Материал: ЛР_ПЭ_БЖД

Время безопасного пребывания людей в зоне ик излучения

Безопасное расстояние определяется по формуле (2) в зависимости от длительности пребывания в рабочей зоне и допустимой плотности ИК излучения.

Мощность ИК излучения можно уменьшить путем конструкторских и технологических решений (замена режима и способа нагрева изделий и др.), а также покрытием нагревающихся поверхностей теплоизолирующими материалами.

Одним из наиболее распространенных видов защиты от ИК излучения является экранирование излучающих поверхностей. Различают экраны трех типов: непрозрачные, прозрачные и полупрозрачные.

В непрозрачных экранах энергия электромагнитных колебаний, взаимодействуя с веществом экрана, превращается в тепловую. При этом экран нагревается и, как всякое нагретое тело, становится источником теплового излучения. Излучение противолежащей источнику поверхностью экрана условно рассматривается как пропущенное излучение источника. К непрозрачным экранам относятся: металлические, альфолевые (из алюминиевой фольги), пористые (пенобетон, пеностекло, керамзит, пемза), асбестовые и другие.

В прозрачных экранах излучение распространяется внутри них по законам геометрической оптики, что и обеспечивает видимость через экран. Эти экраны изготавливают из различных стекол, применяют также пленочные водяные завесы (свободные и стекающие по стеклу).

Полупрозрачные экраны объединяют 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. Это деление достаточно условно, так как каждый экран обладает способностью отражать, поглощать и отводить тепло. Отнесение экрана к той или иной группе определяется тем, какая его способность выражена сильнее.

Теплоотражающие экраны имеют низкую степень черноты поверхностей, вследствие чего значительную часть падающей на них лучистой энергии они отражают в обратном направлении. В качестве теплоотражающих материалов используют альфоль, листовой алюминий, оцинкованную сталь.

Теплопоглощающими называют экраны, выполненные из материалов с высоким термическим сопротивлением (малым коэффициентом теплопроводности). В качестве теплопоглощающих материалов используют огнеупорный и теплоизоляционный кирпич, асбест, шлаковату.

Как теплоотводящие экраны наиболее широко применяются водяные завесы, свободно падающие в виде пленки, либо орошающие другую экранирующую поверхность (например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла или металла.

Эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов Э определяется по формулам

Э = (q – q_з) / q, (3)

Э = (t – t_з) / t, (4)

где q - плотность потока ИК излучения без применения защиты, Вт/м²; q_з - плотность потока ИК излучения с применением защиты, Вт/м²; t - температура ИК излучения без применения защиты, ºС; t_з - температура ИК излучения с применением защиты, ºС.

Поток воздуха, направленный непосредственно на работающего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от тяжести выполняемой работы и интенсивности ИК излучения, но она не должна превышать 5 м/с, так как в этом случае у работающего возникают неприятные ощущения (например, шум в ушах). Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водовоздушный душ).

В качестве индивидуальных средств защиты применяется спецодежда из хлопчатобумажной и шерстяной тканей, из тканей с металлическим покрытием (отражающих до 90% ИК излучения). Для защиты глаз предназначены очки, щиты со специальными стеклами - светофильтрами желто-зеленого или синего цвета.

Лечебно-профилактические мероприятия предусматривают организацию рационального режима труда и отдыха. Длительность перерывов в работе и их частота определяются интенсивностью ИК излучения и тяжестью работы. Наряду с периодическими проверками проводятся медосмотры с целью профилактики профессиональных заболеваний.

В лабораторной работе в качестве источника ИК излучения применяется бытовой электрокамин 2 (см. рисунок). Пылесос 7 служит для создания вытяжной вентиляции, воздушного душа или воздушной завесы. Стойка 4 может вручную перемещаться по столу вдоль линейки 6, которая предназначена для измерения расстояния от источника ИК излучения до измерительной головки измерителя плотности теплового потока ИПП-2М 5.

Схема лабораторного стенда: 1 - стол; 2 - электрокамин ЭКПС-1,0/220; 3 - стойка для размещения сменных экранов; 4 - стойка для установки измерительной головки; 5 - измеритель плотности теплового потока ИПП-2М; 6 - линейка; 7 - пылесос “Тайфун 1200”.

Методика выполнения работы

1. Подключить источник ИК излучения к розетке. Включить источник ИК излучения (верхнюю часть) и измеритель плотности теплового потока ИПП-2М.

2. Установить головку измерителя плотности теплового потока на расстоянии 100 мм от источника ИК излучения и определить плотность теплового потока (среднее значение трех - четырех замеров).

3. Вручную переместить штатив вдоль линейки, устанавливая головку измерителя на расстояниях, от источника излучения указанных в форме табл.2 и повторить измерения. Данные замеров занести в форму табл.2.

4. Построить график зависимости плотности потока ИК излучения от расстояния.

5. Повторить измерения по пп. 1 - 3 с различными защитными экранами (теплоотражающим алюминиевым, теплопоглощающим тканевым, металлическим с зачерненной поверхностью, смешанным кольчуга). Данные замеров занести в форму табл.2. Построить графики зависимости плотности потока ИК излучения от расстояния для каждого экрана.

Форма таблицы 2 Результаты экспериментов

6. Оценить эффективность защитного действия экранов по формуле (3).

7. Установить защитный экран (по указанию преподавателя), разместить на нем широкую щетку пылесоса. Включить пылесос в режим 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. 3. Оценить эффективность комбинированной тепловой защиты по формуле (3).

8. Зависимость интенсивности теплового излучения от расстояния для заданного экрана в режиме “вытяжной вентиляции” нанести на общий график (см. п. 5)

9. Определить эффективность защиты, измеряя температуру для заданного экрана с использованием “вытяжной вентиляции” и без нее по формуле (4).

10. Построить графики эффективности защиты “вытяжной вентиляции” и без нее.

11. Перевести пылесос в режим “воздуходувки” и включить его. Направляя поток воздуха на поверхность заданного защитного экрана (режим “душирования”), повторить измерение в соответствии с пп. 7 - 10. Сравнить результаты измерений пп. 7 - 10.

12. 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 измерителя ИПП-2М измерить температуру ИК излучения без “воздуходувки” и с ней.

13. Построить графики эффективности защиты “воздуходувки” по формуле (4).

14. Преобразовать формулу (2) с целью определения температуры T для одного из вариантов (по указанию преподавателя) и вычислить по формуле (1) длину волны l. Указать в отчете, как эта длина волны влияет на организм человека.

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1. название и цель работы;

2. схему лабораторного стенда;

3. результаты измерений и графики;

4. выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Рассказать о влиянии инфракрасного излучения на организм человека.

2. Рассказать о влиянии на человека теплового облучения от нагретых поверхностей технологического оборудования.

3. Перечислить основные виды защиты от инфракрасного излучения.

4. Дать классификацию экранов по принципу действия. Привести примеры.

5. Перечислить индивидуальные средства защиты от инфракрасного излучения.

Литература

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

2. ГОСТ 12.4.123-83. ССБТ. Средства защиты от инфракрасного излучения. Классификация. Общие технические требования.

Лабораторная работа № 7

Исследование вибрации

Цель работы: изучение методов измерения вибрации и оценка эффективности средств виброзащиты.

Продолжительность работы - 2 часа.

Оборудование и приборы

1. Стенд вибрационный.

2. Генератор низкочастотных сигналов.

3. Измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М3.

4. Датчик измерения вибрации ДН-4.

5. Виброзащитные устройства.

Теоретические сведения

Под вибрацией понимают механические колебания элементов машин. Вибрация возникает при вращении неуравновешенных деталей машин или под воздействием динамических нагрузок, возникающих при соударении отдельных элементов механизмов.

По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека. Локальная вибрация передается через руки человека. Направления вибрации указывают в ортогональной системе координат. Для общей вибрации ось Z перпендикулярна опорной поверхности, ось X горизонтальна от спины к груди, ось Y горизонтальна от правого плеча к левому.

При превышении допустимых уровней вибрация оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека и вызывает со временем возникновение вибрационной болезни. Люди, подвергающиеся воздействию вибрации, чаще болеют сердечно-сосудистыми и нервными заболеваниями.

Характеристиками вибрационной нагрузки на оператора являются:

• виброускорение (виброскорость);

• диапазон частот;

• время воздействия вибрации.

Если амплитуда колебаний с частотой f Гц равна А метров, то виброскорость v = А×(2pf) м/с, а виброускорение а = А×(2pf)² м/с² На практике используют логарифмические уровни виброскорости L_v и виброускорения L_a.

L_v = 20lg(v / 5×10^–8) [дБ]; L_a = 20lg(a / 5×10^–6) [дБ]; (1)

Величина вибрации нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами:

для локальной вибрации: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

для общей вибрации: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц.

Время воздействия вибрации измеряется в минутах или часах непрерывного или накопленного суммарного воздействия. Для обеспечения вибрационной безопасности труда необходимо, чтобы интенсивность вибрации на рабочих местах не превышала нормативных значений. В табл.1 приведены некоторые гигиенические нормы вибрации в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90.