаций, выделяющих тепло; дистанционное управление процессами и аппаратами, выделяющими большое количество конвективного и лучистого тепла; устройство защитных экранов, воздушного или водно-воздушного экранов; вентиляция; использование спецодежды, спецобуви и индивидуальных средств защиты; снабжение источников интенсивного влаговыделения крышками, местными отсосами; устройство комнат кратковременного отдыха; механизация и автоматизация трудоемких процессов; организация рационального водно-солевого режима; оборудование входов в цех тамбурами, тепловыми и воздушными завесами.

Основной способ борьбы с лучистым теплом на рабочих местах заключается в изоляции излучающих поверхностей, т. е. создании определенного термического сопротивления на пути теплового потока в

9

виде экранов различных конструкций (жестких глухих, сетчатых полупрозрачных, водяных, водно-воздушных и др.). Действие защитных экранов заключается либо в отражении лучистой энергии обратно к источнику излучения, либо в ее поглощении.

Различают отражающие и поглощающие экраны.

Котражающим экранам относятся жесткие глухие преграды (они отражают до 95% длинноволнового излучения). При непрерывном смачивании экранов водой можно достичь практически полной задержки лучистого тепла.

Кпоглощающим экранам относятся различные завесы (цепные, водяные), щиты и экраны из материалов, имеющих низкий коэффициент теплопроводности (шлаковая вата, асбест и др.).

Цепные экраны (изготавливаются в виде плотной сетки с подвижными петлями или из обыкновенных мелких цепей) снижают лучистый поток на 60–70%, при этом сохраняется возможность наблюдения за ходом технологического процесса.

Хорошо зарекомендовали себя прозрачные водяные завесы в виде сплошной тонкой пленки, образующейся при равномерном стекании воды с гладкой поверхности. Наиболее сильное поглощение тепловых лучей наблюдается в зоне длинных волн (1,5 ± 6,0) мкм. Слой воды толщиной 0,001 м полностью поглощает часть спектра с длиной волны 3 мкм, а слой воды 0,01 м поглощает поток радиации с длиной волны 1,5 мкм. При этом коротковолновое излучение источника теплового излучения практически не поглощается. Поэтому пленочные завесы эффективны в основном для экранирования излучения низкотемпературных источников.

Водяные завесы поглощают до 80% потока тепла без существенного ухудшения видимости, т. е. являются прозрачными для световых лучей. Оценка эффективности поглощающего экрана может быть охарактеризована отношением

где Е, Е0 – соответственно энергия лучистого потока в данной точке при наличии и отсутствии экрана, Вт/м2.

Уравнениепоглощениялучистойэнергииводянойзавесойимеетвид

где е – основание натурального логарифма; δ – опытный коэффициент ослабления потока мутной средой; R – толщина завесы, мм.

10

где F – площадь излучающей поверхности, м2; Т1, Т2 – соответственно температуры излучающей поверхности и поверхности, воспринимающей тепло, К; L – расстояние от источника излучения, м.

В работе для расчетов принять F = 0,79 10–2 м2. При постоянной температуре излучателя разность отношений (100Т1 )4 − (100Т2 )4 в условиях эксперимента можно принять равной 9900.

2.Экспериментальная часть

2.1.Оборудование и приборы

Работа выполняется на установке для определения поглощения лучистой энергии цепной и водяной завесами типа ОТ-5 (см. рисунок). Установка состоит из следующих основных узлов: секции лучистой энергии 9, блока водяной завесы 7, секции цепной завесы 10, центробежного насоса 16, корпуса 18, панели управления 11.

Источником лучистой энергии служит нагревательный прибор, выполненный в виде спирали накаливания 12.

Устройство водяной завесы состоит из ванночки 8, в которую из бака 17 нагнетается вода. Слив воды из ванночки (для образования завесы) 14 происходит по направляющим 13 в сливной короб 15, по которому она снова попадает в бак 17. Конструкция обеспечивает регулирование положения ванночки в горизонтальной плоскости, что позволяет получить водяную завесу равномерной толщины по всей ширине. Толщина поглощающей поверхности водяной завесы регулируется двумя кранами, установленными на нагревательной и сливной магистралях.

11

Внешний вид установки для определения поглощения лучистой энергии цепной и водяной завесами типа ОТ-5: 1 – автоматический выключатель общего питания установки;

2, 4 – выключатели нагревательного устройства и гидроагрегата; 3 – сигнальная лампочка; 5 – штанга; 6 – штатив актинометра; 7 – блок водяной завесы; 8 – ванночка водослива;

9 – секция лучистой энергии; 10 – секция цепной завесы; 11 – панель управления; 12 – спираль накаливания;

13 – направляющие стержни водяной завесы; 14 – водяная завеса; 15 – сливной короб; 16 – центробежный насос; 17 – бак; 18 – корпус установки; 19 – стрелочный гальванометр

Конструкция цепной завесы состоит из двух или трех рядов висящих металлических цепей: в каждом ряду по 10 цепей, находящихся на поворотных кронштейнах, которые дают возможность устанавливать на пути излучения один, два или три ряда цепей.

Гидроагрегат – узел, состоящий из бака 17 и центробежного насоса 16 с приводом. На нагревательной магистрали установлен кран, которым можно регулировать производительность насоса. Управление насосом осуществляется с помощью пульта управления.

Корпус установки 18 состоит из каркаса сварной конструкции и штанг 5 для штативов актинометров 6. В зависимости от необходимости вылет штанг для штатива может меняться. Для удобства определения расстояния между источником лучистой энергии и актинометром штанги обеспечены градуированными линейками.

Включение насоса производится при помощи кнопки 4 «Пуск», а отключение – кнопкой 4 «Стоп». С правой стороны на панели установлена сигнальная лампочка 3. Включение и отключение спирали накаливания производится кнопками 2.

12

Измерение теплового излучения производится актинометром М-3 (АТ-50). Температура раскаленной спирали определяется оптическим пирометром.

Принцип его действия основан на поглощении теплового излучения термобатареей и превращении тепловой энергии в термоток, сила которого пропорциональна интенсивности радиации.

Приемником радиации служит диск из серебряной фольги, зачерненной со стороны источника излучения. К другой стороне диска приклеены внутренние («горячие») спаи термобатареи, включающие 36 термоэлементов, соединенных последовательно в виде звездочки, состоящей из магнита и константана.

Внешние («холодные») спаи термобатареи подклеены к кольцу, зажатому между корпусом актинометра.

Измерение термотока осуществляется соединенным с актинометром стрелочным гальванометром (19) типа ГСА-1М.

Для проведения работы необходимо снять крышки актинометра и гальванометра. Актинометр направить на источник теплового излучения, для чего ослабить винт, фиксирующий положение трубки актинометра, и установить ее в горизонтальное положение, закрепив винт. Через 25 с зафиксировать показание с точностью до 0,1 деления.

После окончания серии отсчетов актинометр закрывают крышкой. Полученные результаты переводят в абсолютное значение интенсивности радиации (Вт/м2) умножением на переводной множитель пары ак-

тинометр – гальванометр, равный 8,870 (1 кал/см2 мин = 698 Вт/м2).

2.2. Порядок выполнения работы

1.Включить питание установки. Для этого поставить автоматический выключатель 1 в положение «Пуск». Включение питания сигнализируется лампочкой 3, расположенной на панели управления.

2.Включить питание насоса водяной завесы. Включение насоса производится кнопкой 4 «Пуск», а его отключение – кнопкой 4 «Стоп».

3.Включить питание спирали накаливания. Включение спирали накаливания производится кнопкой 2 «Пуск», а ее отключение – кнопкой 2 «Стоп». Нагревательный элемент включать только при работающем насосе. Замер интенсивности излучения проводить через 5 мин после включения нагревателя.

4.Определить температуру раскаленной спирали оптическим пирометром.

13

5.Измерить актинометром интенсивность излучения без защиты на разных расстояниях от источника. Установка актинометра на разных расстояниях от источника производится выдвижением штанг 5.

6.Установить один ряд цепей цепной завесы и измерить интенсивность теплового излучения. Проделать аналогичные измерения с двумя и тремя рядами цепей.

7.Замерить интенсивность излучения на разных расстояниях от источника излучения при наличии водяной завесы.

8.Отключитьпитаниенагревательногоэлементакнопкой2 «Стоп».

9.Отключить питание насоса водяной завесы кнопкой 4 «Стоп» через 3–5 мин после отключения питания нагревательного элемента.

10.Отключить питание установки. Для этого поставить выключатель 1 в положение «Стоп».

11.Результаты измерений интенсивности теплового излучения записать в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Зависимость интенсивноститеплового излученияотрасстояниядо нагревателя

12.Используя формулы (1.2)–(1.5), рассчитать интенсивность теплового излучения при расстояниях от источника, соответствующих опытным. Результаты расчетов записать в табл. 1.3.

13.Построить графическую зависимость интенсивности теплового излучения от расстояния до источника излучения.

14.Сделать вывод об эффективности защитных экранов: а) сравнить эффективность различных экранов, используя формулу (1.2); б) сравнить результаты измерений интенсивности теплового излучения при наличии и отсутствии защитных экранов в соответствии с санитарными нормами; в) определить длину волны с максимальной энергией по формуле (1.1).

14