Теплозащитные экраны подразделяются на: Нормирование теплового излучения и способы защиты от него — Студопедия

Разное

Нормирование теплового излучения и способы защиты от него — Студопедия

Интенсивность теплового облучения человека регламентируется, исходя из субъективного ощущения человеком энергии облучения. Согласно требованиям нормативных документов интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов не должна превышать [10]:

− 35 Вт/м2 при облучении более 50% поверхности тела;

− 70 Вт/м2 при облучении от 25 до 50% поверхности тела;

− 100 Вт/м2 при облучении не более 25% поверхности тела.

От открытых источников (нагретые металл и стекло, открытое пламя) интенсивность теплового облучения не должна превышать 140 Вт/м2 при облучении не более 25% поверхности тела и обязательном использовании средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

Санитарные нормы ограничивают также температуру нагретых поверхностей оборудования в рабочей зоне, которая не должна превышать 45°С, а для оборудования, внутри которого температура близка к 100°С, температура на его поверхности должна быть не выше 35°С [5].

В производственных условиях не всегда возможно выполнить нормативные требования. В этом случае должны быть предусмотрены мероприятия по защите рабочих от возможного перегрева [3]:



− дистанционное управление ходом технологического процесса;

− воздушное или 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;

− применение средств индивидуальной защиты, спецодежды, спецобуви и др.

Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей. Различают экраны трех типов [3]:

1. Непрозрачные – к таким экранам относятся, например, металлические (в т.ч. алюминиевые), альфолевые (алюминиевая фольга), футерованные (пенобетон, пеностекло, керамзит, пемза), асбестовые и др. В непрозрачных экранах энергия электромагнитных колебаний взаимодействует с веществом экрана и превращается в тепловую энергию. Поглощая излучение, экран нагревается и, как всякое нагретое тело, становится источником теплового излучения. При этом излучение поверхностью экрана, противолежащей экранируемому источнику, условно рассматривается как пропущенное излучение источника.


2. Прозрачные – это экраны, выполненные из различных стекол: силикатного, кварцевого, органического, металлизированного, а также пленочные водяные завесы (свободные и стекающие по стеклу), вододисперсные завесы. В прозрачных экранах излучение, взаимодействуя с веществом экрана, минует стадию превращения в тепловую энергию и распространяется внутри экрана по законам геометрической оптики, что и обеспечивает видимость через экран.

3. Полупрозрачные – к ним относятся металлические сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой. Полупрозрачные экраны объединяют в себе свойства прозрачных и непрозрачных экранов.

По принципу действия экраны подразделяются на [10]:

− теплоотражающие;

− теплопоглощающие;

− 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 его способность выражена сильнее.

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[9].

Теплопоглощающими 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 используются водяные завесы, свободно падающие в виде пленки, орошающие другую экранирующую поверхность (например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла (акварильные экраны), металла (змеевики) и др. [9].

Эффективность защиты от теплового излучения с помощью экранов оценивается по формуле [9]:

, (2.6)

где Qбзинтенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м2, Qзинтенсивность теплового излучения с применением защиты, Вт/м2.

Кратность ослабления теплового потока, т, защитным экраном определяется по формуле:

, (2.7)

где Qбз − интенсивность потока излучателя (без использования защитного экрана), Вт/м2, Qз − интенсивность потока теплового излучения экрана, Вт/м2.

Коэффициент пропускания экраном теплового потока, τ, равен:

τ = 1/m. (2.8)

Местную приточную вентиляцию широко используют для создания требуемых параметров микроклимата в ограниченном объеме, в частности, непосредственно на рабочем месте. Это достигается созданием воздушных оазисов, воздушных завес и воздушных душей.

Поток воздуха, направленный непосредственно на рабочего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от тяжести выполняемой работы, а также от интенсивности облучения, но она не должна, как правило, превышать 5 м/с, так как в этом случае у рабочего возникают неприятные ощущения (например, шум в ушах). Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или же при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водо-воздушный душ) [6].

Воздушный оазиссоздают в отдельных зонах рабочих помещений с высокой температурой. Для этого небольшую рабочую площадь закрывают легкими переносными перегородками высотой 2 м и в огороженное пространство подают прохладный воздух со скоростью 0,2 – 0,4 м/с [8].

Воздушные завесысоздают для предупреждения проникновения в помещение наружного холодного воздуха путем подачи более теплого воздуха с большой скоростью (10 – 15 м/с) под некоторым углом навстречу холодному потоку [8].

Воздушные душиприменяют в горячих цехах на рабочих местах, находящихся под воздействием лучистого потока теплоты большой интенсивности (более 350 Вт/ м2) [7].

Поток воздуха, направленный непосредственно на рабочего, позволяет увеличить отвод тепла от его тела в окружающую среду. Выбор скорости потока воздуха зависит от тяжести выполняемой работы, а также от интенсивности облучения, но она не должна, как правило, превышать 5 м/с, так как в этом случае, у рабочего возникают неприятные ощущения (например, шум в ушах).

Эффективность воздушных душей возрастает при охлаждении направляемого на рабочее место воздуха или же при подмешивании к нему мелко распыленной воды (водо-воздушный душ) [8].

Защита от инфракрасного (теплового) излучения








Для защиты от теплового излучения применяются СКЗ и СИЗ. Средства коллективной защиты от тепловых излучений: теплоизоляция (мастичная, оберточная, засыпная, из штучных изделий), теплозащитные экраны (теплопоглощающие, теплоотражающие, теплоотводящие), воздушное душирование (с верхним подводом воздуха, с нижним подводом воздуха, веерное), радиационное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды, вентиляция. Основными метода­ми защиты являются: теплоизоляция рабочих поверхностей ис­точников излучения теплоты, экранирование источников или рабочих мест, воздушное душирование рабочих мест, радиацион­ное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды с созданием водяных завес, общеобменная вентиляция, кондиционирование. Средства защиты от теплового излучения должны обеспечи­вать: тепловую облученность на рабочих местах не более 0,35 кВТ/м2, температуру поверхности оборудования, до которой может дотронуться человек, не более 35 0С при температуре внутри источника теплоты до 100 0С и 45 °С при температуре внутри источника теплоты более 100 0С. Если это обеспечить Нельзя, источник ограждают. Теплоизоляция горячих поверхностей (оборудования, сосудов, трубопроводов и т. д.) снижает температуру излучающей поверх­ности и уменьшает общее выделение теплоты, в том числе ее лучистую часть, излучаемую в инфракрасном диапазоне ЭМИ. Для теплоизоляции применяют материалы с низкой теплопро­водностью. Мастичную изоляцию осуществляют путем нанесения на по­верхность изолируемого объекта изоляционной мастики. Оберточная изоляция изготовляется из волокнистых материа­лов — асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. и наиболее пригодна для трубопроводов и сосудов. Засыпная изоляция в основном используется при прокладке трубопроводов в каналах и коробах. Для засыпки применяют, например, керамзит. Штучная изоляция выполняется формованными изделиями — кирпичом, матами, плитами и используется для упрощения изо­ляционных работ. Комбинированная изоляция выполняется многослойной. Пер­вый слой обычно выполняют из штучных изделий, последую­щие — мастичные и оберточные материалы.




Теплозащитные экраны применяют для экранирования источ­ников лучистой теплоты, защиты рабочего места и снижения температуры поверхностей предметов и оборудования, окружаю­щих рабочее место. Теплозащитные экраны поглощают и отра­жают лучистую энергию. По конструктивному вы­полнению экраны подразделяются на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные. Воздушное душирование представляет собой подачу на рабо­чее место приточного прохладного воздуха в виде воздушной струи, создаваемой вентилятором. Могут применяться стацио­нарные источники струи и передвижные в виде перемещаемых вентиляторов. Струя может подаваться сверху, снизу, сбоку и веером. Средства индивидуальной защиты. Применяется теплозащит­ная одежда из хлопчатобумажных, льняных тканей, грубодисперсного сукна. Для защиты от инфракрасного излучения высо­ких уровней используют отражающие ткани, на поверхности ко­торых нанесен тонкий слой металла. Для работы в экстремальных условиях (тушение пожаров и др.) используются костюмы с повы­шенными теплозащитными свойствами.

50 Герметичные системы, находящиеся под давлением.

Герметизированные системы, в которых под давлением нахо­дятся сжатые газы и жидкости (нередко токсичные, пожаро-взрывоопасные или имеющие высокую температуру), широко применяются в современном производстве. Такие системы явля­ются источником повышенной опасности, и поэтому при их проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонте должны строго соблюдаться установленные правила и нормы.

К рассматриваемым установкам, сосудам и системам относят паровые и водогрейные котлы, экономайзеры и пароперегреватели; трубо­проводы пара, горячей воды и сжатого воздуха; сосуды, цистер­ны, бочки; баллоны; компрессорные установки; установки газо­снабжения.

Одним из основных требований, предъявляемых к системам, находящимся под давлением, является их герметичность.

Герметичность — это непроницаемость жидкостями и газами стенок и соединений, ограничивающих внутренние объемы уст­ройств и установок.

Принцип герметичности, т. е. непроницаемость, использует­ся во всех устройствах и установках, в которых в качестве рабо­чего тела применяется жидкость или газ. Этот принцип является также обязательным для вакуумных установок.

Любые системы повышенного давления всегда представляют собой потенциальную опасность.




Классификация герметичных систем. Из множества герметичных устройств и установок можно выделить те, которые наиболее широко применяются в промышленности. К ним следует отнести:

1. Трубопроводы. Жидкости и газы, транспортируемые по тру­бопроводам, разбиты на следующие укрупненные группы, в соответствии с которыми установлена опознавательная окраска трубопроводов: вода — зеленый, пар — красный, воздух — синий, газы горючие и негорючие — желтый, кислоты — оранжевый, щелочи — фиолетовый, жидкости горючие и негорючие — коричневый, прочие вещества – серый.

Чтобы выделить вид опасности, на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца: Взрывоопасные, огнеопасные, легковоспламеняющиеся вещества – красный; Безопасные и нейтральные вещества – зеленый; Вещества токсичные, Глубокий вакуум, высокое давление, радиация и т. д. – желтый.

Число предупреждающих колец какого-либо цвета должно соответствовать степени опасности транспортируемого вещества.

Кроме цветных сигнальных колец применяют также преду­преждающие знаки, маркировочные щитки и надписи на трубо­проводах (цифровое обозначение вещества, слово «вакуум» для вакуум-проводов, стрелки, указывающие направление движения жидкости, и др.), которые располагаются на наиболее ответст­венных местах коммуникаций.

2. Баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов при температурах -50…+60 °С. Баллоны изготовляют малой вместимости 0,4—12 л, средней — 20—50 л и большой вместимости 80—500 л. Баллоны малой и средней вместимости изготовляют на рабочие давления 30, 15 и 20 МПа из углеродистой стали и на рабочие давления 15 и 20 МПа из легированной стали.

Для того чтобы легко и быстро распознать баллоны, предна­значенные для определенных газов, предупреждать их ошибоч­ное наполнение и предохранять наружную поверхность от кор­розии, на заводах-изготовителях баллоны окрашивают в уста­новленные стандартом цвета, наносят соответствующие надписи и отличительные полосы (табл. 3.20).

Кроме того, на баллоне указывают наименование газа, а у горловины каждого баллона на сферической части отчетливо должны быть выбиты следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, дата (месяц, год) изготовления (испыта­ния) и год следующего испытания в соответствии с правилами Росгортехнадзора.

Баллоны для сжатых газов, принимаемые заводами-наполни­телями от потребителей, должны иметь остаточное давление не менее 0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена — не менее 0,05 и не более 0.1 МПа. Остаточное давление позволяет определить, какой газ находится в баллонах, проверить герме­тичность баллона и его арматуры и гарантировать непроникно­вение в баллон другого газа или жидкости. Кроме того, остаточ­ное давление в баллонах для ацетилена препятствует уносу аце­тона-растворителя ацетилена.

3. Сосуды для сжиженных газов.Сжиженные газы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах (цистернах), снабженных высокоэффективной тепловой изоляцией.

Для хранения и транспортирования криогенных продуктов (азота, аргона, кислорода и воздуха) изготовляют специальные криогенные сосуды.

Транспортные сосуды (цистерны) обычно имеют объем до 35 тыс.л. Наружную поверхность резервуаров окрашивают эма­лью, масляной или алюминиевой красками в светло-серый цвет. На транспортных сосудах наносят надписи и отличительные по­лосы.

4. Газгольдеры. Они могут быть низкого (постоянного) и высокого (переменного) давления. Газгольдеры высокого давления служат для создания запаса газа высокого давления. Расходуе­мый из него газ проходит через редуктор, который понижает давление и поддерживает его постоянным в течение всего процесса подачи газа потребителю. Обычно такие газгольдеры соби­рают из баллонов большого объема, изготовляемых на рабочее давление меньше 25, 32 и 40 МПа.

Газгольдеры низкого давления имеют большой объем 105-3*107л и применяются для хранения запаса газа, сглажива­ния пульсаций, выдачи газов, отделения механических примесей и других целей.

Кроме герметичных устройств и установок, рассмотренных выше, в промышленности широко применяют сосуды, предна­значенные для ведения химических и тепловых процессов, компрессоры, котлы.





Читайте также:







Исследование защиты от теплового излучения








Методические указания

Цель работы:

1. Расширить знания о физической природе теплового излучения и его физиологического воздействия на человека, а также о защитных свойствах различных материалов (экранов) от его негативного воздействия.

2. Приобрести навыки в исследовании защитных свойств защитных тепловых экранов от теплового излучения.

Учебные вопросы:


1. Изучение основ защиты от теплового излучения.

2. Исследование защитных свойств различных защитных тепловых экранов от теплового излучения.

3. Оценка эффективности защитного действия различных защитных тепловых экранов.

Порядок выполнения работы:


1. Изучить методические указания, основные положения законспектировать.

2. Ознакомиться с устройством и принципом действия стенда для исследования защиты от теплового излучения и подготовить его к работе.

3. Получить у преподавателя задание на проведение исследований.

4. Произвести измерения, расчеты и их оценку.

5. Привести стенд в исходное положение (выключить электропитание, убрать экраны, сдать измерительный прибор).

6. Представить отчет о работе.


  1. Общие сведения

Лучистый теплообмен между телами представляет собой процесс распространения внутренней энергии, которая излучается в виде электромагнитных волн. Все электромагнитные излучения имеют одинаковую природу и отличаются только длинной волны. Например, длины волн ультрафиолетового излучения равны 0,02-0,4 мкм, видимого излучения 0,4-0,76 мкм, инфракрасного более 0,76 мкм. Видимое и инфракрасное излучения называют тепловым или лучистым.

Воздух прозрачен (диатермичен) для теплового излучения, поэтому при прохождении лучистого тепла через воздух температура его не повышается. Лучи поглощаются предметами, нагревают их и они становятся излучателями тепла. Воздух, соприкасаясь с нагретыми телами, нагревается, и температура воздушной среды в производственных помещениях возрастает. Энергия теплового излучения может быть определена по формуле:

, (1)

где: Q — энергия теплового излучения, Вт/м2;




F — площадь излучающей поверхности, м2;

T0 — температура излучающей поверхности, К;

L – расстояние от излучающей поверхности до объекта, м.

Из формулы следует, что количество лучистого тепла, поглощаемого телом человека, зависит от температуры источника излучения, площади излучающей поверхности, от квадрата расстояния между излучающей поверхностью и телом человека.

Тепловой обмен организма человека с окружающей средой заключается во взаимосвязи между образованием тепла (термогенезисом) в результате жизнедеятельности организма и отдачей им тепла во внешнюю среду. Отдача тепла осуществляется, в основном, тремя способами: конвекцией, излучением и испарением.

Передача тепла инфракрасным излучением (ИК–излучением) является наиболее мощным из всех путей теплоотдачи и составляет в комфортных метеоусловиях 44-59% общей теплоотдачи. Излучение тела человека находится в диапазоне длин волн от 5 до 25 мкм, с максимальной энергией, приходящейся на 9,4 мкм.

В производственных условиях, когда работающий окружен предметами, имеющими температуру, отличную от температуры человека, соотношение способов теплоотдачи может существенно изменяться. Отдача человеческим телом тепла во внешнюю среду возможна только тогда, когда температура окружающих предметов ниже температуры тела человека. В обратном случае направление потока лучистой энергии меняется на противоположное, и уже тело человека будет получать извне дополнительную тепловую энергию. Воздействие инфракрасных лучей приводит к перегреву организма и тем быстрее, чем больше мощность внешнего излучения, выше температура и влажность воздуха в рабочем помещении, больше интенсивность выполняемой работы.

ИК–излучение, помимо усиления теплового воздействия окружающей среды на организм работающего, обладает специфическим влиянием проникать на разную глубину в живую ткань.

Лучи длинноволнового диапазона (длина волны от 3,0 мкм до 1 мм) задерживаются в поверхностных слоях кожи уже на глубине 0,1-0,2 мм. Поэтому их физиологическое воздействие на организм проявляется, главным образом, в повышении температуры кожи и перегреве организма.

Наоборот, коротковолновой диапазон ИК–излучения характеризуется способность проникать в ткани человеческого организма на несколько сантиметров. Так лучи с длиной волны 0,78-1,4 мкм, легко проникают через кожу и черепную коробку в мозговую ткань, что может привести к воздействию на клеточные образования головного мозга. Тяжелые поражения головного мозга ИК–лучами приводят к возникновению специфического заболевания – теплового удара, внешне, выражающегося в головной боли, головокружении, учащении пульса, ускорении дыхания, падении сердечной деятельности, потери сознания.




После облучения коротковолновыми ИК–лучами, проникающими в глубоко лежащие ткани, наблюдается повышение температуры легких, почек, мышц и других органов. В крови, лимфе, спинномозговой жидкости появляются специфические биологически активные вещества, наблюдаются нарушения обменных процессов, изменяется функциональное состояние центральной нервной системы.

Интенсивность теплового облучения человека регламентируется, исходя из субъективного ощущения человеком энергии облучения. Человек может неопределенно долго выдерживать излучение интенсивностью до 350 Вт/м2. Эта величина считается верхним пределом оптимального облучения. При более высоких значениях должно осуществляться воздушное душирование рабочих мест.

Нормы ограничивают также температуру нагретых поверхностей оборудования в рабочей зоне, которая не должна превышать 45ºС, а для оборудования, внутри которого температура равна или ниже 100ºС, температура на его поверхности устанавливается не выше 35ºС.

В производственных условиях не всегда возможно выполнить эти 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, спец обуви и др.

Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей. Различают тепловые экраны 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, как всякое нагретое тело, излучает электромагнитные колебания. Излучение поверхностью экрана, противолежащей экранируемому источнику излучения, условно рассматривается как пропущенное излучение источника. К непрозрачным экранам относятся, например, металлические (в том числе алюминиевые), альфолевые (алюминиевая фольга), футерованные (пенобетон, пеностекло, керамзит, пемза), асбестовые и другие.

В прозрачных экранах, излучения, взаимодействуя с веществом экрана, минуют стадию превращения в тепловую энергию и распространяются 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), водо-дисперсионные 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, теплопоглощающие и теплоотводящие. Однако это деление 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 выражена.

 

  1. Средства и меры защиты от теплового излучения

Ведущая роль в профилактике вредного влияния высоких температур инфракрасного излучения принадлежит технологическим предприятиям. Внедрение автоматизации и механизации производственных процессов, дистанционного управления обеспечивает возможность пребывания рабочих вдали от источника радиационного и конвекционного тепла.

Теплоизлучение и поступление конвекционной теплоты в рабочую зону значительно уменьшается путем применения экранов, которые по принципу действия подразделяются на: теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие. Эффективность установки теплозащитного экрана оценивается долей задержанной теплоты.

Теплоотражающие экраны используются для локализации тепловыделений от поверхностей печей, покрытия наружных поверхностей. В качестве материалов для непрозрачных теплоотражающих экранов используют алюминиевую фольгу, листовой алюминий, пенобетон, керамзит, асбест и др., эффективность теплозащиты экранов достигает 80-98%.

Теплоотводящие представляют собой стальные полые плиты, в которых циркулирует вода или воздушная смесь. В качестве полупрозрачных теплоотводящих экранов используется металлические сетки с размером ячейки 3…3,5 мм, цепные завесы, армированное стальной сеткой стекло. Металлические сетки применяют при интенсивностях облучения до 0,35 – 1,05 кВт/м2. Эффективность экранов из сетки: один слой 33 – 50, два слоя — 57 – 75%.

Цепные завесы и армированное стальной сеткой стекло применяют при интенсивности облучения 0,7 – 5 кВт/м2 с эффективностью до 70%. Для повышения эффективности тепловой защиты устраивают двойные экраны и применяют орошение экранов водяной пленкой.

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) др.

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

, (2)

где: Q — интенсивность теплового излучения без применения защиты, Вт/м2;

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

Прозрачные теплопоглощающие экраны изготавливают из бесцветных различных или окрашенных стекол: силикатное – для защиты от источников с температурой 700°С; органическое — для защиты от источников с температурой 900°С. Эффективность теплозащиты стекол зависит от температуры источника излучения и при 1000°С достигает 86%.

Для повышения тепловой защиты применяется двойное остекленение с вентилируемой воздушной прослойкой, а так же целесообразно использовать водяные экраны, так как зеркальная водяная завеса снижает интенсивность излучения в 5 –10 раз. При воздействии на работающего теплового излучения интенсивностью 0,35 кВт/м2 и более, а так же 0,175-0,35 кВт/м2 при площади поверхностей более 0,2 м2 применяют воздушное душирование (подача воздуха в виде воздушной струи направленной на рабочее место). При интенсивности свыше 2,1 кВт/м2 воздушный душ не может обеспечить необходимой защиты. В этом случае следует по возможности уменьшить облучение, предусматривая теплоизоляцию, экранирование и применять водо-воздушное душирование, что позволяет, наряду с усилением конвективного обмена, увеличить теплоотдачу организма человека.

Таблица 1

Воздействие теплового облучения на человека в зависимости

от его интенсивности и длительности

Интенсивность облучения, Вт/м2 Воздействие Длительность облучения, с
230-350 Слабое Неопределенно долго
350-1050 Умеренное 180-300
1050-1600 Среднее 40-60
2000-2800 Высокое 18-24
Очень высокое 2-5

 

 




Читайте также:







Методы и средства защиты от опасностей. Защита от источников тепловых излучений

Защита от источников тепловых излучений

Для защиты от теплового излучения применяются средства коллективной (СКЗ) и индивидуальной (СИЗ) защиты. Классификация СКЗ дана на рис. 2.4. Основными методами защиты являются: теплоизоляция рабочих поверхностей источников излучения теплоты, экранирование источников или рабочих мест, воздушное душирование рабочих мест, радиационное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды с созданием водяных завес, общеобменная вентиляция, кондиционирование.

Рис. 2.4. Классификация средств коллективной защиты от тепловых излучений

Средства защиты от теплового излучения должны обеспечивать: тепловую облученность на рабочих местах не более 0,35 кВт/м2, температуру поверхности оборудования не более 35 °С при температуре внутри источника теплоты до 100 °С и 45 °С при температуре внутри источника теплоты более 100 °С

Теплоизоляция горячих поверхностей (оборудования, сосудов, трубопроводов и т. д.) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает общее выделение теплоты, в том числе ее лучистую часть, излучаемую в инфракрасном диапазоне ЭМИ. Для теплоизоляции применяют материалы с низкой теплопроводностью.

Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий и комбинированной.

Мастичную изоляцию осуществляют путем нанесения на поверхность изолируемого объекта изоляционной мастики.

Оберточная изоляция изготовляется из волокнистых материалов — асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. — и наиболее пригодна для трубопроводов и сосудов.

Засыпная изоляция в основном используется при прокладке трубопроводов в каналах и коробах. Для засыпки применяют, например, керамзит.

Штучная изоляция выполняется формованными изделиями — кирпичом, матами, плитами и используется для упрощения изоляционных работ.

Комбинированная изоляция выполняется многослойной. Первый слой обычно выполняют из штучных изделий, последующие — мастичные и оберточные материалы.

Теплозащитные экраны применяют для экранирования источников лучистой теплоты, защиты рабочего места и снижения температуры поверхностей предметов и оборудования, окружающих рабочее место. Теплозащитные экраны поглощают и отражают лучистую энергию. Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По конструктивному выполнению экраны подразделяются на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Непрозрачные экраны выполняются в виде каркаса с закрепленным на нем теплопоглощающим материалом или нанесенным на него теплоотражающим покрытием.

В качестве отражающих материалов используют алюминиевую фольгу, алюминий листовой, белую жесть; в качестве покрытий — алюминиевую краску.

Для непрозрачных поглощающих экранов используется теплоизоляционный кирпич, асбестовые щиты.

Непрозрачные теплоотводящие экраны изготовляют в виде полых стальных плит с циркулирующей по ним водой или водовоздушной смесью (рис. 2.5), что обеспечивает температуру на наружной поверхности экрана не более 30…35 °С.

Рис. 2.5. Водоохлаждаемый экран для радиационного охлаждения и защиты от теплового облучения рабочих мест: 1 — подвод воды; 2 — сток воды; 3 — перегородки; 4 — переливное окно; 5 — труба с водой для промывки экрана; 6 — полость с перегородками; 7 — полость без перегородок

Полупрозрачные экраны применяют в тех случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению за технологическим процессом и вводу через него инструмента и материала. В качестве полупрозрачных теплопоглощающих экранов используют металлические сетки с размером ячейки 3—3,5 мм, завесы в виде подвешенных цепей. Для экранирования кабин и пультов управления, в которые должен проникать свет, используют стекло, армированное стальной сеткой. Полупрозрачные теплоотводящие экраны выполняют в виде металлических сеток, орошаемых водой, или в виде паровой завесы.

Прозрачные экраны изготовляют из бесцветных или окрашенных стекол — силикатных, кварцевых, органических. Обычно такими стеклами экранируют окна кабин и пультов управления. Теплоотводящие прозрачные экраны выполняют в виде двойного остекления с вентилируемой воздухом воздушной прослойкой, водяных и вододисперсных завес.

Воздушное душирование представляет собой подачу на рабочее место приточного прохладного воздуха в виде воздушной струи, создаваемой вентилятором. Могут применяться стационарные источники струи и передвижные в виде перемещаемых вентиляторов (рис. 2.6). Струя может подаваться сверху, снизу, сбоку и веером.

Рис. 2.6. Устройства воздушного душирования: а — стационарные; б — передвижные

Методы обеспечения нормальных микроклиматических условий

Улучшение метеоусловий в производственных помещениях химических производств осуществляется прежде всего технологическими средствами еще на стадии проектирования — это механизация и автоматизация трудоемких работ, производственных процессов, а также применение дистанционного управления и наблюдения, когда обслуживающий персонал находится в помещении с нормальными метеоусловиями.

Обеспечение нормальных метеоусловий достигается также в результате уменьшения тепловых потерь, теплоизоляции аппаратов и трубопроводов, экранирования оборудования и обеспечения сто герметичности, рациональной организации воздухообмена.

Уменьшение тепловых потерь. Санитарными нормами предусмотрено, что температура поверхности нагретого оборудования и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45 °С, а для оборудования, внутри которого температура равна или ниже 100 °С, температура поверхности не должна превышать 35 °С.

Уменьшение тепловых потерь достигается изменением конструкций нагретого оборудования, утолщением кладки, применением огнеупорных материалов с малой теплопроводностью, защитой наружной поверхности теплоизоляционным материалом.

Тепловая изоляция даст возможность не только улучшить условия труда в результате изменения суммарных тепловыделений и рабочую зону, но и повысить производительностъ агрегатов и интенсифицировать технологический процесс.

Для тепловой изоляции применяют теплоизоляционные огнеупорные материалы, массы, растворы и обмазки, жаропрочные бетоны и другие неорганические материалы (диатомит, трепел, асбест, асбоцемент, стекловату и др.), а также органические теплоизоляционные материалы (пробковые, древесноволокнистые плиты, войлок, термоизоляционный картон, пенопласт и др.).

Для нагретых аппаратов применяют многослойную изоляцию: сначала материал, выдерживающий требуемую температуру, а затем материал с более эффективными теплоизоляционными свойствами. Немаловажную роль играет в этом случае и окраска внешних поверхностей нагретых тел. 1ак, расчеты показывают, что покрытие аппаратов алюминиевой краской приводит к снижению лучистой теплоотдачи в 2 раза.

Экранирование. Экраны применяют как для экранирования источников излучения, так и для защиты рабочих мест от воздействия теплового излучения. В последнем случае экраны устанавливают у пультов управления, кранов и т. п. Экраны могут быть изготовлены из кирпича, листовой стали с асбестом, алюминия, асбеста, стекловолокна и т. д. Различают стационарные и передвижные экраны, а в зависимости от необходимой эффективности — одно- и многослойные.

По принципу работы экраны условно подразделяют на теплопоглощаюшие, теплоотражающие и тепло отводящие. Принадлежность экрана к той или иной группе зависит от того, какое свойство в нем преобладает. Предпочтение следует отдавать отражающим или отводящим тепло экранам, поскольку поглощающие экраны при нагреве сами становятся источниками излучения. Кроме того, в зависимости от возможности наблюдения за технологическим процессом экраны подразделяются на три типа: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

К полупрозрачным экранам относятся металлические сетки (размер ячейки 3×3,5 мм), цепные звенья, армированное стекло. К таким же экранам относятся не затрудняющие видимость защитные водяные, воздушно-водяные завесы, снижающие интенсивность теплового излучения на 80% и более. В качестве прозрачных экранов используют силикатное, кварцевое или органическое стекло.

Герметичность нагретого оборудовании нарушается вследствие постоянной деформации швов, стыков конструкций аппаратов, что приводит к загрязнению атмосферы производственного помещения и ухудшению метеорологических условий. Для обеспечения герметизации нагретое оборудование обкладывают листами алюминия или оцинкованного железа. Однако полной герметизации достичь не удается из-за наличия в аппаратах разнообразных рабочих отверстий и окон. Чтобы уменьшить тепловые потери, площадь рабочих отверстий делают минимально необходимой для проведения технологических операций.

Особое значение для предупреждения перегрева организма в производственных условиях имеют рациональный питьевой режим, режим труда и водные процедуры. По существующему в нашей стране законодательству, работающие в цехах с повышенными тепловыделениями [более 23 Дж/(м3-с)] обеспечиваются подсоленной газированной водой, содержащей от 0,2 до 0,5% хлорида натрия. Питье такой воды способствует уменьшению жажды, потоотделения, снижению температуры тела, улучшению самочувствия, повышению производительности труда.

Для восстановления нарушенных функций организма у работающих при высокой температуре воздуха и значительном инфракрасном излучении устраивают специальные комнаты отдыха с благоприятными метеоусловиями. Следует при этом учитывать возможное неблагоприятное влияние резкой смены температуры; например, при температуре около 40 °С на рабочем месте температура воздуха в комнате отдыха должна поддерживаться на уровне 25…28 °С.

Большое значение для создания нормальных метеорологических условий имеет рациональное размещение оборудования. Так, аппараты с большими тепловыделениями, если это возможно по условиям работы, размещают на открытом воздухе или в отдельных изолированных помещениях, располагая их преимущественно в один ряд. Горячие установки и оборудование необходимо размещать таким образом и на таком расстоянии друг от друга и от стен здания, чтобы исключить попадание тепловых потоков и их скрещивание на рабочих местах.

Размещаемое на открытых площадках технологическое оборудование должно иметь автоматическое или дистанционное управление с центрального пульта. Однако при работе на открытом воздухе метеорологические условия рабочей среды не поддаются регулировке и зависят только от внешних атмосферных воздействий — солнечной радиации, атмосферных осадков, ветра и т. д. В этих условиях большое значение приобретают рациональный режим труда, обеспечение работающих удобной и гигиеничной спецодеждой, устройство специальных мест для кратковременного отдыха, в которых создастся благоприятный микроклимат, а также солнце- и ветрозащитных навесов и ограждений, и т. д.

Важным техническим средством обеспечения нормальных метеорологических условий является вентиляция, которая, помимо того, должна обеспечивать необходимую санитарную чистоту воздуха в производственных помещениях.

По способу организации возухообмена вентиляция может быть подразделена на общеобменную, когда смена воздуха осуществляется во всем объеме помещения; местную вытяжную, при которой вредности (газы, пары, пыль, избыточное тепло) удаляют непосредственно от мест их образования; местную приточную, когда подачей чистого воздуха обеспечивают заданные параметры воздушной среды не во всем объеме помещения, а только в определенной его части (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Системы вентиляции: а, б — общеобменная, в — местная вентиляция

Выбор системы вентиляции зависит от размера производственного помещения, числа работающих, расположения рабочих мест, количества вредных выделений при работе технологического оборудования и от других факторов. Поскольку действие общеобменной вентиляции основано на разбавлении выделяющихся вредных веществ свежим воздухом до предельно допустимых концентраций и температур, регламентированных ГОСТом, то эту систему чаще всего применяют в таких производствах, в которых вредные вещества выделяются в небольших количествах и равномерно по всему помещению.

Если же производственное помещение достаточно велико (здание павильонного типа), а число работающих в нем мало и строго фиксированы рабочие места, то по экономическим соображениям осуществлять вентиляцию во всем помещении нецелесообразно. Для улучшения производственного микроклимата лучше всего в таких помещениях использовать кабины управления и наблюдения.

Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества непосредственно в местах их выделения. В таких случаях необходимо использовать местную вытяжную вентиляцию, которая по сравнению с общеобменной требует значительно меньших капиталовложений и затрат на ее эксплуатацию.

Необходимость применения вентиляции определяется скоростью выделения вредных веществ в атмосферу производственного помещения как из технологического оборудования, так и через различные неплотности аппаратуры и трубопроводов, а также величиной ПДК этих веществ. Если средняя по объему концентрация вредных выбросов, определяемая по формуле (в мг/м3)

С=С0*(Мв/V)*t (7.15)

(где С0 — начальная концентрация вредного выброса, мг/м3; Мв — количество выбросов, м3/ч; V — объем помещения, м3; t — время, в течение которого вредные выбросы поступают в помещение, ч), превысит ПДК меньше чем за 1 ч (рис. 7.5, линия 1), то вентиляция необходима.

Рис.7.5. Динамика поступления вредных веществ в производственные помещения: 1 — вентиляция необходима; 2 — вентиляцию включать не сразу; 3 — вентиляция не нужна

При изменении содержания вредных выбросов по линии 2 (8 ч > t > 1ч) вентиляцию можно включить через некоторое время после начала работы. Если же в течение рабочего времени содержание вредных выбросов и выделений не достигает ПДК (линия 3), то вентиляцию можно не предусматривать, а ограничиться лишь неорганизованным воздухообменом.

Инфракрасное излучение | Управление Роспотребнадзора по Республике Мордовия

Инфракрасное излучение (ИК-излучение) часть электромагнитного спектра с длиной волны &lambda = 0,76 1000 мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект. С учетом особенности биологического действия по длинам волн ИК-излучение делится на области: коротковолновую, с &lambda = 0,7615 мкм, средневолновую, с &lambda = 16-100 мкм, длинноволновую, с &lambda100 мкм.

Инфракрасное излучение также называют тепловым излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.

Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способность ИК лучей различной длины волны проникать на различную глубину и поглощаться соответствующими тканями, оказывая тепловое действие. Короткие инфракрасные лучи длиной до 1,4 мкм проникают в ткани на глубину нескольких сантиметров, поглощаются кровью и водой в слоях кожи и подкожной клетчатки, а также способны проникать через кости черепа и воздействовать на мозговые оболочки, мозговую ткань. ИК лучи длиной 1,4 — 10 мкм поглощаются верхним 2-х миллиметровым слоем кожи. Особенно сильно поглощаются лучи с длиной волны 6 — 10 мкм, вызывая калящий эффект.

Воздействие инфракрасного излучения на организм проявляется как общими, так и местными реакциями.

Местная реакция сильнее выражена при облучении длинноволновыми инфракрасными лучами, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости коротковолнового инфракрасного излучения больше, чем длинноволнового. Коротковолновое инфракрасное излучение обладает более выраженным общим действием за счет большей глубины проникновения в ткани тела.

Степень повышения температуры кожи в ответ на инфракрасное облучение находится в зависимости от его интенсивности. Инфракрасное облучение интенсивностью 949 Вт/м2 вызывает ощущение жары, жжения и повышение температуры кожи до 40 — 41 &degC. При интенсивности инфракрасного облучения 1717 Вт/м2 и более температура кожи повышается на 10 — 11&degС и появляется нетерпимое жжение кожи.

Наряду с ростом температуры облучаемой поверхности тела (в зависимости от времени облучения и одежды) наблюдается рефлекторное повышение температуры на удаленных от области облучения участках. Наблюдается также рефлекторное изменение частоты пульса на фоне неизменной температуры тела. При облучении различных участков тела инфракрасным излучением интенсивностью 698 — 1396 Вт/м2 частота пульса увеличивалась на 5 — 7 ударов в 1 мин. Время пребывания в зоне теплового облучения лимитируется, в первую очередь, высокой температурой кожи. Болевое ощущение появляется при температуре кожи 40 — 45 &degС (в зависимости от участка).

В основе биологического действия инфракрасного излучения лежат также сдвиги в молекулярной структуре клетки, вызванные поглощением квантов инфракрасного излучения. Поглощаясь, лучи инфракрасного излучения вызывают внутримолекулярные колебания, значительно увеличивающие скорость протекания биохимических реакций. Под влиянием инфракрасного излучения в коже, крови, цереброспинальной жидкости образуются высокоактивные вещества белкового происхождения (типа гистамина, холина, аденозина). Происходит также изменение обмена веществ в виде нерезкого снижения потребления кислорода, повышается содержание азота, уровня натрия и фосфора в крови, снижается поверхностное натяжение крови. Под влиянием инфракрасного излучения снижаются титр антител и фагоцитарная активность лейкоцитов. Сосудистая реакция протекает в зависимости от интенсивности и спектрального состава инфракрасного излучения — коротковолновая вызывает расширение сосудов, длинноволновая — сужение. Артериальное давление изменяется при интенсивности излучения, начиная с 1138 Вт/м2 при температуре воздуха 24 &degС и с 775 Вт/м2 при температуре 50 &degС.

Изменения в организме под воздействием инфракрасного излучения зависят от его интенсивности, спектрального состава, площади и зоны облучения. Так, наибольший эффект, наблюдается при облучении области шеи, верхней половины туловища.

Инфракрасные лучи, оказывая тепловой эффект на глаза, могут вызвать ряд патологических изменений: конъюнктивиты, помутнение и васкуляризацию роговицы и др. Длительное воздействие (10 — 20 лет) коротковолновой инфракрасной радиации большой интенсивности на глаза может вызвать поражение хрусталика — инфракрасная катаракта у сталеваров, прокатчиков, кузнецов, кочегаров, стеклодувов — катаракта стеклодувов.

Изменения на коже характеризуются эритемой, при интенсивном облучении может быть ожёг, при длительном воздействии на коже может развиться коричнево-красная пигментация.

В производственных условиях работающий человек часто окружен предметами, имеющих температуру выше температуры тела человека. Источником инфракрасного излучения в производственных условиях являются нагретые поверхности слитков, чушек, листов, поковок, разливаемый жидкий металл, открытое пламя печей, сварочное пламя (при электро- и газосварке), нагретые поверхности оборудования и т.п. По характеру излучения производственные источники тепла и лучистой энергии подразделяются на четыре основные группы: источники с температурой до 500&degС — спектр содержит исключительно длинноволновое ИК-излучение источники с температурой от 500&degС до 1200&degС — в спектре содержится ИК-излучение коротких, средних и длинных волн, но появляется также видимое излучение слабой интенсивности, сначала красное, а затем белое источники с температурой от 1200&degС до 2000&degС — спектр содержит как все виды ИК-излучения, так и видимое излучение высокой яркости источники с температурой от 2000&degС до 4000&degС — спектр наряду с инфракрасным и видимым излучением содержит ультрафиолетовое излучение. В таких случаях тело человека будет получать извне дополнительную тепловую энергию. Воздействие ИК лучей приводит к перегреву организма и тем быстрее, чем больше мощность излучения, выше температура и влажность воздуха в рабочем помещении, выше интенсивность выполняемой работы. Наибольшее воздействие на организм человека оказывает коротковолновое излучение, так как оно обладает наибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Наибольший нагрев кожи вызывают лучи с длиной волны около 3 мкм.

Под действием высоких температур и теплового облучения работающих происходят резкое нарушение теплового баланса в организме, биохимические сдвиги, появляются нарушения сердечно-сосудистой и нервной систем, усиливается потоотделение, происходит потеря нужных организму солей, нарушение зрения. Все эти изменения могут проявиться в виде заболеваний:

— судорожная болезнь, вызванная нарушением водно-солевого баланса, характеризуется появлением резких судорог, преимущественно в конечностях

— перегревание (тепловая гипертермия) возникает при накоплении избыточного тепла в организме основным признаком является резкое повышение температуры тела

— тепловой удар возникает в особо неблагоприятных условиях: выполнение тяжелой физической работы при высокой температуре воздуха в сочетании с высокой влажностью. Тепловые удары возникают в результате проникновения коротковолнового инфракрасного излучения (до 1,5 мкм) через покровы черепа в мягкие ткани головного мозга

— катаракта (помутнение хрусталиков) профессиональное заболевание глаз, возникающее при длительном воздействии инфракрасных лучей с &lambda = 0,78-1,8 мкм.

К острым нарушениям органов зрения относятся также ожог, конъюктивиты, помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза.

Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах от производственных источников, нагретых до темного свечения (материалов, изделий и др.) должны соответствовать значениям, приведенным в таблице

Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.) не должны превышать 140 Вт/кв. м. При этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

Одним из самых распространенных способов борьбы с тепловым излучением является экранирование излучающих поверхностей. 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

— в качестве теплоотводящих экранов наиболее широко используют водяные завесы, свободно падающие в виде пленки, орошающие другую экранирующую поверхность (например, металлическую), либо заключенные в специальный кожух из стекла, металла (змеевики) и др.

В качестве средств индивидуальной защиты применяются фибровые и дюралевые каски, защитные очки, наголовные маски с откидными экранами, спецодежда и спецобувь.

Лечебно-профилактические мероприятия включают предварительные и периодические медицинские осмотры в целях предупреждения и ранней диагностики заболеваний у работающих.

Экспертиза ИК-излучения проводится Аккредитованным испытательным лабораторным центром ФБУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия, аттестат аккредитации № РОСС. RU.0001.510112 от 03.06.2013г. Для этого в ИЛЦ имеется всё: опытные, высококвалифицированные специалисты, современная аналитическая и измерительная аппаратура, высокое качество исследований и измерений.

Атомарно тонкие тепловые экраны могут быть в 50 000 раз тоньше существующих изоляционных материалов в сотовых телефонах и ноутбуках — ScienceDaily

Избыточное тепло, выделяемое смартфонами, ноутбуками и другими электронными устройствами, может раздражать, но помимо этого оно способствует сбоям в работе и , в крайних случаях может даже привести к взрыву литиевых батарей.

Чтобы защититься от таких недугов, инженеры часто вставляют стекло, пластик или даже слои воздуха в качестве изоляции, чтобы не допустить, чтобы компоненты, выделяющие тепло, такие как микропроцессоры, причиняли вред или причиняли неудобства пользователям.

Исследователи из Стэнфорда показали, что несколько слоев атомарно тонких материалов, сложенных, как листы бумаги, поверх горячих точек, могут обеспечить такую ​​же изоляцию, как лист стекла в 100 раз толще. В ближайшем будущем более тонкие тепловые экраны позволят инженерам делать электронные устройства еще более компактными, чем те, которые есть сегодня, — сказал Эрик Поп, профессор электротехники и старший автор статьи, опубликованной 16 августа в журнале Science Advances .

«Мы смотрим на нагрев электронных устройств совершенно по-новому, — сказал Поп.

Обнаружение звука как тепла

Тепло, которое мы ощущаем от смартфонов или ноутбуков, на самом деле является неслышной формой высокочастотного звука. Если это кажется безумием, рассмотрим физику, лежащую в основе. Электричество течет по проводам как поток электронов. По мере движения эти электроны сталкиваются с атомами материалов, через которые проходят. При каждом таком столкновении электрон заставляет атом вибрировать, и чем больше течет ток, тем больше столкновений происходит, пока электроны не бьют атомы, как молотки по колокольчикам, за исключением того, что эта какофония вибраций проходит через твердый материал. на частотах намного выше порога слышимости, генерируя энергию, которую мы ощущаем как тепло.

Представление о тепле как о форме звука вдохновило исследователей из Стэнфорда заимствовать некоторые принципы из физического мира. Еще со времен работы в качестве радиодиджея в Stanford’s KZSU 90.1 FM, Поп знал, что в студиях звукозаписи тихо благодаря толстым стеклянным окнам, которые блокируют внешний звук. Похожий принцип применяется к теплозащитным экранам в современной электронике. Если бы их единственной заботой была лучшая изоляция, исследователи могли бы просто позаимствовать принцип музыкальной студии и укрепить тепловые барьеры.Но это сорвало бы попытки сделать электронику тоньше. Их решение состояло в том, чтобы позаимствовать уловку у домовладельцев, которые устанавливают многостекольные окна — обычно слои воздуха между листами стекла разной толщины — чтобы сделать интерьер теплее и тише.

«Мы адаптировали эту идею, создав изолятор, в котором использовалось несколько слоев атомарно тонких материалов вместо толстой массы стекла», — сказал научный сотрудник Сэм Вазири, ведущий автор статьи.

Атомно тонкие материалы — относительно недавнее открытие.Всего 15 лет назад ученым удалось разделить некоторые материалы на такие тонкие слои. Первым обнаруженным примером был графен, представляющий собой одинарный слой атомов углерода, и с тех пор, как он был обнаружен, ученые искали и экспериментировали с другими листовыми материалами. Команда Стэнфорда использовала слой графена и три других листовых материала — каждый толщиной в три атома — чтобы создать четырехслойный изолятор глубиной всего 10 атомов. Несмотря на свою тонкость, изолятор эффективен, потому что тепловые колебания атомов ослабляются и теряют большую часть своей энергии при прохождении через каждый слой.

Чтобы сделать наноразмерные тепловые экраны практичными, исследователи должны будут найти некоторую технологию массового производства, позволяющую распылять или иным образом наносить тонкие до атома слои материалов на электронные компоненты во время производства. Но за непосредственной целью разработки более тонких изоляторов вырисовывается более крупная амбиция: ученые надеются однажды управлять вибрационной энергией внутри материалов так, как они теперь управляют электричеством и светом. По мере того, как они начинают понимать тепло в твердых объектах как форму звука, возникает новая область фононики, название которой взято из греческого корня слова «телефон», «фонограф» и «фонетика».

«Как инженеры, мы довольно много знаем о том, как управлять электричеством, и мы поправляемся со светом, но мы только начинаем понимать, как управлять высокочастотным звуком, который проявляется как тепло в атомном масштабе. , «Сказал Поп.

Эрик Поп — филиал Института энергетики Прекурта. Среди авторов Стэнфордского университета — бывшие постдокторанты Эйлам Ялон и Мигель Муньос Рохо, а также аспиранты Коннор Макклеллан, Коннор Бейли, Кирби Смит, Александр Габури, Виктория Чен, Санчит Дешмук и Саураб Сурьяванши.Другие авторы — из Theiss Research и Национального института стандартов и технологий.

Это исследование было поддержано Стэнфордским центром нанотехнологий, Стэнфордским объединенным производством нанотехнологий, Национальным научным фондом, Корпорацией полупроводниковых исследований, Агентством перспективных исследовательских проектов обороны, Управлением научных исследований ВВС, Стэнфордским союзом SystemX, Кнутом и Фонд Алисы Валленберг, Программа стипендий для выпускников Стэнфордского университета и Национальный институт стандартов и технологий.

История Источник:

Материалы предоставлены Стэнфордским университетом . Оригинал написан Томом Абэйтом. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

ЕДИНИЦА 9. Текст: «Энергия».

I. Найдите слова в словаре. Запишите их и узнайте.

тепло, звук, лучистая энергия, ядерная энергия, в силу, равняться, увеличивать, уменьшать, поступательное, вращательное, вращать, Рентгеновские лучи, упругие, давление, среда, расщеплять, ядерное деление, синтез, продольная, поперечная, длина волны

II.Прочитай текст. При необходимости воспользуйтесь словарем.

Текст: «Энергия».

Энергию можно определить как способность выполнять работу. Физики классифицируют энергию на несколько типов: кинетическая, потенциальная, тепловая, звуковая, лучистая (например, световая), а также электрическая, химическая и ядерная энергия.

Кинетическая энергия передается движущемуся объекту за счет его движения. Он равен работе, проделанной для ускорения объекта до определенной скорости; это также приравнивается к работе, проделанной для остановки движущегося объекта.Две основные формы кинетической энергии известны как поступательная и вращательная. Первым обладает объект, перемещающийся из одного положения в другое. Второй — это вращающиеся объекты, которые вращаются вокруг оси и поэтому периодически возвращаются в одно и то же положение.

Объект обладает потенциальной энергией в силу своего положения. Два общих типа — это гравитационная и упругая потенциальная энергия.

Объект обладает теплотой, или тепловой энергией, благодаря своей температуре.Фактически, это просто форма кинетической энергии, потому что температура вещества зависит от движения составляющих его атомов или молекул; чем выше его температура, тем быстрее движутся молекулы.

Энергия излучения состоит из электромагнитного излучения и включает радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение и рентгеновские лучи. Единственная форма энергии, которая может существовать в отсутствие материи, состоит из волнового движения в электрическом и магнитном полях. Лучистая энергия излучается, когда электроны внутри атомов падают с более высокого уровня на более низкий и высвобождают «избыточную» энергию в виде излучения.

Звуковая энергия состоит из движущихся волн давления в такой среде, как воздух, вода или металл. Они состоят из колебаний молекул среды.

Материя, которая приобрела или потеряла электрический заряд, имеет электрическую энергию. Движение зарядов представляет собой электрический ток, который течет между двумя объектами с разными потенциалами, когда они соединяются проводником.

Химической энергией обладают вещества, которые подвергаются химической реакции, например горению.Он хранится в химических связях между атомами, составляющими молекулы вещества.

Ядерная энергия образуется, когда ядра атомов изменяются в результате расщепления или соединения вместе. Процесс расщепления известен как ядерное деление, а соединение — как ядерный синтез. Такие изменения могут сопровождаться высвобождением огромного количества энергии в форме тепла, света и радиоактивности (излучение атомных частиц или гамма-излучение, или и то, и другое).

Когда объект теряет или приобретает один тип энергии, другой вид соответственно приобретается или теряется.Общее количество энергии, которым обладает объект, остается неизменным. Это явление является принципом сохранения энергии, который гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, а только преобразована в другие формы.

Если рассматривать массу и энергию вместе, общее количество массы и энергии остается неизменным. Следовательно, принцип сохранения массы был преобразован в так называемый принцип сохранения массы-энергии. Теория относительности показывает, что масса и энергия могут считаться полностью взаимопревращаемыми, а количество энергии, производимой при разрушении материи, определяется хорошо известным уравнением E = mc 2 ( E — это высвобожденной энергии, м — это разрушенная масса, а c — скорость света).

Передача энергии. Энергия часто передается волновыми движениями, и по этой причине изучение волн имеет решающее значение в физике — от волновой механики атома до исследования гравитационных волн, создаваемых черными дырами. В общем, бегущая волна — это движение возмущения от источника, и энергия переносится, когда возмущение движется наружу.

Если создаваемое возмущение параллельно направлению движения энергии, волна называется продольной; звуковые волны относятся к этому типу.Если возмущение перпендикулярно направлению движения энергии — как в случае электромагнитного излучения и волн на поверхности воды — тогда волна поперечная.

Четыре свойства волны можно выделить и математически описать: длину волны, частоту, скорость и амплитуду.

III. Найдите существительное в каждой строке и переведите его. Переведите также подчеркнутые слова.

а) Электрические, тепловые, состоят, претерпевают, поперечные;

б) Частота нормальная, следовательно, включить, изменить;

c) конвертируемый, обладающий, термический, длина волны, определяющий;

г) Продольное, математически, наружу, умножение, уравнение;

д) Помехи, ненормальные, просто испускающие, огромные;

е) Ускорение, в частности, вращательное, ось, невидимая;

г) Перевод, вращение, периодически, нечасто, дирижер.

IV. Практикуйте следующие модели речи.

Паттерн 1. Энергия определяется как способность выполнять работу.

1. электрон — точечное электрическое изменение

2. плазма — четвертое состояние вещества

3. сила — агент, способный изменять состояние покоя или движения объекта

4. масса — сопротивление объекта любому изменению его состояния под действием силы.

5. гравитация — сила взаимного притяжения между объектами, имеющими массу

.

Образец 2. Физики классифицируют энергию на несколько типов: кинетическая, потенциальная, тепловая, звуковая, лучистая, электрическая, химическая и ядерная.

1. Физика в нескольких областях: механика, звук, тепло, электричество и т. Д.

2. частицы на несколько типов: электроны, протоны, нейтроны и т. Д.

3. состояния вещества на несколько типов: твердое, жидкое, газовое, плазменное

4.твердые тела на два типа: «истинные» и аморфные

5. вещества в растворах двух типов: кристаллоиды и коллоиды

6. различные типы движения: линейное, круговое и простое гармоническое движение

Паттерн 3. Две основные формы кинетической энергии известны как поступательная и вращательная.

1. Два раздела физики — экспериментальная и теоретическая физика

2. четыре состояния материи — твердое, газовое, жидкое и плазменное

3.три основных типа сил — силы тяжести, трения и вязкости

4. два основных типа веществ в растворах — коллоиды и кристаллоиды

5. два типа твердых тел — «истинные» и аморфные

Паттерн 4. Кинетическая энергия объекта достигается благодаря его движению.

1. поступательная энергия — ее движение из одного положения в другое

2. энергия вращения — его вращение вокруг оси

3.потенциальная энергия — ее позиция

4. тепловая энергия — ее температура

5. электрическая энергия — получение или потеря электрического заряда

6. химическая энергия — химическая реакция

Шаблон 5. Изучение волн имеет решающее значение в физике.

1. гравитация

2. частицы

3. энергия

4. состояния вещества

5.необычные состояния вещества

6. 7. твердые вещества

8. жидкости

9. газы

V. Найдите предложения, которых нет в тексте.

VI. Найдите в тексте английские эквиваленты.

VII. Найдите в тексте русские эквиваленты следующих выражений.

VIII.Заполнить недостающие слова.

IX. При необходимости введите предлоги.

X. Определите, истинны ли предложения или нет.

XI. Ответь на вопрос.

XII. Задайте вопрос к следующим предложениям.

XIII. Продиктуйте своим однокурсникам следующие предложения на английском языке. Проверьте их вместе.

XIV. Диктант-перевод.

НАСА имеет новый складной тепловой экран, и он может быть частью пилотируемой миссии на Марс — BGR

Пилотируемая миссия на Марс (очень) медленно приближается к людям из НАСА.Миссия на другую планету включает в себя множество невероятно конкретных планов, и Марс даст ученым и инженерам длинный список проблем, которые необходимо преодолеть, но есть одна вещь, без которой не может обойтись ни одна экспедиция по прыжкам по планете: тепловой щит.

Человечество не очень заинтересовано в посещении планет без атмосферы — по крайней мере, пока — и когда космический корабль совершит спуск на поверхность новой планеты, ему придется иметь дело с сильным трением между кораблем и различными объектами. газы, окружающие планету.Учитывая все это, НАСА на этой неделе представило совершенно новый вид теплозащитного экрана, который может идеально подойти для будущих миссий на Марс и за его пределами.

Как сообщает агентство Reuters , новый тепловой экран называется ADEPT, что расшифровывается как Adaptable Deployable Entry Placement Technology. Это просто причудливый способ сказать, что это тепловой экран, который физически раскрывается, когда это необходимо. Щит, который будет расположен на передней части космического корабля, когда он входит в атмосферу планеты, раскрывается, как цветок, и блокирует сильный жар от повреждения или разрушения самого корабля.

Что делает его таким особенным, так это то, что до сих пор тепловые экраны были статическими компонентами космического корабля. Весь остальной космический корабль обычно должен быть построен с учетом теплового экрана, и это накладывает серьезные ограничения на то, как можно спроектировать пилотируемый корабль. С развертываемым щитом корабль, по сути, может быть тем, чем его хотят видеть разработчики, и щит может быть развернут для выполнения своей работы, когда это необходимо.

НАСА провело испытания нового теплового экрана на этой неделе, запустив испытательную ракету из Нью-Мексико и наблюдая за развертыванием щита при возвращении ракеты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.