С помощью каких качественных и количественных величин можно охарактеризовать освещение, их определение и единицы измерения

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное психофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

Ощущение зрения происходит под воздействием видимого излучения (света), которое представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм. Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длиной волны 0,555 мкм (желтозеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

1. световой поток Ф - часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);

2. сила света J - пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла; измеряется в канделах (кд);

3. освещенность Е - поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока, равномерно падающего на освещаемую поверхность к ее площади: Е= dФ/dS, измеряется в люксах (лк);

4. яркость L - это отношение силы света, излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению;, измеряется в кд/ м².

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

Фон - это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения р) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Фотр к падающему на нее световому потоку Фпад;

р = Фот/Фпм.

В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02...0,95; при р > 0,4 фон считается светлым; при р = 0,2...0,4 средним и при р < 0,2 темным.

Контраст объекта с фоном k - степень различения объекта и фона. Характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона; k = (LорLо)/Lор считается большим, если k > 0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним при k = 0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при k < 0,2 (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности kE - это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока

kE = 100(ЕmaxЕmin)/(2Еcp),

где Еmin, Еmax, Еср – минимальное, максимальное и среднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп KE= 25...65%, для обычных ламп накаливания kE = 7%, для галогенных ламп накаливания kE = 1%.

Показатель ослепленности Ро - критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,

Po=1000(V1/V21),

где V1 И V2 - видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е.

V = k/kпор,

где kпор - пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.

Задачи

Задача 5. В качестве виброизоляторов используются стальные пружины со средним диаметром D, см; диаметром прутка d, см; высотой ненагруженной пружины H₀, см и с числом рабочих витков i. Определить количество n стальных виброизоляторов для нормальной работы двигателя массой Q, кг.

Исходные данные:

а) средний диаметр пружины D= 13,2 см;

б) диаметр прутка d = 1,6 см;

в) модуль упругости на сдвиг G для всех пружинных сталей принимается равным 8 10⁶ Н/см²;

г) коэффициент К, учитывающий повышение напряжений в средних точках сечения прутка вследствие деформаций сдвига (для С = 8,25 К = 1,18);

д) допустимое напряжение при кручении r = 40000 Н/см².

Q ∙10^-3, кг
H₀, см	23,4
i

1. Индекс пружины С определяется по формуле:

С=D/d.

C=8,25

2. Жесткость одной пружины в продольном (вертикальном) направлении:

К_z = G*d/ (8*C³*i), H/см.

К_z= 8*10⁶*1,6/(8*8,25³*6)=474,9 Н/см.

3. Статическая нагрузка Р_ст определяется по формуле:

Р_ст= π*d³*r/(8*K*D), Н.

Р_ст=3,14*1,6³*6,6/(8*1,18*13,2)=0,68 Н

4. Необходимое количество пружин:

n=Q/Р_ст

n=11/0,68=16

5. Общая жесткость стальных виброизоляторов:

К_общ=n*К_z, Н/см.

К_общ=16*474,9=7598,4 Н/см.

Задача 7. Рассчитать систему защиты заземлением от поражения людей электрическим током на машиностроительном заводе в городе Ростове – на – Дону (климатический коэффициент равен 1,3).

Исходные данные:

а) линейное напряжение в сети U_л = 6 кВ;

б) заземляющее устройство состоит из стержней: длиной l=2500 мм и диаметром d=50 мм, заглубленных ниже уровня земли на h₀=0,5 м. и соединительной полосы шириной 20 – 40 мм.

в) стержни размещаются по периметру Р, м;

г) общая длина подключенных к сети воздушных линий l_в, км;

д) общая длина подключенных к сети кабельных линий l_k, км;

е) удельное сопротивление грунта – ρ_изм, Ом ∙ м.

ж) расстояние между стержнями – а, при этом а/ l =1; 2 или 3.

Исходные данные

l_в, км
l_k, км
ρ_изм, Ом ∙ м
Р, м

1. Расчетный ток замыкания со стороны 6000 В подстанции определяется по формуле:

I_з = U_л * (35*l_к + l_в)/350, А.

I_з =6*(35*60+15)/350=36,2 А.

2. Расчетное удельное сопротивление грунта определяется по формуле:

ρ_о= ρ_изм* Ψ, м,

где Ψ – климатический коэффициент (1,3).

ρ_о= 150*1,3= 195 м.

3. Сопротивление одиночного вертикального стержневого заземления, заглубленного ниже уровня земли на h₀=0,5 м определяется по формуле:

R_офс= ρ_о/(2πl) * (ln2l/d +1/2ln((4H+1)/(4H-1)), Ом.

Н=(2,5-0,5)/2=1м.

R_офс= 195/(2*3,14*2,5) * (ln(2*2,5/0,05) +1/2ln((4*1+1)/(4*1-1))=

=60,4 Ом.

4. Приближенное число заземлителей: n= R_офс/R₃, шт.,

n=60,4/4≈15 шт.

5. По приближенному числу заземлителей – n и расстоянию между стержнями – а определяем коэффициент использования заземлителей η_из.

η_из=0,6

6. Предварительное определение количества заземлителей:

η_з= R_офс/(η_из* R₃)=60,4/(0,6*4)=25 шт.

7. Сопротивление полосы (без учета коэффициента использования полосы), соединяющей одиночные вертикальные стержни заземлителя, определяется по формуле:

R_пол= ρ_о/(2πl₁) * ln(2l₁²/bh₀), Ом,

где: b – ширина полосы, равная 20-40 мм,

l₁ – длина полосы, соединяющей заземлители по контуру равна периметру подстанции.

R_пол= 195/533,8*ln1445=2,7 Ом.

8. Сопротивление соединительной полосы с учетом коэффициента использования.

R_пол^'= R_пол/ η_ип

R_пол^'=2,7/0,31=8,7 Ом.

9. Уточняем необходимое сопротивление вертикальных стержневых заземлителей с учетом сопротивления полосы:

R_офс^пол= (R_пол^'* R₃)/(R_пол^'- R₃)

R_офс^пол=(8,7*4)/(8,7-4)=7,4 Ом.

10. Уточненное количество заземлителей с учетом коэффициента использования заземлителей определяется по формуле.

η_з^'= R_офс/(R_офс^пол * η_из)=60,4/(7,4*0,6)=60,4/4,44=14 штук.

Задача 26. Бригаде предстоит работать τ=6 ч. на радиоактивно загрязнённой местности ().Определить дозу облучения, которую получат люди при входе в зону через τ_n после аварии АЭС, если уровень радиации к этому времени (Р_n).