Задание III. Исследование эффективности комбинированной тепловой защиты (железный и тканевый экран).

Для выполнения задания III нам было предложено установить железный и тканевый экраны. Предварительно прогрев их, мы измеряли интенсивность теплового потока в нескольких точках на различном удалении от источника излучения. Затем занесли результаты замеров в таблицу, оценили по зависимости эффективность защитного действия комбинированного экрана и построили график зависимости I=f(L).

График зависимости I=f(L) при наличии комбинированного экрана

Исследуя зависимость на графике при наличии комбинированного экрана, мы видим, что, как и прежде, интенсивность ИКИ уменьшается при удалении измерительного прибора от источника излучения. Эффективность комбинированного экрана составляет 91%. Следовательно, комбинированный экран является самым эффективным по сравнению с вышеперечисленными. Двойная завеса, состоящая из железного и тканевого экранов, поглощает большее количество тепла и обеспечивает хорошую защиту. Более того, благодаря использованию данного экрана, интенсивность ИКИ полностью соответствует норме ИКИ ГОСТ 12.1.005-8 на различных расстояниях от источника излучения.

Вывод

На основании проведённой лабораторной работы «Тепловое излучение и его параметры», можно сделать вывод, что для обеспечения безопасности людей, которые находятся на производстве и подвергаются воздействию инфракрасного (теплового) излучения необходимо использование защитных материалов(в данном случае экранов). Среди таких экранов как цепной, тканевый, алюминиевый, шиферный, железный и комбинированный наиболее эффективную защиту предоставляют железный и комбинированный (железный+ тканевый)экраны, которые в большей степени соответствуют норме ИКИ ГОСТ 12.1.005-8, нежели остальные.

Контрольные вопросы.

1) Количество лучистого тепла, поглощаемого телом человека, зависит от температуры источника излучения, площади излучающей поверхности и квадрата расстояния между излучающей по- верхностью и телом человека.

2) Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется: конвекцией в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью, излучением на окружающие предметы и в процессе тепломассообмена при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании.

3) В определенном диапазоне параметров микроклимата имеет место тепловой баланс между тепловыделениями в организме человека и отдачей теплоты в окружающую среду. В условиях тепло вого баланса имеет место комфортное тепловое самочувствие челове ка, при которой нагрузка на системы организма человека, поддер живающие его нормальную температуру, минимальна. Нарушения теплового баланса в ту или иную сторону вызывают в организме человека реакцию, способствующую восстановлению баланса. Процессы регулирования тепловыделений для поддержа ния нормальной (36,5 °С) температуры человека называются термо регуляцией. Терморегуляция осуществляется биохимическим путем, изменением интенсивности кровообращения и потоотделения. При этом в регулировании процесса теплообмена участвуют в большей или меньшей степени все виды терморегуляции, но одновременно.

Терморегуляция изменением интенсивности выделения пота за ключается в изменении теплоотдачи за счет испарения. Испарите льное охлаждение организма может иметь большое значение. Так, при температуре окружающей среды 36 °С отвод тепла от человека в окружающую среду осуществляется практически только за счет ис парения пота.

Перегревание организма - состояние, возникающее под влиянием высокой температуры окружающей среды; характеризуется нарушением регуляции теплового баланса и проявляющееся повышением температуры тела выше нормы. Может возникать у работающих в условиях высокой температуры окружающей среды или в затрудняющих теплоотдачу с поверхности тела, а также в районах с очень жарким климатом. При высокой температуре окружающей среды перегреву организма способствуют рост теплопродукции, возникающий при мышечной работе, особенно в недостаточно проницаемой для водяных паров одежде; высокая влажность и неподвижность воздуха; тепловое излучение солнца или нагретых предметов и поверхностей.

4) Длинноволновая инфракрасная(λ = 50—2000 мкм) радиация оказывает неблагоприятное действия на организм, если ее величина превышает величину, излучаемой самим человеком. Приемниками энергии ИК-лучей являются глаза и кожа. Действие на них радиации проявляется только в том случае, если происходит ее поглощение. Коэффициент поглощения ИК-лучей связан с длиной волны, определяющей глубину их проникновения.

Симптомы теплового удара:

-Покраснение кожи тела;

-Одышка;

-Слабость;

-Тошнота, рвота;

-Головокружение, потемнение в глазах, зрительные галлюцинации (мелькание перед глазами, ощущение движения посторонних предметов, ползания мурашек перед глазами);

-Частый и слабый пульс;

-Кожа становится более горячей и сухой;

-Мышечные спазмы и боль;

-Учащенное дыхание;

В тяжёлых случаях — галлюцинации, судороги, непроизвольные мочеиспускание и дефекация, потеря сознания;

Нарушение или полное отсутствие сна.

5) Интенсивность теплового облучения от работающих нагретых частей технологического оборудования, осветительных приборов или инсоляции не должна превышать 35, 70 или 100 Вт/м2 при облучении соответственно белее 50, от 25 до 50 и не более 25 % поверхности тела. Интенсивность теплового облучения от открытых .источников (нагретый металл, стекло, пламя и т.п.) не должна превышать 140 Вт/м2, при этом облучению не должно подвергаться более 25 % поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе лица и глаз. При наличии теплового облучения температура воздуха на постоянных рабочих местах не должна превышать верхние границы оптимальных значений для теплого периода года.Температура нагретых поверхностей, с которыми должен соприкасаться рабочий, не должна превышать 35 °С (45 °С, если внутри корпуса аппарата температура выше 100 °С). Максимальная температура внутри корпуса аппарата, при которой в нем возможно проведение ремонтных и других работ, не должно превышать 40 оС. Если по технологическим, техническим или экономическим причинам оптимальные значения микроклимата не могут быть обеспечены, то разрешается поддерживать допустимые значения. При этом температура поверхностей конструкций или технологических устройств, ограждающих рабочую зону (стены, пол, потолок, экраны, кожуха и т.п.), не должна выходить за пределы этих значений для данной категории работ или отличаться более чем на 2°С от оптимальных значений, если в помещении поддерживаются оптимальные параметры микроклимата. В противном случае рабочие места должны быть удалены от этих конструкций более чем на 1 м.

6) Экраны бывают 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 становится источником теплового излучения. К непрозрачным экранам относятся: металлические (в т.ч. алюминиевые), альфолевые (алюминиевая фольга), футерованные (пенобетон, пеностекло, керамзит), 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 обеспечивает видимость через экран. Прозрачные экраны выполняются из различных стекол: силикатного, кварцевого, органического, металлизированного, а также к прозрачным экранам относятся 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 армированного металлической сеткой стекла. По принципу действия экраны подразделяются на теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие. Так как каждый экран обладает одновременно способностью отражать, поглощать и отводить тепло, то отнесение экрана к той или иной группе производится в зависимости от того, какие свойства экрана выражены сильнее. Теплоотражающие экраны имеют низкую степень черноты поверхностей, вследствие чего они значительную часть падающей на них лучистой энергии отражают. В качестве теплоотражающих материалов в конструкции экранов используют альфоль, листовой алюминий, оцинкованную сталь, алюминиевую краску. Теплопоглощающие экраны выполняют из материалов с высоким термическим сопротивлением, т.е. с малым коэффициентом теплопроводимости. В качестве теплопоглощающих материалов применяют огнеупорный и теплоизоляционный кирпич, асбест, шлаковату.

7)

8)

9) Инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм).

ИК-аппаратура находит широкое применение как в военной технике (например, для наведения ракет), так и в гражданской (например, в волоконно-оптических системах связи). В качестве оптических элементов в ИК-спектрометрах используются либо линзы и призмы, либо дифракционные решетки и зеркала. Чтобы исключить поглощение излучения в воздухе, спектрометры для дальней ИК-области изготавливаются в вакуумном варианте.

Поскольку инфракрасные спектры связаны с вращательными и колебательными движениями в молекуле, а также с электронными переходами в атомах и молекулах, ИК-спектроскопия позволяет получать важные сведения о строении атомов и молекул, а также о зонной структуре кристаллов.

10) а)Инфракрасные лучи применяются в физиотерапии.б)Инфракрасные диоды и фотодиоды повсеместно применяются в пультах дистанционного управления, системах автоматики, охранных системах, некоторых мобильных телефонах (инфракрасный порт) и т. п. Они не отвлекают внимание человека в силу своей невидимости.в)Также инфракрасные излучатели применяют в промышленности для сушки лакокрасочных поверхностей. Инфракрасный метод сушки имеет существенные преимущества перед традиционным, конвекционным методом. В первую очередь это, безусловно, экономический эффект. Скорость и затрачиваемая энергия при инфракрасной сушке меньше тех же показателей при традиционных методах.г)С помощью инфракрасного излучения стерилизируют пищевые продукты с целью дезинфекции.д)Инфракрасные лучи применяются с целью предотвращения коррозии поверхностей, покрываемых лаком.е)Особенностью применения ИК-излучения в пищевой промышленности является возможность проникновения электромагнитной волны в такие капиллярно-пористые продукты, как зерно, крупа, мука и т. п. на глубину до 7 мм. Эта величина зависит от характера поверхности, структуры, свойств материала и частотной характеристики излучения. Электромагнитная волна определённого частотного диапазона оказывает не только термическое, но и биологическое воздействие на продукт, способствует ускорению биохимических превращений в биологических полимерах (крахмал, белок, липиды). Конвейерные сушильные транспортёры с успехом могут использоваться при закладке зерна в зернохранилища и в мукомольной промышленности. Кроме того, инфракрасное излучение повсеместно применяют для обогрева помещений и уличных пространств. Инфракрасные обогреватели используются для организации дополнительного или основного отопления в помещениях (домах, квартирах, офисах и т. п.), а также для локального обогрева уличного пространства (уличные кафе, беседки, веранды). Недостатком же является существенно большая неравномерность нагрева, что в ряде технологических процессов совершенно неприемлемо.ж)Инфракрасный излучатель применяется в приборах для проверки денег. Нанесенные на купюру как один из защитных элементов, специальные метамерные краски возможно увидеть исключительно в инфракрасном диапазоне. Инфракрасные детекторы валют являются самыми безошибочными приборами для проверки денег на подлинность. Нанесение на купюру инфракрасных меток, в отличие от ультрафиолетовых, фальшивомонетчикам обходится дорого и соответственно экономически невыгодно. Потому детекторы банкнот со встроенным ИК излучателем, на сегодняшний день, являются самой надежной защитой от подделок.