Номограмма эффективно-эквивалентной температуры

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 9Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Приложение 1.2

Характеристика отдельных категорий работ

Категории работ разграничиваются на основе интенсивности энергозатрат организма в ккал/ч (Вт).

К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на пред- приятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.).

К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 121...150 ккал/ч (140...174 Вт), производимые сидя, стоя или связан- ные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напря- жением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастеры в различных видах произ- водства и т.п.).

К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 151...200 ккал/ч (175...232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, пе- ремещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).

К категории IIб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 201...250 ккал/ч (233...290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным фи- зическим напряжением (ряд профессий в механизированных литей- ных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машино- строительных и металлургических предприятий и т.п.).

К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передви- жениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набив- кой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).

Приложение 1.3

Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений [1]

* Период года:

– теплый – характеризуется среднесуточной температурой на- ружного воздуха t сс> +10 °С;

– холодный – t сс ≤ +10 °С.

Приложение 1.4

Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений [1]

*

При температуре воздуха на рабочих местах 25 °C и выше максимально допустимые величины относительной влажности

воздуха не должны выходить за пределы: 70 % – при температуре воздуха 25 °C; 65 % – при температуре воздуха 26 °C; 60 % – при темп**ературе воздуха 27 °C; 55 % – при температуре воздуха 28 °C.

При температуре 26...28 °C скорость движения воздуха, указанная в таблице для теплого периода года, должна соответ-

ствовать диапазону: 0,1...0,2 м/с – при категории работ Iа; 0,1...0,3 м/с – при категории работ Iб; 0,2...0,4 м/с – при категории работ IIа; 0,2...0,5 м/с – при категории работ IIб и III.

Приложение 1.5

Рекомендуемые величины интегрального показателя тепловой нагрузки среды для профилактики перегревания организма [2]

Таблица для определения относительной влажности

Приложение 1.6

Разница показаний «сухого» и «влажного» термометров, С Температура «сухого» термометра, С

(по аспирационному психрометру) °

Приложение 1.7

Градуировочный график для определения скорости движения воздуха (v, м/с) по анемометру

11

9

0 1 2 3 4

Лабораторная работа 2

ЗАЩИТА ОТ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Цель работы – ознакомление с основами теории теплового излу- чения, нормативными требованиями к тепловому излучению и про- мышленными методами защиты от него; приобретение навыков пользования приборами для измерения плотности тепловых потоков и температуры поверхностей. Оценка эффективности защитных эк- ранов.

Общие сведения

2.1.1. Источники, характеристики и воздействие теплового излучения на организм человека

Любое тело, имеющее отличную от абсолютного нуля температу- ру, излучает энергию в виде электромагнитных волн с длиной волны от нуля до бесконечности. В зависимости от агрегатного состояния вещества его излучение может быть сплошным (твердые вещества, жидкости) и дискретным (пары и газы). Тепловым излучением назы- вают излучение в видимом (длина волны λ = 0,4...0,75 мкм) и ближ-

нем инфракрасном (λ = 0,75...2,5 мкм) спектральных диапазонах.

Инфракрасные лучи оказывают на организм человека в основном

тепловое действие. Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насы- щенность крови, понижается венозное давление, замедляется крово- ток и, как следствие, наступает нарушение деятельности сердечно- сосудистой и нервной систем.

Инфракрасное (ИК) излучение способно проникать в живую ткань организма на разную глубину в зависимости от длины волны излуче- ния. Лучи длинноволнового диапазона (с длиной волны >1,5 мкм) по- глощаются поверхностными слоями кожи на глубине 0,1...0,2 мм, и их физиологическое воздействие на организм проявляется, главным образом, повышением температуры кожи и перегревом организма. Они могут вызвать ожог кожи и глаз. Наиболее частым и тяжелым поражением глаз вследствие воздействия инфракрасных лучей явля- ется катаракта. Лучи коротковолнового диапазона (0,76...1,5 мкм) обладают способностью проникать в человеческий организм на не-

сколько сантиметров. Такое ИК излучение легко проникает через кожу и черепную коробку в ткань мозга, вызывая быструю утомляе- мость, снижение внимания, усиленное потоотделение, а при дли- тельном облучении – тепловой удар. При облучении коротковолно- выми ИК лучами наблюдается повышение температуры легких, по- чек, мышц и других органов. В крови, лимфе, спинномозговой жид- кости появляются специфические биологически активные вещества, наблюдаются нарушения обменных процессов, изменяется состояние центральной нервной системы.

Кроме непосредственного воздействия на человека лучистая теп- лота нагревает окружающие конструкции. Эти вторичные источники отдают теплоту окружающей среде излучением и конвекцией, в ре- зультате чего температура воздуха внутри помещения повышается.

Облучение организма малыми дозами лучистой теплоты полезно, но значительная интенсивность теплового излучения и высокая тем- пература воздуха могут оказать неблагоприятное действие на чело- века. Тепловое облучение интенсивностью до 350 Вт/м2при кратко- временном воздействии не вызывает неприятного ощущения, при 1050 Вт/м2уже через 3...5 мин на поверхности кожи появляется не- приятное жжение (температура кожи повышается на 8...10 °С), а при 4000 Вт/м2через несколько секунд возможны ожоги [1].

Интенсивность теплового облучения на отдельных рабочих местах мо- жет быть значительной. Например, в момент заливки стали в форму она составляет 12 000 Вт/м2; при выбивке отливок из опок 350...2000 Вт/м2, а при выпуске стали из печи в ковш достигает 7000 Вт/м2[1].

Общее количество теплоты, падающее на тело человека, зависит от размера облучаемой поверхности, температуры источника излуче- ния и расстояния до него. Для характеристики теплового излучения принята величина, названная интенсивностью теплового облучения.

Интенсивность теплового облучения (плотность потока па- дающего излучения) q пад, Вт/м2– это мощность лучистого потока, приходящаяся на единицу облучаемой поверхности.

Основные законы теплового излучения были открыты в следую- щей хронологической последовательности:

1) закон Кирхгофа – отношение плотности потока излучения к поглощательной способности всех тел одинаково, равно плотности потока излучения абсолютно черного тела (АЧТ) при той же темпе- ратуре и зависит от температуры:

(),

q

= q 0= ϕ T

A

где q – плотность потока излучения тела, Вт/м2;

A – поглощательная способность тела;

q 0 – плотность потока излучения АЧТ, Вт/м2;

T – температура, К.

2) закон Стефана – Больцмана устанавливает зависимость пол- ной (по всем длинам волн излучения) плотности потока АЧТ от тем- пературы:

q 0= σ T,

где σ – постоянная Стефана – Больцмана, σ = 5,67 · 10–8Вт/(К4·м2).

3) закон Вина устанавливает распределение энергии в спектре АЧТ в зависимости от температуры: произведение температуры на длину волны с максимальной энергией – величина постоянная:

λmax T = b,

где λmax – длина волны, соответствующая max излучению, м;

b – постоянная, b = 2,9·10–3, (м·К).

4) закон Планка дает зависимость спектральной плотности пото- ка АЧТ (нагретого до температуры Т) от длины волны излучения λ:

−1

0 −5 ⎡

⎛ c 2⎞ ⎤

q λ= c 1λ

⎢exp ⎜ ⎟ −1⎥,

⎣ ⎝ λ T ⎠ ⎦

где q 0λ – спектральная плотность потока, Вт/м3;

с 1, с 2 – константы;

λ – длина волны, м.

2.1.2. Нормирование теплового излучения

В существующей нормативно-технической документации норми- руются следующие величины:

– интенсивность теплового облучения, Вт/м2;

– температура воздуха рабочей зоны, °С;

– температура нагретых поверхностей технологического оборудо- вания, °С;

– интегральный показатель тепловой нагрузки среды – ТНС- индекс, °С.

1. Интенсивность теплового облучения q пад, Вт/м2зависит от доли открытой поверхности тела человека S.

Согласно ГОСТ 12.1.005–88 ССБТ «Общие санитарно- гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» [2] интенсив- ность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоля- ции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна пре- вышать значений, приведенных в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Зависимость интенсивности теплового облучения от доли открытой поверхности тела человека S

В любом случае облученность работающих открытыми источни- ками теплового излучения (нагретый металл, стекло, «открытое пла- мя» и т.п.) не должна превышать 140 Вт/м2, облучению не должно подвергаться более 0,25 поверхности тела S при обязательном ис- пользовании средств индивидуальной защиты.

2. При наличии теплового облучения температура воздуха в со- ответствии с ГОСТ 12.1.005–88 [2] не должна превышать на посто- янных рабочих местах верхние границы оптимальных значений для теплого периода года, на непостоянных рабочих местах – верхние границы допустимых значений для постоянных рабочих мест (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Рабочее место Температура, С Категория работы легкая средняя тяжелая Ia Iб IIa IIб III Постоянное           Временное

Допустимые значения температуры воздуха рабочей зоны, °С при наличии теплового излучени°я [2]

3. В целях профилактики тепловых травм температура наружных поверхностей технологического оборудования или ограждающих его устройств не должна превышать 45 °С (ГОСТ 12.1.005–88 [2]).

В соответствии с ГОСТ 12.4.123–83 ССБТ «Средства коллектив- ной защиты от инфракрасных излучений. Общие технические требо- вания» [3] средства защиты должны обеспечивать температуру по- верхностей оборудования не выше 35 °С при температуре внутри теплоисточника до 100 °С и не выше 45 °С при температуре внутри теплоисточника выше 100 °С.

4. ТНС-индекс рекомендуется использовать для оценки сочетан- ного воздействия параметров микроклимата в целях осуществления мероприятий по защите работающих от возможного перегревания на рабочих местах, на которых скорость движения воздуха не превыша- ет 0,6 м/с, а интенсивность теплового облучения – 1200 Вт/м2 (см. лабораторную работу 1).

2.1.3. Меры защиты

Основные мероприятия по снижению опасности воздействия ИК излучения на человека включают в себя: снижение интенсивности излучения источника; технические защитные средства; защиту вре- менем, использование средств индивидуальной защиты, лечебно- профилактические мероприятия.

Cогласно ГОСТ 12.4.011–89 ССБТ «Средства защиты работаю- щих. Общие требования и классификация» [4] средства промышлен- ной теплозащиты должны удовлетворять следующим требованиям:

– обеспечивать оптимальный теплообмен организма работника со средой обитания;

– обеспечивать необходимую подвижность воздуха (повышение доли конвективной теплоотдачи) с целью достижения комфортных условий;

– иметь максимальную эффективность теплозащиты и обеспечи- вать удобство эксплуатации.

Все средства защиты работающих в зависимости от характера их применения подразделяют на две категории: коллективные и инди- видуальные.

В соответствии с ГОСТ 12.4.011–89 [4] и ГОСТ 12.4.123–83 [3] к

коллективным средствам теплозащиты относятся устройства: огра- дительные (экраны, щиты и др.); герметизирующие; теплоизоли- рующие; вентиляционные (воздушное душирование, аэрация и др.); автоматического контроля и сигнализации; дистанционного управ- ления; знаки безопасности.

Выбор теплозащитных средств в каждом случае должен осуще- ствляться по максимальным значениям эффективности с учетом тре-

бований эргономики, технической эстетики, безопасности для данно- го процесса или вида работ и технико-экономического обоснования.

Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление и наблюдение дают возможность пре- бывания рабочих вдали от источника радиационной и конвекцион- ной теплоты.

Уменьшению поступления теплоты в цех способствуют меро- приятия, обеспечивающие герметичность оборудования. Плотно подогнанные дверцы, заслонки, блокировка закрытия технологиче- ских отверстий с работой оборудования – все это значительно сни- жает выделение теплоты от открытых источников.

Теплоизоляция поверхностей источников излучения (печей, со- судов и трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее теп- ловыделение, так и радиационное. Кроме улучшения условий труда тепловая изоляция уменьшает тепловые потери оборудования, сни- жает расход топлива (электроэнергии или пара) и приводит к увели- чению производительности агрегатов.

Теплоизоляция конструктивно может быть мастичной, оберточ- ной, засыпной, с использованием штучных и формовочных изделий (кирпичи и др.) и смешанной.

В настоящее время известно много различных видов теплоизоля- ционных материалов. К неорганическим материалам относятся: ас- бест, асбоцемент, вермикулит, керамзит, минеральная вата и войлок, стекловата и стеклоткань, ячеистый бетон и др. Органическими изо- ляционными материалами являются древесные опилки, пробковые, древесноволокнистые и торфоизоляционные плиты, пенопласт и др. При выборе материала для изоляции необходимо принимать во вни- мание механические свойства материалов, а также их способность выдерживать высокую температуру.

Теплозащитные экраны применяют для локализации источников лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и снижения температуры поверхностей, окружающих рабочее место.

По способу крепления на объекте экраны подразделяют на: съем- ные и встроенные.

По принципу действия экраны подразделяются на: теплоотра- жающие, теплопоглощающие, теплоотводящие и комбинированные. Отнесение экрана к той или иной группе производится в зависимости от того, какая способность экрана более выражена.

По степени прозрачности экраны делят на: непрозрачные (свето- пропускание менее 40 %), полупрозрачные (светопропускание 40...75 %) и прозрачные (светопропускание более 75 %). В непро- зрачных экранах энергия поглощенных электромагнитных волн пре- вращается в тепловую энергию. Экран нагревается и, как всякое на- гретое тело, становится источником теплового излучения. При этом излучение поверхностью экрана, противолежащей экранируемому источнику, условно рассматривается как пропущенное экраном из- лучение источника теплового излучения. К этому классу относят ме- таллические водоохлаждаемые и футерованные асбестовые, альфо- лиевые (из алюминиевой фольги), алюминиевые экраны.

В прозрачных экранах пропущенное излучение, взаимодействуя с веществом экрана, минует стадию превращения в тепловую энергию и распространяется внутри экрана по законам геометрической опти- ки, что и обеспечивает видимость через экран. Прозрачные экраны применяются для смотровых проемов пультов и кабин управления, щитков и т.д. Этот класс составляют экраны из различных стекол: силикатного, кварцевого и органического, бесцветного, окрашенного и металлизированного; пленочные водяные завесы, свободные и сте- кающие по стеклу; вододисперсные завесы. Водяные завесы погло- щают поток тепла до 80 % без существенного ухудшения видимости. Высокой эффективностью обладают аквариальные экраны (до 93 %), представляющие собой коробку из двух стекол, заполненную про- точной чистой водой с толщиной слоя 15...20 мм. Вододисперсная завеса представляет собой плоскую воздушную струю со взвешен- ными в ней капельками воды (эффективность около 70 %).

Полупрозрачные экраны объединяют в себе свойства прозрачных и непрозрачных экранов. К ним относятся экраны из металлической сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металличе- ской сеткой; для повышения эффективности все эти экраны могут орошаться водяной пленкой.

Примеры характеристик конструкций оградительных устройств (экранов) приведены в прил. 2.1.

В производственных помещениях для ассимиляции избыточной теплоты предусматривают естественную вентиляцию (аэрацию).

Аэрация – организованный естественный воздухообмен, осущест- вляемый за счет теплового и ветрового напоров.

При интенсивности теплового облучения на открытых рабочих местах 350 Вт/м2и выше и температуре воздуха не ниже 27...28 °С при проведении средней и тяжелой физической работы применяют

зональное мелкодисперсное распыление воды. Водяная пыль, попа- дая на одежду и тело работающего, испаряясь, способствует охлаж- дению, а вдыхаемая водяная пыль предохраняет слизистые оболочки дыхательных путей от высыхания.

Для создания комфортных микроклиматических условий в огра- ниченном объеме (например, на рабочем месте) применяются: воз- душные оазисы, воздушные завесы и воздушные души.

Воздушный оазис создают в отдельных зонах рабочих помещений с высокой температурой. Для этого часть рабочего помещения огра- ничивают легкими переносными перегородками высотой 2 м и в ого- роженное пространство подают прохладный воздух со скоростью 0,2...0,4 м/с.

Воздушные завесы создают для предупреждения проникновения в помещение наружного холодного воздуха путем подачи более тепло- го воздуха с большой скоростью (10...15 м/с) под некоторым углом навстречу холодному потоку.

При воздействии на работающего теплового облучения интенсив- ностью 350 Вт/м2и более, а также 175...350 Вт/м2при площади излу- чающих поверхностей в пределах рабочего места более 0,2 м2приме- няют воздушное душирование. Воздушное душирование представля- ет собой поток воздуха, имеющий заданные параметры (температуру, скорость движения, иногда влажность), подаваемый непосредствен- но на рабочее место. Ось воздушного потока направляют на грудь человека горизонтально или под углом 45°. Охлаждающий эффект воздушного душирования зависит от разности температур тела рабо- тающего и потока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом тела человека.

Эффективность любого теплозащитного устройства оценивается как:

Э = q пад

−

q проп⋅100, (2.1)

q пад

где Э – эффективность теплозащитного устройства, %;

q пад – тепловой поток, падающий на теплозащитное устройство (экран) от источника, Вт/м2;

q проп– тепловой поток, пропущенный теплозащитным устройст- вом (экраном), Вт/м2.

К основным организационным мерам защиты относят:

– категорирование помещений (установление тепловой характе- ристики помещения).

Тепловая характеристика помещения устанавливается в зависимо- сти от величины избытков явной теплоты.

Избытки явной теплоты Q яв (теплонапряженность), Вт – тепло- вые потоки от всех источников (тепло, выделяемое печами, нагретым металлом, электрооборудованием, людьми, отопительными прибо- рами, солнечным нагревом) за вычетом теплопотерь через огражде- ния при расчетных параметрах наружного воздуха.

Производственные помещения делят на: помещения с незначи- тельными избытками явной теплоты с теплонапряженностью Q яв≤ 23 Вт/м3= 84 кДж/(м3⋅ч) и помещения с избытками явного теп-

ла с Q яв> 23 Вт/м3(горячие цехи – доменные, сталеплавильные, про-

катные и др.).

– организацию дополнительных перерывов в работе (график пе- рерывов разрабатывается применительно к конкретным условиям работы и в зависимости от тяжести работ, с учетом того, что частые короткие перерывы более эффективны для поддержания работоспо- собности, чем редкие, но продолжительные).

– защиту временем во избежание чрезмерного общего перегрева- ния и локального повреждения (ожога). Регламентируют продолжи- тельность периодов непрерывного ИК облучения человека и пауз между ними в соответствии с Р 2.2.2006–05 «Руководство по гигие- нической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» [5].

– организацию мест отдыха (где обеспечивают благоприятные ус- ловия);

– регулярные медосмотры для своевременного лечения.

К индивидуальным средствам относятся специальная одежда, фартуки, обувь, рукавицы. При защите от тепловых излучений спец- одежда выполняется воздухо- и влагонепроницаемой (хлопчатобу- мажная, льняная, грубошерстное сукно). Для защиты головы от из- лучения применяют каски и войлочные шляпы; для защиты глаз – очки темные или с прозрачным слоем металла, маски с откидным экраном.

При кратковременных работах в условиях высоких температур (тушении пожаров, ремонте металлургических печей), где темпера- тура достигает 80...100 °С, большое значение имеет тепловая трени- ровка. Устойчивость к высоким температурам может быть в некото- рой степени повышена лечебно-профилактическими мероприя-

тиями: использованием фармакологических средств (дибазола, ас- корбиновой кислоты, смеси этих веществ и глюкозы), вдыханием кислорода, аэроионизацией.

Для ослабления воздействия тепловых излучений на организм че- ловека устанавливают рациональный питьевой режим – снабжают рабочих горячих цехов подсоленной газированной водой, белково- витаминными напитками и т.п.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте