Защита от энергетических воздействий

Обобщенное защитное устройство

При решении задач защиты выделяют источник, приемник энергии и защитное устройство, которое уменьшает до допустимых уровней поток энергии к приемнику [2—7].

В общем случае защитное устройство (ЗУ) обладает способностями: отражать, поглощать и быть прозрачным по отношению к потоку энергии. Пусть из общего потока энергии W+, поступающего к ЗУ (рис. 6.1), часть Wa поглощается, часть V~ 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+. Очевидно, что выполняется равенство р + а + т = 1. Если а = 1, то ЗУ поглощает всю энергию, поступающую от источника, при р = 1 ЗУ отражает энергию, а при т = 1 энергия проходит через ЗУ без потерь.

В соответствии с изложенным можно выделить следующие принципы защиты:

  • 1) принцип, при котором а —» 1; защита осуществляется за счет поглощательной способности ЗУ;
  • 2) принцип, при котором р —» 1; защита осуществляется за счет отражательной способности ЗУ;
  • 3) принцип, при котором т —> 1; защита осуществляется с учетом свойств прозрачности ЗУ.
Энергетический баланс защитного устройства

Рис. 6.1. Энергетический баланс защитного устройства

На практике принципы обычно 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. 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 (рис. 6.2, а)), и метод, при котором уменьшение прозрачности среды достигается за счет высокой отражательной способности ЗУ (т.е. условие т —» 0 обеспечивается условием р -» 1 (рис. 6.2, б)).

Р—0 Р —1

а б

Рис. 6.2. Методы изоляции при расположении источника и приемника с разных сторон от ЗУ:

а — энергия поглощается; б — энергия отражается

В основе методов поглощения лежит принцип увеличения потока энергии, прошедшего в ЗУ, т.е. достижение условия т —> 1. Принципиально можно различать 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 (характеризуется коэффициентом а, рис. 6.3, а), и поглощение энергии в связи с большой прозрачностью ЗУ (характеризуется коэффициентом т, рис. 6.3, б). Так как при т —» 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.

В большинстве случаев качественная оценка степени реализации целей защиты может осуществляться двуми способами.

1. При изоляции определяют коэффициент защиты kw в виде отношения

где ПЭ и ПЭзу — потоки энергии в данной точке при отсутствии ЗУ и при его наличии.

2. При поглощении определяют коэффициент защиты kw в виде отношения

где ПЭВХ и ПЭВЫХ — потоки энергии на входе и выходе ЗУ.

Р 1 Р — О

а б

Рис. 6.3. Методы поглощения при расположении источника и приемника с одной стороны от ЗУ:

а — энергия отбирается; б — энергия пропускается

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >