Научная статья на тему 'К вопросу теоретических исследований интенсивности энергетической освещенности термических участков производства'

К вопросу теоретических исследований интенсивности энергетической освещенности термических участков производства Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
106
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ / РАДИАЦИОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ / ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОСВЕЩЕННОСТЬ / іНФРАЧЕРВОНЕ ВИПРОМіНЮВАННЯ / РАДіАЦіЙНЕ ВИПРОМіНЮВАННЯ / ЕНЕРГЕТИЧНА ОСВіТЛЕНіСТЬ / INFRA-RED RADIATION / RADIATION RADIATION / POWER LUMINOSITY

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Беликов А.С., Рагимов С.Ю., Кравчук А.М.

Рассматривается усовершенствование зависимостей математического моделирования для расширения энергетических диапазонов исследований. Представлен характер изменения теплового излучения источников от расстояния до рабочего места. Учтены различные формы источников, а также суммарное действие теплового излучения от нескольких источников.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Беликов А.С., Рагимов С.Ю., Кравчук А.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The improvement of dependences of mathematical design for expansion of power ranges of researches is examined. Character of change of thermal radiation of sources from distance to the workplace is represented. Different forms of sources, and also total action of thermal radiation, from a few sources are taken into account.

Текст научной работы на тему «К вопросу теоретических исследований интенсивности энергетической освещенности термических участков производства»

1б. "Запретить разноцветное освещение реклам общественных заведений (дискотек, клубов, баров и т.д.) с частотой более 10-12 вспышек в секунду. Подбор цветовой гаммы не должен оказывать вредного воздействия на здоровье человека".

В статьи 3, 23, 28, 29 Конституции внести следующее дополнение: "2. Запрещаются любые формы физического, психологического воздействия, в том числе за счет специально подготовленной информации, поступающей на уровне подсознания, в виде различных вставок (сублимационных, субламинарных фильмов), создающих сформированный условный рефлекс, позволяющий осуществлять психологическое воздействие, влиять на здоровье, безопасность и жизнь человека".

В статьи 3, 28, 29 Конституции внести следующее дополнение: 2. «Каждый человек, чья честь и достоинство оскорблены письменно, устно или другими способами, не предусмотренными данным Кодексом, в том числе, и специально подготовленной информацией, поступающей на уровень подсознания, имеет право обратиться в суд".

В статьи 21, 22, 28, 32, 34 Конституции внести следующее дополнение: "1. При этом запрещается применение специально подготовленной информации с частотой кадров 25 и более в секунду, поступающей на уровень подсознания, в виде различных вставок, позволяющих манипулировать сознанием человека".

В статью 28 Конституции внести следующие дополнения и изменения: "2. Цензура результатов творческой деятельности допускается с целью запрета применения специально подготовленной информации (материалов), поступающей на уровень подсознания с частотой более 25 кадров в секунду; с частотой вспышек более 10-12 в секунду и учетом влияния на организм человека цветовой гаммы".

В статью 273 (ст.3,37 Конституции) внести следующие изменения и дополнения: "3. Медико-биологические и другие исследования и эксперименты, опасные для жизни, не могут проводиться с применением специально подготовленной информации (материалов), поступающей на уровне подсознания (с частотой кадров 25 и более в секунду).

Учитывая влияние информации на жизнедеятельность населения, необходимо для поддержания информационной безопасности при Верховном Совете Украины создать Комитет по информационной безопасности населения.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Бодрук О. С. Системи нацюнально! та мiжнародно! безпеки в умовах формування нового свггового порядку 1991-2001 роки: Дис. ... д-ра. полгг. наук: 21.01.01 / Нац. ш-т проблем мiжнар. безпеки. - К., 2003. - 415 с.

2. Хорошко В. А., Чекатков А. А. Методы и средства защиты информации / Под ред. Ю.С. Ковтанюка - К.: Издательство Юниор, 2003. - 504 с.

3. Нестеренко М. П., Шорошев В. В. Стшьниковий телефон - новггне джерело сощальних проблем та загроз // Бизнес и безопасность. - 2004. - № 5. - С. 64-66.

4. Лшкан В. А. Теоретичш основи та елементи нацюнально! безпеки Укра!ни: Монографiя. - К.: Текст, 2003. - 600 с.

5. Домарев В. В. Безопасность информационных технологий. Системный подход. - К.: ООО "ТИД "ДС", 2004. - 992 с.

6. Гурковський В. I. Органiзацiйно-правовi питання взаемоди оргашв державно! влади у сферi нацюнально! шформацшно! безпеки: Дис. ... канд. юрид. наук: 25.00.02 / Нац. акад. держ. управ. при Президентовi Укра!ни. - К., 2004. - 225 с.

УДК 614.89:669

К ВОПРОСУ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ ТЕРМИЧЕСКИХ УЧАСТКОВ

ПРОИЗВОДСТВА

Беликов А. С., д. т.н., проф., Рагимов С. Ю., инж., Кравчук А. М., инж.

Ключевые слова: инфракрасное излучение, радиационное излучение, энергетическая освещенность.

Актуальность. На сегодняшний день в Украине более 3 млн. человек работают в условиях, не удовлетворяющих требований санитарно-технических норм, которые приводят к массовым профессиональным заболеваниям. Оценка негативного влияния инфракрасного излучения на работающих и защита от него является одной из важнейших задач охраны труда и безопасности жизнедеятельности.

Анализ последних исследований и публикаций. Исследования, проводящиеся в различных научно-исследовательских институтах, в частности, в Киевском институте гигиены труда и профзаболеваний, предлагают использовать различные методические основы для определения интенсивности излучения. В предложенной методике имеется целый ряд недостатков, кроме того существует довольно высокая погрешность определения терморадиационной напряженности участков производства.

Цель работы. Усовершенствование зависимостей математического моделирования для расширения энергетических диапазонов исследований и получения результатов с допустимой погрешностью.

Материал и результаты исследований. Источниками инфракрасного излучения являются значительная часть производственных процессов, поверхности оборудования и т. д.

Исследования показали, что не менее 60% всей потерянной теплоты от энергетических установок распространяется путем инфракрасного излучения. Потоки теплового излучения рабочего пространства характеризуются энергетической освещенностью, которая зависит от расстояния до теплового источника.

Рядом авторов [1-2] для определения интенсивности излучения какого либо тела Е, Вт/м2. от нагретой поверхности через отверстие в оборудовании предложено использовать следующие зависимости:

При г>Б

0,91

Е =

Т 100

Т

доп

100

(1)

0,91 Е

Е =

При г<Б

т 100

т

л.

100

(2)

где Е - площадь излучаемой поверхности, м ;

Т - температура излучаемой поверхности, К;

Тдоп - допустимая температура на облучаемой поверхности, К;

г - расстояние до источника излучения, м.

При этом для исследования энергии теплового излучения используют актинометры, радиометры и инфракрасные фильтры для выделения участков спектра (ИКС - 10, ИКС - 12, ИКС - 14).

Как показала практика, предложенная методика имеет ряд недостатков, а главное высокая погрешность определения терморадиационной напряженности на рабочих местах.

Для решения задачи по энергетической освещенности (облученности) используют формулу.

4

4

2

г

4

4

2

г

Е0 = Ь | соб фЛО.

° (3)

где Ео - интенсивность энергетического освещения, Вт/м2

Ь - яркость излучаемой поверхности, Кнд/м2

и - телесный угол, под которым видна излучающая поверхность,

Характер изменения интенсивности теплового излучения источников от расстояния до рабочего места подчиняется квадратичной зависимости и совпадает с кривыми, полученными при физическом световом моделировании. Рассмотрим эти зависимости в плане

математического моделирования, что по нашему мнению позволит расширить энергетические диапазоны исследования и получить результаты с большим квантованием по расстоянию и по пределам интенсивности теплового излучения. Рассмотрим процесс излучения энергии от объекта к поглощаемой площадке облучаемого объекта. Телесный угол измеряется площадью, определяемой телесным углом по сфере единичного радиуса с центром и вершиной (рис.1).

1 Й

1 г "Л

\ ^

Л

Рис.1 Схема расчета энергетической освещенности элементарной площадки.

При этом, с увеличением угла зрения, определяемого отношением сторон с линейными размерами а, Ь, Ь, И, телесный угол сохраняется, даже при бесконечном уменьшении элементарных площадок излучаемой поверхности.

Я = ^ + —

4 (4)

Если Я=1, то линейные размеры изменяются при том же телесном угле, тогда получим:

Ь =

а 2

И2 +

а

а

4И2 + а2

(5)

а / Ь = Я 2 1

ь = а / Я 2 •

Если примем

То все размеры элементарной единичной сферы вписываются в уравнение единичной сферы.

4

1+( Оф

I Фх) I Ох )

(6)

/ = г = Л1 + х2 - у2 „ ф

где '' ' - уравнение единой части сферы.

Размещение осей (рис.2) на элементарной площадке и координат представляет полярную область, в которую проектируется кусок сферы.

Переходя к полярным координатам элементарной площадки после ее интегрирования и проведя соответствующее преобразование мы получим следующее выражение

4 Ь /соэф 1 л/4 л/4

5 = 81ёф i т^г = "8 n1 ~р2 лф = "8 | vсов2ф

0 0 Л/1 ~Р 0 0

-М-Ь2 ф

СОБф

+ 2 л

(7)

Рис.2. Полярные коэффициенты элементарной площадки.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

После преобразования мы уже можем записать формулы определения Ео в следующем виде:

Е0 = 4Иа *(4И2 + а2)-1 * аг^ (а *(4И2 + а2 )~2)

(8)

где а — сторона квадрата, м;

Ь - расстояние от центра излучающей поверхности до освещаемой (облучаемой точки), м.

Согласно предварительным условиям постановки задачи, мы знаем расстояние до источника излучения Ь: энергетическая освещенность (облученность) Ео и размер источника. Исходя из положения взаимосвязи тепловых величин яркость источника Ь может быть определена из данного выражения, а значение 4Ь, представим как какую-то безотносительную величину А и зададим ее как характеристику источника в широких границах заданного предела существования.

В ряде научных работ неучитывались различные формы источников, а также суммарное воздействие теплового излучения от нескольких источников [3-4].

Источники могут быть прямоугольными, протяженными с соотношением сторон 1:4 и более. Также часто отверстия (окна) печей могут быть круглыми, овальными и квадратными. Исходные формулы в таких случаях отличаются.

Рассмотрим основозадающие формулы излучающего тела. Также рассмотрим пример суммарного облучения от нескольких источников принимаем 2, хотя возможно и большее количество.

Если же источник будет другим по форме, прямоугольником или кругом, то формулы несколько изменятся.

1) освещенность точки, находящейся на расстоянии Ь от одной из вершин светящегося прямоугольника:

Е =

Ь

(

а

И2 + а2

аг^

Ь

И2 + а2

Ь

И2 + а2

аг^

а

Л

/И2 + а2 )

а, Ь - размеры прямоугольника

Если имеем квадрат , то получается формула используемая в ваших работах

л

2

Е = 4 Ь

а

к2 + а2

аг^

а

к2 + а2

(10)

Если круглый диск, то

Е =

лЬа

к2 + а2

(11)

Освещенность от круглого диска радиуса а на диске радиуса а', находящегося на расстоянии Ь:

Ф1-2 =

ж Ь

(к2 + а2 + а"2 ))(

-2 + а2 + а ") —

/2)) - 4а

2 "2 2а"2

(12)

Эта формула следует из общей формулы

АА

Ь СОВ0 СОВ0

йАйА

(13)

Данная общая формула это левая часть интегрального уравнения полученного при рассмотрении обратной задачи радиационного излучения, состоящей в отыскании температурного распределения на поверхности по известному полю полусферической плотности падающего излучения на них. Из закона сохранения энергии получено интегральное уравнение первого рода.

Рассмотрим общее положение системы источника излучения и облучаемого объекта.

Пусть имеется некоторая произвольная замкнутая система серых диффузно излучающих тел, разделенных прозрачной средой (рис. 3-4). Одна из постановок обратной задачи в этом случае заключается в отыскании температурного распределения на поверхностях тел Т(М) по известному полю полусферической плотности падающего излучения ЕП(М) на них. На основании закона сохранения энергии эта задача в стационарном случае сводится к решению интегрального уравнения первого рода

соъвМ оо$вы

| = Еп (М)

J ^ жг

^ /имы (14)

относительно полусферической плотности эффективного излучения ЕЭф с последующим расчетом поля температуры Т(М) по формуле

Т(М) = \—[еэФ -1(1 - А)Еп]

1/4

во

(15)

Рис. 3. Инфракрасный имитатор: 1 - испытываемый образец; 2 - излучатели.

2

Рис.4. Замкнутая система тел: 1 - диффузно излучающая поверхность Г; 2, 3 - нормали к поверхностям в точках М и N

соответственно.

Здесь под падающим излучением Еп понимается сумма поглощенного и отраженного поверхностью излучений. Эффективное излучение, исходящее с поверхности серого тела, представляет собой сумму собственного и отраженного излучений.

Задачи подобного типа возникают при определении режимов работы радиационных нагревательных устройств в экспериментальных стендах и различных технологических процессах.

Сформулированные обратные задачи радиационного теплообмена это стационарные и линейные задачи, в которых лучеобменивающиеся тела считаются непрозрачными.

Преобразовав формулу (14) получим выражение вида:

Еэф (М) = Ц Еэф (N)

СОБ вм СОБ ^ г

Л /ГКТ

(16)

Рассмотрим систему дискретно излучающих источников (для примера два источника) с одинаковой интенсивностью излучения. Пусть также присутствует два облучаемых объекта. Тогда на основе зонального метода составления уравнения теплового баланса, характеризующего равенство тепловых потоков, воспринимаемых каждым элементом в условиях облученности и заданных тепловых потоков д1, д2 (рис.5).

Г

Рис.5. Система дискретно излучающих источников. Приходим к системе линейных уравнений

31 Аи С°8в11 + ^2 А12 СО® в12 = - 41

Ж

31А21 С°Б в11 + 32 А21 СОБ в21 = — 42

Ж

(17)

Аи - поглощательная способность >того элемента по отношению к _)-тому излучателю; 0ц - угол направления от _)-того излучателя на >тый облучаемый элемент; 3К - искомая интенсивность К излучателя с номером.

Эта задача решается достаточно просто так как является линейной системой уравнений Так в случае двух источников излучения и двух объектов облучения имеем

3 = 1 42 А11 С°5 в11 - 41А21 СОБ в21 (18)

1 Ж А11А22 СОБв11 СОБв22 - А12А21 СОБв12 СОБв21

3 = 1 41А22 СОБв22 - 42 А12 СОБв12 ^

2 Ж А11А22 СОБв11 СОБв22 - А12 А21 СОБв12 СОБв21

Общая система уравнений для п облучаемых элементов и т облучателей примет вид:

Ж^ ЗА СО® в у = 4г, 1 = 1, п (20)

1=1

Выводы. Используя суперпозицию энергии излучения, можно определять по этим моделям уровень энергии излучения в любой точке свободного поля, что упрощает моделирование энергетической освещенности с учетом расположения рабочих мест от источников излучения и их количества.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Геращенко О. А. Царенко Н. В., Сажина С. А., Грабовский В. В. Измерения лучистой составляющей в диапазоне спектра 1-8 мкм. Вестник Киевского политехнического института. Серийного приборостроения, 1977,- Вып.7,- С.40-42.

2. Методические рекомендации по применению теплозащитных средств в горячих цехах металлургической промышленности. К.: - Минздрав УССР. - 1983,- 33с.

3. Крикунов Г. Н., Беликов А. С., Шлыков Н. Ю., Кияница А. О. Снижение пожароопасности объектов в проектных решениях.- Сб.научн.тр. "Экономика, менеджмент, маркетинг, управление проектами, организация".- Дн-ск: Наука и образование,- 2003.-Вып.№3.- С.89-92

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Беликов А. С. КияницаА. А., Шлыков Н. Ю. Рабич Е. В. Нормирование и оценка теплового излучения на рабочих местах.- Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. Научн. трудов. - Днепропетровск: ПГАСиА, - 2005. - Вып. 33. - С. 99-109.

УДК 331.4(075.8)

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ СИЛЫ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЕГО НАДЕЖНОСТИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА

Беликов А. С., д.т.н., проф., Касъянов* Н. А., д.т.н., проф., Медяник* В. А., к.т.н., доц., Пронина*Ю. Г., асп., Гунченко* О. Н. к.т.н., доц., Андрианова* А. А., асп., Шаломов В. А. к.т.н., доц.

* Восточноукраинский национальный университет им. Владимира Даля, г. Луганск

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.