ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Теоретические основы защиты от энергетических воздействий
При решении задач защиты выделяют источник, приемник энергии и защитное устройство (рис. 10.1), которое уменьшает до допустимых уровней поток энергии к приемнику.
Защитное устройство (ЗУ) обладает способностями: отражать, поглощать, быть прозрачным по отношению к потоку энергии.
Из общего потока энергии W+, поступающего к ЗУ, часть Wa поглощается, часть W - отражается и часть W~ проходит сквозь ЗУ.
Тогда ЗУ можно охарактеризовать следующими энергетическими коэффициентами: коэффициентом поглощения а = Wa/W+, коэффициентом отражения р = W-/W+, коэффициентом передачи т = W~/W+.
При этом выполняется равенство
Сумма а + т = 1- р = v (где v = Wv/W+) характеризует неотраженный поток энергии Wv, прошедший в ЗУ. Если а = 1, то ЗУ поглощает всю энергию, поступающую от источника; при р = 1 ЗУ обладает 100%-ной отражающей способностью; а равенство т = 1 означает абсолютную прозрачность ЗУ, т. е. энергия проходит через устройство без потерь.
Принципы защиты:
1) принцип: р ^ 1; защита осуществляется за счет отражательной способности ЗУ;
2) принцип: а ^ 1; защита осуществляется за счет поглощательной способности ЗУ;
3) принцип: т ^ 1; защита с учетом свойств прозрачности ЗУ.
На практике принципы комбинируют, получая различные методы защиты. Наибольшее распространение получили методы защиты изоляцией и поглощением.
Методы изоляции используют тогда, когда источник и приемник энергии, являющийся одновременно объектом защиты, располагаются с
разных сторон от ЗУ (рис. 10.2). В основе этих методов лежит уменьшение прозрачности среды между источником и приемником, т. е. выполнение условия т ^ 0. При этом можно выделить два основных метода изоляции: метод, при котором уменьшение прозрачности среды достигается за счет поглощения энергии ЗУ, т. е. условие т ^ 0 обеспечивается условием а ^ 1, и метод, при котором уменьшение прозрачности среды достигается за счет высокой отражательной способности ЗУ, т. е. условие т ^ 0 обеспечивается условием р ^ 1.
О
* 34 10Ґ—/ |
||||
И |
— |
П |
||
SP
Рис. 10.2. Методы изоляции при расположении источника и приемника
С разных сторон от ЗУ.
В основе методов поглощения лежит принцип увеличения потока энергии, прошедшего в ЗУ (рис. 10.3), т. е. достижения условия v ^ 1. Различают два вида поглощения энергии ЗУ: поглощение энергии самим ЗУ за счет ее отбора от источника в той или иной форме, в том числе в виде необратимых потерь, что характеризуется коэффициентом а, и поглощение энергии в связи с большой прозрачностью ЗУ, что характеризуется коэффициентом т.
Т. к. при v ^ 1 коэффициент р ^ 0, то методы поглощения используют для уменьшения отраженного потока энергии; при этом источник и приемник энергии обычно находятся с одной стороны от ЗУ.
При распространении колебаний наряду с коэффициентом а используют коэффициент потерь п, который характеризует количество энергии рассеянной ЗУ:
П = Wslto є = ss/(2rc s), (10.2)
|
Где WS и є^ - средние за период колебаний Т мощность потерь и рассеянная за тоже время энергия; ю = 2п/Т - круговая частота; є - энергия, запасенная системой.
|
|
|
А) |
Качественная оценка степени реализации целей защиты может осуществляться двумя способами:
1) определяют коэффициент защиты Kw в виде отношения
Поток энергии при отсутствии ЗУ
Kw =------------------------------------------------------------------- ^Т -
Поток энергии при наличии ЗУ
2) определяют коэффициент защиты в виде отношения:
K поток энергии на входе в ЗУ
W поток энергии на выходе из ЗУ
Эффективность защиты (дБ) оценивают по соотношению: E = 10 lg Kw. (10.3)