Расчёт теплозащитного экрана на ДСП

 

Так как для наблюдения за ходом технологического процесса требует визуального контроля, то для защиты от теплового излучения выбран прозрачный теплозащитный экран.

Предполагается, что необходимая площадь окна составляет 1 м2. Окно расположено в десяти метрах от ДСП (источника излучения тепловой энергии). Температура источника излучения равна 400 °С.

Интегральная плотность теплового потока от источника излучения определяется по формуле:

 

, (31)

 

где  – коэффициент излучения абсолютно чёрного тела, =5,67 Вт/(м2×К4);

 – площадь источника излучения (рабочее окно), F = 2,2 м2;

–температура источника излучения, К;

–эффективная температура перед прозрачным экраном, принята равной температуре окружающего воздуха, = 293 К.

Тогда, тепловой поток будет равен:

Q = 5,67·1·[(693/100)4 – (293/100)4] = 13196 Вт.

Плотность теплового потока перед экраном (qпэ) определяется по формуле:

 

, (32)

 

где  – расстояние от источника излучения до экрана, =15 м.

Следовательно, плотность теплового потока перед экраном будет равна:

 Вт/м2.

Тепловой поток, поглощённый экраном  определяется по формуле:

 

 (33)

 

где  – эффективность теплозащиты прозрачного экрана в зависимости от температуры источника излучения и вида материала экрана.

В качестве материала выбрано органическое стекло. Для выбранного материала при температуре 500 °С: Кэ = 0,95. Следовательно, тепловая энергия, поглощённая экраном равна:

 = 123,8·0,95 = 117,6 Вт/м2.

Далее в расчёте принимается, что отражение прозрачного экрана равно нулю. Экран под воздействием поглощённой энергии нагревается выше окружающей среды, и сам становится источником излучения, излучаемая экраном энергия распределяется поровну в обе стороны от вертикально расположенного плоского экрана. Для упрощения предполагается, что конвективная составляющая теплоотдачи равна нулю и теплоотдача всей поглощённой экраном энергии происходит излучением.

 

 (34)

 

где  – плотность теплового потока на рабочем месте, Вт/м2;

 – поглощённая экраном энергия, Вт/м2.

Следовательно, после установки теплозащитного экрана тепловой поток на рабочем месте составит:

 Вт/м2.

Так как нормируемое значение составляет 140 Вт/м2, то можно сделать вывод, что установка теплозащитного экрана из закалённого теплоотражающего стекла с плёночным покрытием достаточна для обеспечения удовлетворительного уровня тепловой облучённости в помещении пульта управления.