Безопасность жизнедеятельности \ Основы безопасности труда

Исследование эффективности теплозащитных экранов фотоэлектрическим пирометром ФЕП-4М, страница 2

Чем больше температура излучаемой поверхности, тем меньшая длина волны. Рабочие источники лучевого тепла по характеру излучения можно разделить на четыре группы:

1. Источники с температурой излучаемой поверхности до 500 ⁰С (паропроводы, внешняя поверхность разных печей: нагревающих, сушильных, плавильных), застывающий металл и пр.; их спектр содержит исключительно длинный инфракрасный луч (длина волны 3,7…9,3 мкм).

2. Источники с температурой поверхности от 500 до 1200 ⁰С (внутренние поверхности печей и горнов, нагретые слитки, заготовки, пламя, расплавленный металл на др.); их спектр содержит преимущественно длинный инфракрасный луч, но появляется и видимый луч.

3. Источники с температурой 1200…1800 ⁰С (расплавленный металл, пламя, разогретые электроды и др.); их спектр содержит как инфракрасный луч, включая наиболее короткие, так и видимый, который может достигать высокой температуры и яркости.

4. Источник с температурой больше 1800 ⁰С (дуговые печи, сварочные аппараты и др.); их спектр содержит рядом с инфракрасными световыми и ультрафиолетовые лучи.

Мероприятия борьбы с лучевым теплом сводятся в основном к изоляции излучаемых поверхностей, созданию определенного термического сопротивления на пути теплового потока в виде экранов разнообразных конструкций (жестких, глухих, сетчатых, полупрозрачных, водяных, воздушноводяных и др.).

Действие экранов заключается в поглощение лучевой энергии, или в отражении её назад к источнику излучения. Различают экраны отражающие и поглощающие излучаемое тепло.

К группе отражающих экранов можно отнести жесткие глухие перегородки излучаемого тепла. Они отражают до 95 % длинноволнового излучения, что свидетельствует про их высокую эффективность, особенно при ограждении температурных источников. А беспрерывное смачивание глухих экранов водой позволяет задерживать излучение почти полностью. Принципиально отличающимся видом экранов являются поглощающие экраны. К ним относятся разнообразные завесы ( цепные , водяные ), щиты и краны из малотеплопроводных материалов ( асбеста, шлаковой ваты и др. )

В данный момент нашли широкое применение экраны, которые изготовлены, в виде щелевой стены с подвижными петлями, или из специально штампованных плоских цепочек, или ещё чаще из обычных мелких цепочек, которые подвешены напротив излучающего отверстия в один или несколько рядов. Хотя и цепочные экраны не могут защитить от излучения так хорошо как сплошные ( цепные завесы снижают лучевой поток на 60…70 % ), их применение в некоторых случаях оправдано поскольку интенсивность излучения снижается и при этом сохраняется возможность следить за протеканием технологического процесса. Иногда цепные завесы смачивают водой, что увеличивает их эффективность.

Как уже указывалось, в определении оптимальных условий защиты от излучения важное значение имеет характер спектрального состава излучения излучающей поверхности, так как материал экрана должен поглощать, или отражать лучи, которые несут максимум энергии.

Для организации эффективной защиты от теплового излучения необходимо выделить в лучевом потоке, по возможности, наибольший диапазон длинноволновых лучей, так как волны такой длинны особенно хорошо поглощаются поверхностью кожи, в этом отношении себя хорошо зарекомендовали прозрачные водяные завесы в виде сплошной тонкой плёнки, которая образуется при равномерном стекании воды с гладких поверхностей.

Вода – активный поглотитель инфракрасного излучения. Наиболее сильное поглощение наблюдается в зоне лучей с длинной волны L = 1.5…6 мкм. Слой воды в 1 мм полностью поглощает часть спектра с L > 3 мкм, а слой воды в 10 мм – поток радиации с длинной волны L > 1.5 мкм. Таким образом, вода, которая применяется в теплоотводящих экранах, должна иметь слой порядка нескольких миллиметров, но при этом коротковолновое излучение высокотемпературных источников не будет поглощено. Поэтому тонкие завесы эффективны в основном для экранирования излучения от низкотемпературных источников.

Практически водяные завесы принимают весь падающий на них поток тепла, частично поглощая его нагреванием и испарением частиц воды и пропускают гораздо меньший ( до 80 % ) лучевой поток без существенного ухудшения видимости. Другими словами, водяная завеса, почти полностью поглощает тепловое излучение, остается полностью прозрачной для световых. Эффективность защитного экрана, в общем случае может быть охарактеризована соотношением:

( 20.2 )