Понятие о тепловом излучении

 

Отдача теплоты телами в окружающее пространство может происходить путем конвекции, испарения и излучения. Теплоотдача путем излучения происходит в основном вследствие распространения от тел электромагнитных волн.

Все электромагнитные излучения имеют одинаковую природу и отли­чаются только длиной волны. Например, волны ультрафиолетового излуче­ния имеют длину 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.

При наличии теплового излучения температура воздуха не изменяется: воздух прозрачен (диатермичен) для теплового из­лучения. Эти лучи могут отражаться и (или) поглощаться окружающими предметами (веществами). Облучаемые поверхности могут быть источниками вторичного излучения и нагрева соприкасающегося с ними воздуха.

Энергия теплового излучения может быть определена актинометром или рассчитана по формуле:

где - интенсивность теплового излучения, кДж/(м²ч);

F - площадь излучающей поверхности, м²;

Т - температура излучающей поверхности, К;

l - расстояние от излучающей поверхности до излучаемого объекта, м.

 

Спектр излучения изменяется в зависимости от температуры излуча­теля. С повышением температуры излучателя увеличивается интенсивность коротко-волновых излучений (ультрафиолетового и видимого) и уменьша­ется интенсивность длинноволновой части спектра - инфракрасного из­лучения.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

 

Тепловой эффект воздействия облучения зависит от длины волны и интенсивности потока излучения, площади облучаемого участка тела, длительности облучения и прерывистости его, угла падения лучей, мате­риала и конструкции одежды.

Наибольшей проникающей способностью обладают красные лучи види­мого спектра и короткие инфракрасные лучи (с длиной волны до

1,5 мкм), глубоко проникающие в ткани и мало поглощаемые поверхностью кожи. Лу­чи с длиной волны около 3 мкм вызывают нагрев поверхности кожи. Едва за­метное тепловое ощущение возникает при интенсивности облучения 0,08 кДж/(м²ч)- длина волны 2,9 мкм или 1,7 кДж/(м²ч) - длина волны

1,3 мкм. Облучение интенсивностью 5,4 кДж/(м²ч) при длине волны 1,3 мкм вызы­вает приятное ощущение.

Зависимость теплового ощущения от энергии облучения и длитель­ности воздействия характеризуется данными таблицы 1.

 

Таблица 1

Энергия облучения, МДж/(м^2ч)	Характер воздействия	Время переносимости теплового излучения
1..2	Слабое	Неопределенно долго
>2…3,7	Умеренное	3…5 мин
>3,7…5,7	Среднее	40…60 с
>5,7…7,5	Значительное	20…30 с
>7,5…10	Высокое	12…24 с
>10…12,5	Сильное	8…10 с
>12,5	Очень сильное	2…5 с

 

Длительное воздействие теплового излучения приводит к перегреву организма и тепловому удару. Наиболее сильное воздействие на организм человека оказывают инфракрасные лучи с длиной волны до 3 мкм. При об­лучении глаз излучениями интенсивностью более 15 МДж/(м²ч) температу­ра роговицы может достигать 40°С и более. Постоянное воздействие та­кого излучения на глаза может вызвать профессиональное заболевание - катаракту.

 

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ЛЮДЕЙ

ОТ ТЕПЛОВЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

 

При постоянной температуре нагретого тела ослабить воздействие теплового излучения на работающих можно путем уменьшения площади из­лучающей поверхности или увеличения расстояния между источниками из­лучения и рабочим местом. Однако в производственных помещениях эти условия в большинстве случаев оказываются невыполнимыми без изменения технологического процесса и увеличения производственных площадей.

Согласно ГОСТ 12.4.123-83 "ССБТ. Средства коллективной защиты от инфракрасных излучений. Общие технические требования", средства заши­ты от инфракрасных излучений по своему назначению подразделяются на устройства: оградительные; герметизирующие; теплоизолирующие; для вентиляции воздуха; автоматического контроля и сигнализации; дистан­ционного управления; знаки безопасности.

Оградительные устройства подразделяют:

в зависимости от вида материала - непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные;

по способу крепления на объекте - съемные и встроенные;

по принципу действия - теплоотражающие, теплоотводящие, тепло-поглащающие и комбинированные.

Теплоотражающие оградительные устройства в зависимости от вида охладителя подразделяют на: газообразные и газожидкостные. Теплоотводящие оградительные устройства в зависимости от вида охладителя под­разделяются на: газообразные, газожидкостные и жидкостные. Комбинированные огра­дительные устройства по конструктивному исполнению подразделяются на: отражательно-пористые, поглотительно-пористые и отражательно-пленоч­ные.

Устройства автоматического контроля и сигнализации по назначению подразделяют на: оперативные (для сигнализации отклонений от заданно­го уровня контролируемого параметра) и предупреждающие (для предупреж­дения о наличии ИК - излучений выше заданного уровня). По способу ин­формации они подразделяются на: цветовые и звуковые.

Устройства дистанционного управления и наблюдения по назначению подразделяются на: управляющие технологическим процессом и наблюдаю­щие технологический процесс.

Знаки безопасности по назначению подразделяются в соответствии с ГОСТ 12.4.026-76.

Средства защиты должны обеспечивать тепловую облученность на ра­бочих местах не более 350 Вт/м² и температуру поверхности оборудова­ния не выше 308 К (35°С) при температуре теплоисточника до 373 К (100°С) и не выше 318 К (45°С) при температуре внутри теплоисточника свыше 373 К (100°С).

На практике снижение интенсивности теплового излучения на рабо­чих местах может быть достигнуто применением: различных экранов (водяные завесы, стекла со специальным покры­тием, сетки, цепочки и т.п.); теплоизоляционных материалов (асбест, стекловата, комбинирован­ные экраны и т.п.); водо-воздушного душирования при интенсивности излучения свыше 1,3МДж/(м²ч)); индивидуальных средств защиты (очки, костюмы из отбеленной тка­ни и т.п.).

 

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ