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.