CC BY
14
НЕКОТОРЫЕ ВАРИАНТЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ИК-ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ ПРИ УСЛОВИИ СОБЛЮДЕНИЯ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ
Толщина Екатерина Юрьевна
аспирант Московского государственного университета путей сообщения,
г. Москва
E-mai: Kate.postbag@gmail. com
SOME VARIANTS OF LOCATION OF IR EMITTERS IN INDUSTRIAL PREMISES PROVIDED HYGIENE REQUIREMENTS
Ekaterina Tolschina
postgraduate student of the Moscow State University of railway transport, Moscow
АННОТАЦИЯ
В настоящей работе представлены некоторые варианты расположения инфракрасных излучателей при соблюдении гигиенических требований. Произведен расчет результирующего лучистого потока и температуры нагреваемой поверхности между параллельными поверхностями и построены диаграммы.
ABSTRACT
In this paper we present some of the options for the location of infrared emitters subject to the hygiene requirements. The calculation of the resulting radiant flux and the temperature of the heated surface between parallel surfaces and the diagrams are constructed.
Ключевые слова: теплообмен, результирующий лучистый поток.
Keywords: heat exchange, resulting radiant flux.
Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» [1, 2] допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены. Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих или локальных ощущений теплового
дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности. Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 1.
Таблица 1.
Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников
Облучаемая поверхность тела, % Интенсивность теплового облучения, Вт/м , не более
50 и более 35
25—50 70
не более 25 100
В ранее опубликованной статье [3] были представлены материалы, позволяющие определить высоту подвеса излучателя в рабочем помещении в зависимости от его температуры. Используя эти данные, была определена плотность расположения излучателей в рабочей зоне помещения при условии соблюдения санитарно-гигиенических требований по величине падающего теплового потока.
Темный излучатель характеризуется более низкой лучистой эффективностью, которая колеблется в диапазоне 45—60 %. Эта эффективность достигается с помощью, так называемого, рефлектора, который образует зеркальную плоскость, отражающую излучения в необходимом направлении. Для концентрации теплового излучения в рабочей зоне помещения рефлектор имеет специальную изогнутую поверхность.
Рисунок 1. Схема распространения энергии от инфракрасного излучателя
За счет изогнутой формы рефлектора распространяемое по полусфере излучение концентрируется в нормальном направлении по отношению к рабочей сфере (рисунок 1). Кроме этого учитывались тепловые потоки излучения, поступающие от соседних излучателей. За счет этого происходит увеличение результирующего теплового потока, что требует вносить корректировку в высоту подвеса излучателей их плотности расположения и температуры.
Расчеты, проведенные по определению изменения величины результирующего теплового потока в рабочей зоне, при различных высотах подвеса и плотности расположения излучателей позволили найти оптимальные параметры. Так, например, как видно из рисунка 2, при температуре излучателя 1^=600 0С и его высоте подвеса в 9 м над рабочей зоной оптимальное расстояние между двумя излучателя должно составлять не менее 14 м, что позволит обеспечить допустимое тепловое воздействие.
Рисунок 2. Величина теплового потока от отопительных панелей,
нагретых до 600 0С
Аналогично были определены расстояния между излучателями при температурах излучателя 11=500—300 0С. Как видно из рисунка 3, оптимальное
расстояние между излучателями при ^=500 0С будет составлять 12 м, при ^=400 0С — 8 м, при ^=300 0С — 6 м. При этом высота подвеса излучателя будет составлять 7, 5 и 4 м соответственно.
Рисунок 3. Величина теплового потока от отопительных панелей, нагретых до: а) 500 0С, б) 400 0С, в) 300 0С
При температуре излучателя ^=200 0С расстояние между отопительными панелями можно варьировать. На рисунке 4 представлены два варианта расположения отопительных панелей 6 и 4 м, при высоте подвеса излучателя 3 м. В обоих случаях будет обеспечено допустимое тепловое воздействие и при
наложении двух тепловых потоков от разных излучателей, величина суммарного теплового потока не будет превышать 100 Вт/м . При этом расстояние между излучателями необходимо определять исходя из обеспечения более комфортных условий по всей поверхности рабочей зоны помещения. Как видно из рисунка 4 б, изменение величины теплового потока по площади будет минимальным.
а)
Рисунок 4. Величина теплового потока от отопительных панелей, нагретых до 200 0С, и различном расстоянии между ними: а) 6 м, б) 4 м
Для подтверждения расчетных данных нами была проведена экспериментальная оценка величины результирующего теплового потока от инфракрасных излучателей в рабочей зоне тепловозного цеха ремонтного локомотивного депо Ярославль -Главный. Производственные помещения депо оборудованы или газовым лучистым отоплением (ГЛО) или газовым воздушным отоплением (ГВО). В установках ГЛО используются газовые инфракрасные (ИК) излучатели "Blackheat" производителя "ROBERTS GORDON", США. В установках ГВО используются приборы
рециркуляционного воздуха "COMBAT" со свободным выбросом нагреваемого воздуха того же производителя. Тепловозный цех оборудован ГЛО. В помещении установлено пять излучателей на расстоянии друг от друга 6 м и на высоте 7,65 м. Основные работы проводятся на расстоянии 5,65 м от излучателя (пол помещения) и 3,65 м от излучателя (пол вне кабины тепловоза).
Для исследований теплового потока был использован радиометр энергетической освещенности переносной «РАТ-2П-Кварц-41». Измерения были проведены на уровне верхней границы рабочей зоны (3,65 м) непосредственно под излучателем, при сдвиге от оси излучателя на 1,5 м и 3 м. Температура излучателей (ti) равна 190 0С. Результаты измерений теплового потока приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Результаты измерений теплового потока
Место проведения измерений Фактическое значение теплового 2 излучения (Вт/м )
Тепловозный цех. На рабочем месте механика (нахождение работника непосредственно под инфракрасным излучателем) 56
Тепловозный цех. На рабочем месте механика (нахождение работника на расстоянии 1,5 м от инфракрасного излучателя) 44
Тепловозный цех. На рабочем месте механика (нахождение работника на расстоянии 3 м от инфракрасного излучателя) 40
По результатам измерений была построена диаграмма изменения величины теплового потока на поверхности рабочей зоны, расположенной между двумя излучателями на расстоянии 3,65 м от излучающих панелей (рисунок 5).
■ ■ ■100 80
гм Д
ш 60 ■ О
. .. 40 ■
. .. ,2о- ■
0
'/У УХУ
——
—-
\l
—- >2
\/
2 Д1, м 1 4 6 12
Рисунок 5. Распределение теплового потока между излучателями: 1 — расчетные данные, 2 — экспериментальные данные
На этом же рисунке приведены значения изменения теплового потока при тех же условиях, полученных расчетным путем. Сравнение расчетных и экспериментальных результатов показывает их практическое совпадение, что позволяет сделать вывод о правильности теоретических расчетов.
Список литературы:
1. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. СанПиН 2.2.4.548-96. Минздрав России, Москва, 1997.
2. Бюллетень нормативных и методических документов Госсанэпиднадзора. Выпуск 3 (21), сентябрь 2005. ISBN 5-7508-0247-7.
3. Сидоров Ю.П., Толщина Е.Ю. Определение допустимой высоты подвеса инфракрасных излучателей в зависимости от их температуры // Теория и
практика современной науки: материалы X Международной научно -практической конференции, г. Москва, 27—28 июня 2013 г. / Науч.-инф. издат. центр «Институт стратегических исследований». М.: Издательство «Спецкнига», 2013. — 420 с.
