Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Расчет технических средств защиты от тепловых излучений





Наиболее распространёнными методами защиты от тепловых лучей (ИК) являются: теплоизоляция (рис. 5.10); экранирование (рис. 5.11); воздушное ду-


ширование.

Экраны для защиты от тепловых излучений могут быть изготовлены из листового алюминия, белой жести, алюминиевой фольги (альфоля), асбестовых щитов, огнеупорного кирпича или могут представлять собой сварные конст­рукции, охлаждаемые водой.

Виды теплоизоляции


V


V


 


мастичная


оберточная


записная


Из штучных изделий


Рис. 5.10. Виды теплоизоляции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Экранирование      
       
N   /
  Источников излучения       Рабочих мест  
  L            
V  
  Экраны  
\  
теплоотражающие   теплопоглощаю-   теплопроводящие
             
           
непрозрачные   полупрозрачные   прозрачные

Рис. 5.11. Классификация экранов [28]

Защита от ионизирующих излучений осуществляется в основном экрани­рованием. Применяется также «защита временем» (ограничение времени рабо­ты с радиоактивными излучениями) и «защита расстоянием» (удаление рабоче­го места от источника радиоактивных излучений).

Эффективность экранирования определяется из выражения (дБ)

(5.9)


где Е1 - интенсивность облучения без экрана, Вт/м;

2- интенсивность облучения с экраном. Заданное снижение температуры ju рассчитывается по формуле

ц = Тиэ,

где Ти - температура источника, ° С;

3 - температура экрана, ° С. Температура экрана определяете» из выражения


(5.10)



,


(5.11)


где tв - температура внутри помещения, °С;

а -коэффициент теплопоглощения;

Е2- интенсивность облучения с экраном, Вт/м2;

а2 - удельная теплоотдача, Вт/м2 °С.

Интенсивность облучения с экраном можно рассчитать по формуле

Е2-=Е1б-е (5.12)

где 5 - коэффициент ослабления (для воды 5 = 1,3);

l -толщина экрана, м;

Е1- интенсивность источника, Вт/м2.

Пример 5.2. Определить эффективность экранирования поста управления завалочной машины напольного типа для мартеновской печи, если известна ин­тенсивность теплового облучения без защитного экрана Я/= 360 Вт/м2 и интен­сивность облучения с экраном Е, = 29Вт/м2.

Решение. Определим интенсивность экранирования из выражения (5.9):


g

E2 29

Вывод. Интенсивность экранирования 11 дБ

Пример 5.3. Определить интенсивность облучения рабочего при исполь­зовании защитного экрана, охлаждаемого водой. Толщина экрана 0,05 м, интен­сивность облучения без экрана 355 Вт/м2.

Решение. Интенсивность облучения с экраном можно рассчитаем по фор­муле (5.12)

, е =355-<Г =355------ 1 2,710'065

Е7 =Е, -е-бе =355-<Ги-°'05 =355 1—- = 33\Вт/м2

2 1 0065

Вывод. Интенсивность облучения с экраном составит

Интенсивность излучения источника (Вт/м) рассчитывается по формуле


= s-C


Т

100


где s - степень черноты полного излучения материала (табл. 5.3};

С0 - коэффициент излучения, (С0 = 4,5 - металл; С0 = 5,3 - огнеупорный ма­териал; С0 = 5,67 -абсолютно черное тело), Вт/(м24); Т- температура излучае­мого тела, °К.


Таблица 5.3 - Степень черноты полного излучения

 

Материал t,°С s
Алюминий окисленный 200...600 0,11...0,19
Сталь    
- листовая шероховатая 940...1100 0,52...0,61
- оцинкованная окисленная   0,276
Ччугун шероховатый 40...250 0,95
Медь полированная   0,023
Асбестовый картон   0,96
Кирпич:    
- шамотный   0,75
-магнезитовый   0,39
-красный   0,93
Штукатурка известковая   0,91

Интенсивность облучения от нагретой поверхности в зависимости от рас­стояния определяется по формулам [30].


,з ,з

г г

f-T-f

0,91-


ООП

100 д


ТдУ


(5.14)


 


Г Г

г <


(5.15)


где r - расстояние от источника облучения до рабочего места, м;

F - площадь издучаемой поверхности, м; T- температура излучаемой по­верхности. К; Тдоп - допускаемая температура на поверхности оборудования, Тдо < 318°К.

Количество теплоты, отдаваемой единицей поверхности в единицу време­ни в окружающую среду, определяется по формуле


g = <*(**-О

где а-суммарный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м -К); tиз- температура на изолированной поверхности, °С; tв- температура воздуха в помещении, °С. Суммарный коэффициент теплоотдачи определяют из выражения


(5.16)


 


aл


(5.17)


 


где ак Вт/(м2-К);


- коэффициент теплоотдачи от изолированной стенки к воздуху,



ал - коэффициент теплоотдачи от изолированной стенки к воздуху путем лучеиспускания, Вт/(м2 -К).

Коэффициент ал рассчитывают по формуле

 


       
   

вн из
л

а. =


Г -г.


(5.18)


где С0 - коэффициент, излучения, абсолютно черного тела,. Вт/(м -К);;

С0 = 5,7

s -степень черноты тела;

Твн - температуравнутри аппарата, °К; Твн = 273 + tвн,

где tвн -температура внутри аппарата, °С;

Тиз - температура надаолиррванной поверхности, °К; Тиз = 273 + tиз,

где tm - температура на изолированной поверхности, °С, (не более 45 °С).

Коэффициент ак рассчитывают по формуле


ак =


 

и

N-X

L


где Nu - критерий Нуссельта;

Я- коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м2-°С (табл. 5.4); L - характерный размер тела (цилиндр - диаметр, горизонтальный па­раллелепипед - ширина, вертикальный параллелепипед - высота).

Таблица 5.4 - Коэффициенты теплопроводности, кинематической вязкости и критерий Прандтля

 

Температура воз- Коэффициент тепло- Коэффициент Критерий
духа, °С проводности Я кинематической Прандтля Рr
  Вт/(м2-°С) вязкости V, м2/(с-10"6)  
  0,0251 14,16 0,705
  0,0259 15,06) 0,703
  0,0267 16,00, 0,701
  0,0276 16,96 0,699
  0,0283 17,95 0,698

Критерий Нуссельта определяют по формуле

Nu=c{Gr-Pr)h

где с и h. - эмпирические коэффициенты, выбираются по табл. 5.5; Gr - критерий Грасгофта;


Рr - критерий Прандтля, приведен в табл. 5.4. Таблица 5.5-Значениекоэффициентов c и h для воздуха (5.20)

 

Gr-Pr с h
МО"3 0,500  
1-Ю"3...5-Ю2.... 1,180 1/8
  0,540 1/4
5-Ю2.... 2-Ю7 0,135 1/3
2-107...М018    

Критерий Грасгофта определяют по: формуле


v

где р - коэффициент объемного расширения, °С;


(5.21)


273 + t

tв - температура воздуха в помещении, °С; g - ускорение свободного падения, м/с2 (g=9,81 м/с2);

v - коэффициент кинематической вязкости, м /(с-10-6), выбираемый по табл.5.3.

Коэффициент теплопередачи рассчитывается по формулам


К =


1 |

а



изол


5.22)


где а - суммарный коэффициент теплоотдачи, (м2. 0С) 5ст,5изол - толщина изолируемой стенки и изоляционного материала, м; КтЛизол- коэффициент теплопроводности стенки и материала, Вт/(м. °С), выби­раем по табл. 5.6. в зависимости от температуры.

Таблица 5.6 - Коэффициенты теплопроводности материалов

 

Материал Температура Коэффициент теплопро­водности, Вт/(м°С)
Асбест:    
листовой   0,12
волокно   0,11
Войлок шерстяной   0,05
Глина огнеупорная   1,04
Дерево сосна   0,11
Картон гофрирован­ный   0,06

Кирпич:    
изоляционный   0,14
строительный 20............. 0>23...0,30
Кожа   0,16
Резина   0,1.6
Стеклянная вата   0,04
Алюминий   204,00
Броня   64,00
Латунь 0. 85,50
Сталь   45,40
Чугун   63,00

? ?

к =


(5.23)


где q - количество теплоты, отдаваемой единицей поверхности тела в еди­ницу времени, Вт/м2;

tвн - температура внутри аппарата, °С;

U - температура воздуха в помещении, °С.

Толщину изоляции можно определить, преобразовав выражение (5.22), по формуле


изол


 

изол

= Я,


К а Лст


(5.24)


Пример 5.4. Рассчитать толщину теплоизоляции вакуум-аппарата, изго­товленного из стали. Толщина стенки 10 мм. Температура среды в аппарате 118°С. В соответствии с санитарными нормами температура воздуха в помеще­нии не должна превышать 23 С, а температура на поверхности изоляции долж­на быть не более 45°С. В качестве теплоизоляции используется войлок шерстя­ной. Характерным размером цилиндрического аппарата является его диаметр, равный 1,5 м.

Решение. Рассчитаем коэффициент теплопередачи от изолируемой стенки к воздуху путем лучеиспускания по формуле (5.18), приняв коэффициент излу-чения абсолютно черного тела равным С„ =5,7 Вт/(м К); степень черноты тела для стали е = 0,61 (табл. 5.3)


5,7-0,61
вн из

л


Со-8


Т -Т.


 


 

 

V

 

100 J

(273+ 118)-(273+ 45)


= 6,096


Определим по формуле (5.21) критерий Грасгофта, приняв за характерный размер тела диаметр аппарата L =1, 5 м

п

1 _ 1,53

-(45-23) = 0,104-10

■9,81-

v

273 + 23 (15,3-10"


Критерий Прандтля для температуры 23° выберем из табл. 5.4: Рг = 0,702. Произведение: Gr ■ Pr = 0,104 • ю11 • 0,702 = 0,73 • 1010

Определим критерий Нуссельта по формуле (5.20), выбрав значения коэф­фициентов с и А для воздуха по табл. 5.5

Nu =c(Gr-Pr)h =0,135(0,73-1010)з =262,4

Определим коэффициент теплопередачи от изолированной стенки к возду­ху путем конвекции по формуле (5.19), выбрав по табл. 5.4 коэффициент теп­лопроводности Л =0,0259

Nu 262,4-0,0259 и g

,40,

L 1,5

Рассчитаем суммарный коэффициент теплоотдачи по формуле (5.17)

а =акл = 6,0096 + 4,5 = 10,59

Определим количество теплоты, отдаваемой единицей поверхности тела в
единицу времени по формуле (5.16);

Определим коэффициент теплопередачи по формуле (5.23)

tm-tU3 118-23

Определим толщину теплоизоляции аппарата (м) по формуле (5.24), вы­брав по табл. 5:6 коэффициенты теплопроводности стенки (сталь) и ц,а АРиала изоляции (войлок) Лстизол,Вт/(м°с)


       
   

cm

cm

изол изол


л а Я


2,43 10,59 45,4


 


ству


Date: 2015-07-01; view: 2061; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.005 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию