Экспериментальная часть Описание стенда

Внешний вид стенда представлен на рис. 3.8. Стенд представляет собой стол со столешницей 1, на которой размещаются бытовой электрокамин 2 и модель производственного помещения 3 с вентиляционным зонтом 4. Передняя и задняя стенки модели помещения глухие, а боковые стенки – съемные. На боковой поверхности модели помещения (со стороны электрокамина) закреплены крючки, на которые навешиваются сменные экраны 5. Внутри модели установлена стойка 6 с измерительной головкой 7 измерителя тепловых потоков ИПП-2.

Рис. 3.8. Фотография стенда

Бытовой электрокамин 2 используется в качестве источника теплового излучения.

Вентиляционный зонт 4 используется для удаления нагретого воздуха. Внутри вентиляционного зонта установлена лампа накаливания, которая служит для освещения модели производственного помещения, а также в качестве дополнительного источника тепла для изменения теплового режима внутри модели. Снаружи вентиляционного зонта находятся выключатель лампы накаливания и два выключателя вентилятора зонта для разных режимов работы.

Измерительная головка 7 с помощью винтов крепится к вертикальной стойке 6, которая закреплена на плоском основании. Вся эта конструкция может вручную перемещаться по столешнице внутри стенда для изменения расстояния между источником теплового излучения и измерительной головкой.

Для измерения расстояния от источника теплового излучения (электрокамина 2) до измерительной головки 7 используется стандартная линейка.

Сменные экраны 5 имеют один типоразмер и выполнены из металла с темной и светлой окраской, брезента и набора параллельных цепей.

На задней стенке модели помещения установлен гигрометр ВИТ-2 для измерения относительной влажности воздуха внутри модели. Для измерения скорости движения воздуха используется чашечный анемометр.

Порядок выполнения лабораторной работы

Задание 1. Исследовать изменение интенсивности излучения в зависимости от расстояния до источника.

Подключить стенд к сети переменного тока. Включить электрокамин и дать ему прогреться в течение 2 –3 мин. Включить измеритель теплового потока ИПП-2.

Установить головку измерителя теплового потока в штативе таким образом, чтобы она была смещена относительно стойки (см. рис. 3.8) на 100 мм. Установить головку измерителя на крайнюю точку боковой левой стенки модели помещения (нулевая точка). Перемещать штатив вдоль линейки, устанавливая головку измерителя на различном расстоянии (через 3–5 см) начиная от первой (нулевой) точки, и определять интенсивность теплового излучения в этих точках (интенсивность определять как среднее значение). Данные замеров занести в таблицу 1.

Таблица 1

Изменение интенсивности излучения в зависимости от расстояния

Расстояние, мм	0	50	100	150	200
Интенсивность излучения Q, Вт/м2	248	177	156	133	116

График изменения интенсивности излучения в зависимости от расстояния до источника теплового излучения.

Вывод: Чем дальше находится стойка с измерительной головкой от бытового электрокамина, тем меньше интенсивность излучения.

Задание 2. Исследовать эффективность защитного действия различных экранов.

Устанавливая различные защитные экраны, имеющиеся в комплекте: 1 – стальной светлый экран, 2 – стальной черный экран, 3 – экран из цепей, 4 – брезентовый экран, определить интенсивность теплового излучения на определенном расстоянии, где интенсивность теплового излучения наибольшая (исходя из таблицы 4.1 и графика). До проведения измерений экран необходимо прогреть в течение 2 – 3 мин. Оценить эффективность защитного действия экранов по формуле (3.5). Полученные данные занести в таблицу 2.

Таблица 2

Интенсивность излучения и эффективность

теплозащиты при использовании экранов

№ экрана	Без экрана	1	2	3	4
Интенсивность излучения, Вт/м2	156	10	20	60	40
Эффективность экранирования, %	0	0,94	0,87	0,62	0,74

График зависимости эффективности защиты от теплового излучения при использовании различных экранов

Вывод: Интенсивность излучения с использованием экрана меньше, чем без использования экрана. В зависимости от интенсивности излучения меняется и эффективность экранирования, чем больше интенсивность излучения, тем меньше эффективность экранирования.

Задание 3. Исследовать эффективность комбинированной тепловой защиты (экран – вытяжная вентиляция).

Определение эффективности вытяжной вентиляции.

Установить защитный экран (по указанию преподавателя) и прогреть его в течение 2 – 3 мин. Включить тумблер 1 вентилятора вытяжного зонта. Измерить интенсивность теплового излучения на расстоянии, где зафиксирована наибольшая интенсивность теплового излучения Q_в (таблица 3.4). Сравнить полученную интенсивность теплового излучения со значением из таблицы 3.4. Определить эффективность «вытяжной вентиляции» по формуле (3.5).

Повторить определение эффективности вытяжной вентиляции, включив второй тумблер вентилятора вытяжного зонта.

Повторить определение эффективности вытяжной вентиляции, включив оба тумблера вентилятора вытяжного зонта.

Полученные данные занести в таблицу 3.6.

Измерить температуру теплозащитного экрана с помощью датчика температуры измерителя ИПП-2 с использованием зонда для измерения температуры поверхности (см. рис. 3б) в режиме без использования вентиляции и с использованием «вытяжной вентиляции», включив первый тумблер вентилятора вытяжного зонта. Определить эффективность «вытяжной вентиляции» по формуле (3.5), подставив вместо интенсивности теплового излучения температуру.

Повторить определение эффективности «вытяжной вентиляции», включив второй тумблер вентилятора вытяжного зонта.

Повторить определение эффективности «вытяжной вентиляции», включив оба тумблера вентилятора вытяжного зонта.

Полученные данные измерений и расчетов занести в таблицу 3.

Таблица 3

Эффективность вытяжной вентиляции при включенном электрокамине

Условия опыта	С помощью датчика температуры измерителя ИПП-2		С помощью учета количества тепла уносимого вентилятором
	Температура, 0С	Эффектив-ность, %	Q, Вт/м2	Эффектив-ность, %
Без использования «вытяжной вентиляции	32,2	0	20	0
С использованием «вытяжной вентиляции» включен тумблер 1	32	1	15	25
С использованием «вытяжной вентиляции» включен тумблер 2	31,5	2,2	10	50
С использованием «вытяжной вентиляции» включен тумблер1+2	31	3,7	6	70

Вывод: Из данного эксперемента видно, что при снижении температуры, повышается эффективность; чем больше количество тепла уносимого ветром, тем меньше эффективность.

Задание 4. Определение влияния параметров микроклимата на человека

Выключить электрокамин. Установить брезентовый экран, имитирующий тело человека, а за ним в непосредственной близости разместить датчик температуры. Включить осветительную лампу внутри зонта, которая в данном случае будет использоваться в качестве источника тепла (!). Спустя 2 – 3 минуты замерить температуру и с помощью гигрометра ВИТ-2 замерить влажность воздуха внутри модели помещения. Включить оба тумблера вентилятора зонта и спустя 2 – 3 минуты снова замерить температуру и влажность. По результатам измерений определить эффективность вытяжной вентиляции.

Измерить анемометром скорость движения воздуха в патрубке на выходе из зонта при трех различных режимах работы вентилятора зонта. Методику замера скорости воздуха чашечным анемометром смотри в разделе 3.2.7.

Данные измерений занести в таблицу 4

Таблица 4

Эффективность «вытяжной вентиляции» при использовании

осветительной лампы в качестве источника тепла

Положение тумблеров	Температура 0С		Скорость движения воздуха м/с	Влажность %	Эффективность вытяжной вентиляции (по температуре)%
	Лампа выключена	Лампа включена
С использованием «вытяжной вентиляции» включен тумблер 1	27,6	28	0,52	24,9	1,43
С использованием «вытяжной вентиляции» включен тумблер 2	27	27,4	0,24	25	1,45
С использованием «вытяжной вентиляции» включены оба тумблера	26,9	27,1	0,3	25	0,74

Вывод: В данной лабораторной работе мы изучили параметры воздуха рабочей

зоны и защиты от тепловых излучений и можем сделать следующие выводы. При использовании защитных экранов уменьшается интенсивность излучения тепла, а при использовании вытяжки в производственных помещениях снижается температура. Для оптимизации микроклимата производственных помещений нужно использовать защитные экраны от теплового излучения, а также вытяжные и вентяляционные установки для оптимизации температуры, влажности воздуха, скорости воздуха и интенсивности теплового излучения.