Расчет толщины экрана для защиты от рентгеновского излучения
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Московская государственная академия
тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова»
Кафедра прикладной экологии
и безопасности труда
Хабарова Е.И., Роздин И.А., Леонтьева С.В.
Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы
студентов по дисциплине «БЖД» (Вариант II)
Утверждено Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ в качестве учебно-методического пособия для самостоятельной работы студентов, обучающихся по всем направлениям бакалавриата по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
МОСКВА 2009
Оглавление
- Расчет освещенности по методу коэффициента использования светового потока……….3
- Расчет толщины экрана для защиты от рентгеновского излучения………………………..6
- Определение температуры вспышки горючих жидкостей по уравнению Элея…………..9
- Определение возможности распространения пламени (взрыва) в помещении пр наличии источника зажигания………………………………………………………………………….11
- Определение безопасных условий использования баллона с горючим газом……………14
Расчет освещенности по методу коэффициента использования светового потока
Анализируемая ситуация
Предприятие арендовало помещение для производственных целей. Требуемая минимальная норма освещенности при системе общего освещения должна соответствовать разряду зрительных работ IIIг (200 лк).
|
|
|
Требуется определить достаточно ли имеющегося количества ламп для проведения запланированных работ.
В случае недостаточного или избыточного освещения указать все возможные характеристики зрительных работ (разряд и подразряд) при системе общего освещения (табл.1.7).
Исходные данные
Данные для проведения расчета приведены в табл.1.1. Вариант задания соответствует № студента по журналу кафедры ПЭ и БТ.
Таблица 1.1 – Исходные данные для расчета искусственной освещенности производственного помещения
| № |
Тип светильника
ЛСП-01 | Лампа | Размеры помещения, м | Свес светильника, м | Характер отражающей поверхности2 | ||||
| тип | шт. | длина | ширина | высота | потолок | стены | |||
| 1. | ЛБ-40 | 30 | 12 | 6 | 4 | 0,7 | А | Г | |
| 2. | ЛТБ-40 | 28 | 12 | 6 | 5 | 1,0 | Б | Д | |
| 3. | ЛХБ40 | 26 | 12 | 8 | 4 | 0,8 | В | Е | |
| 4. | ЛД-40 | 24 | 12 | 8 | 5 | 1,2 | А | Г | |
| 5. | ЛДЦ-40 | 22 | 10 | 8 | 4 | 0,7 | Б | Д | |
| 6. | ЛБ-80 | 20 | 14 | 6 | 4 | 0,8 | В | Е | |
| 7. | ЛТБ-80 | 18 | 14 | 6 | 5 | 1,0 | А | Г | |
| 8. | ЛХБ-80 | 16 | 14 | 8 | 4 | 0,7 | Б | Д | |
| 9. | ЛД-80 | 14 | 14 | 8 | 5 | 1,2 | В | Е | |
| 10. | ЛДЦ-80 | 12 | 14 | 10 | 4 | 0,8 | А | Г | |
| 11. | ЛБ-65 | 30 | 12 | 6 | 4 | 0,7 | Б | Д | |
| 12. | ЛТБ-65 | 28 | 12 | 6 | 5 | 1,0 | В | Е | |
| 13. | ЛХБ65 | 26 | 12 | 8 | 4 | 0,8 | А | Г | |
| 14. | ЛД-65 | 24 | 12 | 8 | 5 | 1,2 | Б | Д | |
| 15. | ЛДЦ-65 | 22 | 10 | 8 | 4 | 0,7 | В | Е | |
| 16. | ЛБ-65 | 20 | 14 | 6 | 4 | 0,8 | А | Г | |
| 17. | ЛТБ-65 | 18 | 14 | 6 | 5 | 1,0 | Б | Д | |
| 18. | ЛХБ-65 | 16 | 14 | 8 | 4 | 0,7 | В | Е | |
1 А – побеленный потолок, Б – чистый бетонный потолок, В – деревянный потолок; Г – побеленные стены при незанавешенных окнах, Д – бетонные стены с окнами, Е – красный кирпич неоштукатуренный.
|
|
|
Методика расчета
Для расчета освещенности помещения (Е, лк) следует использовать выражение:
(1.1)
где F – световой поток одной лампы, лм; определяется в зависимости от напряжения питания и мощности ламп (табл.1.2);
S – площадь пола помещения, м2 (табл.1.1);
K – коэффициент запаса освещенности, учитывающий падение напряжения в электрической сети, изношенность и загрязненность ламп, светильников, стен помещения и т.д.; принимается К = 1,5;
z – поправочный коэффициент светильника, учитывающий неравномерность освещения, имеющий значения z = 1,15-1,20 – для газоразрядных ламп;
n – количество ламп в помещении, шт. (табл.1.1);
η – коэффициент использования светового потока, доли единицы; для различных типов светильников в зависимости от ρс и ρп и индекса помещения (i) определяют по табл.1.4;
|
|
|
ρс и ρп – коэффициенты отражения стен и потолка, % (табл.1.1); принимают по табл.1.3.
Индекс помещения (i) рассчитывается по формуле:
(1.2)
где А и В – длина и ширина помещения, м (табл.1.1);
Нр – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью (расстояние от светильника до рабочей поверхности), м; рассчитывается по формуле:
Нр = Н – h с – h рп (1.3)
где Н – высота помещения, м (табл.1.1);
hс – свес светильника с потолка, м (табл.1.1);
hрп – высота рабочей поверхности, м; hрп = 0,8 м.
Таблица 1.2 – Световой поток для люминесцентных ламп (ГОСТ 6825–91)
| Мощность, Вт | Световой поток, лм | ||||
| Среднее значение для новых ламп цветности | |||||
| ЛБ | ЛТБ | ЛХБ | ЛД | ЛДЦ | |
| 40 | 3200 | 3100 | 3000 | 2500 | 2200 |
| 65 | 4800 | 4850 | 4400 | 4000 | 3150 |
| 80 | 5400 | 5200 | 5040 | 4300 | 3800 |
Пример расшифровки лампы ЛБ-65: Л – люминесцентная; Б – белого цвета; 65 – мощность, Вт.
Таблица 1.3 – Приблизительные значения коэффициентов отражения стен и потолка
|
|
|
| Характер отражающей поверхности | Коэффициент отражения ρ, % |
| Побеленный потолок; побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами | 70 |
| Побеленные стены при незанавешенных окнах; побеленный потолок в сырых помещениях, чистый бетонный и светлый деревянный потолок | 50 |
| Бетонный потолок в грязных помещениях; деревянный потолок, бетонные стены с окнами; стены, оклеенные светлыми обоями | 30 |
| Стены и потолки в помещениях с большим количеством темной пыли; сплошное остекление без штор; красный кирпич неоштукатуренный; стены с темными обоями | 10 |
Таблица 1.4 – Коэффициенты использования светового потока для светильника ЛСП-01 с люминесцентными лампами
| Индекс помещения i | коэффициент отражения потолка ρп, % | ||
| 70 | 50 | 30 | |
| коэффициент отражения стен ρс, % | |||
| 50 | 30 | 10 | |
| коэффициент использования η, % | |||
| 0,5 | 25 | 23 | 22 |
| 0,6 | 31 | 29 | 26 |
| 0,7 | 35 | 33 | 30 |
| 0,8 | 38 | 36 | 32 |
| 0,9 | 41 | 38 | 35 |
| 1,0 | 43 | 40 | 37 |
| 1,5 | 50 | 46 | 44 |
| 2,0 | 54 | 50 | 48 |
| 3,0 | 59 | 54 | 52 |
| 4,0 | 61 | 56 | 55 |
| 5,0 | 63 | 58 | 57 |
Сокращенное обозначение светильника (по ГОСТ 17677–82): ЛСП-01 – светильник с люминесцентной лампой (Л), подвесной (С), для промышленных зданий (П), серии 01.
Таблица 1.5 –Нормируемые величины искусственной освещенности (в точке минимального значения) при системе общего освещения для производственных помещений (СНиП 23-05-95, фрагмент)
| Характеристика зрительной работы | Разряд зрительной работы | Подразряд зрительной работы | Освещенность, лк |
| Высокой точности | III | а | 400 |
| б, в | 300 | ||
| г | 200 | ||
| Средней точности | IV | а | 300 |
| б, в, г | 200 | ||
| Малой точности | V | а | 300 |
| б, в, г | 200 | ||
| Очень малой точности | VI | - | 200 |
| Работа со светящимися материалами в горячих цехах | VII | - | 200 |
| Общее наблюдение за ходом производственного процесса: | |||
| постоянное | VIII | а | 200 |
| периодическое при постоянном пребывании людей в помещении | б | 75 | |
| периодическое при периодическом пребывании людей в помещении | в | 50 | |
| общее наблюдение за инженерными коммуникациями | г | 20 | |
Примечания:
При установлении возможных разрядов и подразрядов зрительных работ необходимо руководствоваться следующим:
a. в табл.1.4 приведены минимальные значения освещенности, необходимые для выполнения данного разряда зрительных работ;
b. величина освещенности (Е) должна находиться в интервале до следующей ступени по шкале освещенности. Ступени шкалы нормированных значений освещенности в люксах: 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000. Например: при расчетной Е = 90 лк, нормативная освещенность должна находиться в интервале 75-99 лк, что соответствует минимальному значению освещенности равному 75 лк для разряда VIIIб.
Расчет толщины экрана для защиты от рентгеновского излучения
Анализируемая ситуация
В одном из производственных помещений установлен рентгеновский аппарат для проведения рентгенографического анализа. В соседних комнатах работают люди, не являющиеся производственным персоналом. Согласно НРБ-99 они относятся к категории Б.
Требуется определить условия, обеспечивающие безопасность этих людей. Для этого следует рассчитать необходимую толщину защитного экрана из бетона и сравнить ее с фактической. При необходимости сделать расчеты защиты «количеством», «расстоянием», «временем» и сравнить их.
Исходные данные
Данные для расчета толщины экрана для защиты от рентгеновского излучения приведены в табл.2.1, вариант задания соответствует № студента по журналу кафедры ПЭ и БТ.
Таблица 2.1 – Исходные данные для расчета толщины экрана для защиты от рентгеновского излучения*
| № по журналу | Umax, кВ | t, ч/нед | J, мА | R, м |
| 1 | 100 | 18 | 20 | 1,4 |
| 2 | 150 | 20 | 21 | 1,45 |
| 3 | 200 | 22 | 22 | 1,5 |
| 4 | 100 | 24 | 23 | 2,55 |
| 5 | 150 | 26 | 24 | 1,7 |
| 6 | 200 | 28 | 25 | 2,25 |
| 7 | 100 | 30 | 20 | 1,7 |
| 8 | 150 | 32 | 21 | 3,75 |
| 9 | 200 | 34 | 22 | 2 |
| 10 | 100 | 36 | 23 | 2,5 |
| 11 | 150 | 19 | 24 | 3,9 |
| 12 | 200 | 21 | 25 | 3,4 |
| 13 | 100 | 23 | 30 | 1,8 |
| 14 | 150 | 25 | 21 | 1,6 |
| 15 | 200 | 27 | 22 | 2,55 |
| 16 | 100 | 29 | 15 | 2,6 |
| 17 | 150 | 31 | 24 | 1,65 |
| 18 | 200 | 25 | 25 | 1,7 |
| 19 | 100 | 35 | 10 | 1,75 |
| 20 | 150 | 18 | 21 | 2 |
| 21 | 200 | 19 | 22 | 2,5 |
| 22 | 100 | 20 | 23 | 2,5 |
| 23 | 150 | 21 | 24 | 1,5 |
| 24 | 200 | 22 | 25 | 1,75 |
| 25 | 100 | 23 | 20 | 1,5 |
| 26 | 150 | 24 | 21 | 2,55 |
| 27 | 200 | 25 | 22 | 3,1 |
| 28 | 100 | 26 | 23 | 2,9 |
| 29 | 150 | 27 | 24 | 2,2 |
| 30 | 200 | 28 | 25 | 2,75 |
* Фактическая толщина экрана (dф) составляет: при Umax = 100 кВ – dф = 23 см; при Umax = 150 кВ – dф = 35 см;
при Umax = 200 кВ – dф = 44 см.
Методика расчета
Для количественного определения следует воспользоваться зависимостью между толщиной защитного экрана (d, см), напряжением на рентгеновском аппарате (трубке) (Umax, кВ) и показателем (К) (рис.2.1). Последний рассчитывают по формуле:
(2.1)
где J – сила тока в рентгеновской трубке, мА;
t – время облучения, ч/нед;
R – расстояние до защищаемого объекта, м;
D – предел эффективной дозы в неделю для лиц рассматриваемой категории, мЗв/нед; для категории Б – персонала, не работающего непосредственно с источником излучения – ПД = 5 мЗв/год.
 |
Определить толщину бетонного экрана для защиты от рентгеновского излучения при заданных значениях и сравнить ее с фактической. При необходимости сделать расчеты защиты «количеством», «расстоянием», «временем» и сравнить их. При выполнении расчетов следует воспользоваться ниже приведенным примером.
Рисунок 2.1 – Зависимость толщины защитного экрана d (см) из бетона от показателя К при напряжении на рентгеновской трубке U = 100 кВ, 150 кВ, 200 кВ
Пример расчета
Определить толщину бетонного экрана для защиты от рентгеновского излучения при напряжении на рентгеновском аппарате Umax = 100 кВ; сравнить ее с фактической. При необходимости сделать расчеты защиты «количеством», «расстоянием», «временем» и сравнить их.
Исходные данные: J = 25 мА; t = 20 ч/нед; R = 1,5 м; D = 0,104 мЗв/нед. Доза D определена из отношения ПД (для категории Б – персонала, не работающего непосредственно с источником излучения – ПД = 5 мЗв/год) к количеству рабочих недель за год (48 недель). Фактическая толщина экрана составляет 26 см.
Решение:
1) Определение толщины экрана для защиты от рентгеновского излучения
Для расчета используем формулу 6.6:
К = 0,028*25*20/1,52*0,104 = 59,8 ≈ 60
Для определения толщины защитного экрана d используем график зависимости d от К (рис.2.1). При К = 60 и Umax = 100 кВ толщина экрана d, обеспечивающего безопасность работы, составляет 27,5 см.
С учетом того, что фактическая толщина защитного экрана (26 см) меньше расчетной (27,5 см) необходимо сделать расчеты защиты «расстоянием», «временем» и «количеством».
2) «Защита расстоянием»
Для определения «защиты расстоянием» выразим расстояние до защищаемого объекта R (м) из формулы (2.1):
R = (0,028 J t / K D)1/2 (2.2)
Тогда при фактической толщине d = 26 см показатель К = 28 (определяется по рис.3.1) и величина R (м) составит:
R = (0,028*25*20 / 28*0,104) ½ = 2,19
Так как фактическое расстояние (Rфакт = 1,5 м) меньше расчетного (Rрасч = 2,19 м), то расстояние до работника должно быть увеличено на величину r (м):
r = R расч – R факт (2.3)
r = 2,19 – 1,5 = 0,7
Таким образом, рабочее место следует переместить на 0,7 м.
3) «Защита временем»
Для определения «защиты временем» используем базовую формулу:
t = K R2 D / 0,028 J (2.4)
t = 28*1,52*0,104 / 0,028*25 = 9,36
Таким образом, недельное время пребывания должно быть уменьшено более чем в 2 раза (20/9,36 = 2,1).
4) «Защита количеством»
Для определения «защиты количеством» используем формулу:
J = K R2 D / 0,028 t (2.5)
J = 28*1,52*0,104 / 0,028*20 = 11,7
Таким образом, ток на трубке должен быть снижен до 11,7 мА.
Анализируя приведенный пример можно заключить, что наиболее простым является установка дополнительного экрана из бетона.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 185; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!