Безопасность жизнедеятельнос_под ред. Белова С.В_Учебник_2007 -618с (966432), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием холодно. Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией Ц, в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью О„излучением на окружающие поверхности Д„и в процессе тепломассообмена (О„= Ц. + Ц„), при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами Д„, и при дыхании О,: 120 0-=0+0.+О.+О . Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона: О, = а„Г,(г„., — 1.,), где а, — коэффициент теплоотдачи конвекцией; при нормальных параметрах микроклимата а, = 4,06 Вт/(м' 'С); ㄄— температура поверхности тела человека (для практических расчетов зимой около 27,7'С, летом — около 31,5'С); г — температура воздуха, омывающего тело человека; Р, — эффективная поверхность тела человека (размер эффективной поверхности тела зависит от положения его в пространстве и составляет приблизительно 50...80 % геометрической внешней поверхности тела человека); для практических расчетов Р; = 1,8 м~.
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией можно определить приближенно как гг„= )в/8, где Х вЂ” коэффициент теплопроводности пограничного слоя, Вт/(м 'С); 8 — толщина пограничного слоя омывающего газа, м. Удерживаемый на внешней поверхности тела пограничный слой воздуха (до 4...8 мм при скорости движения воздуха 1г = О) препятствует отдаче теплоты конвекцией. При увеличении атмосферного давления (В) и в подвижном воздухе толщина пограничного слоя уменьшается и при скорости движения воздуха 2 м/с составляет около 1 мм. Передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающей среды и чем выше скорость движения воздуха.
Заметное влияние оказывает и относительная влажность воздуха <р, так как коэффициент теплопроводности воздуха является функцией атмосферного давления и влагосодержания воздуха. На основании изложенного выше, можно сделать вывод, что величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяются в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха, т.
е. О, =ЯГ„; В; 1г; ~р). Передачу теплоты теплопроводностью можно описать уравнением Фурье: Ов = Р"О/бв)~в/(гпов гоо) где ).о — коэффициент теплопроводности тканей одежды человека, Вт/(м. 'С); 8 — толщина одежды человека, м.
Теплопроводность тканей человека мала, поэтому основную роль в процессе транспортирования теплоты играет конвективная передача с потоком крови. Лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающих человека поверхностей. Он может 121 быть определен с помощью обобщенного закона Стефана — Больц- мана: Я~ = СпреУ~~у~ — ~((Т~/100) (Ц100) (5.1) где С., — приведенный коэффициент излучения, Вт/(м К ); е— степень черноты окружающих предметов; г", — площадь поверхности, излучающей лучистый поток, м', у,, — коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров поверхностей У; и У; и показывающий долю лучистого потока, приходящегося на поверхность Г, от всего потока, излучаемого поверхностью У;; Т, — средняя температура поверхности тела и одежды человека, К; Т, — средняя температура окружающих поверхностей, К.
Для практических расчетов в диапазоне температур окружающих человека предметов 10...60'С приведенный коэффициент излучения С„, = 4,9 Вт/(м' К'). Коэффициент облучаемости уь, обычно принимают равным 1,0. В этом случае значение лучистого потока зависит в основном от степени черноты е и температуры окружающих предметов, т. е. О =/(Т,„; е). Количество теплоты, отводимое человеком в окружающую среду при испарении влаги, выводимой на поверхность потовыми железами, Ц„= 6„», где 6„— масса выделяемой и испаряющейся влаги, кг/с; г — скрытая теплота испарения выделяющейся влаги, Дж/кг.
Данные о потовыделении в зависимости от температуры воздуха и физической нагрузки человека приведены в табл. 5.1. Как видно из данных таблицы, количество выделяемой влаги меняется в значительных пределах. Так, при температуре воздуха 30'С у человека, не занятого физическим трудом, влаговыделение составляет 2 г/мин, а при выполнении тяжелой работы увеличивается до 9,5 г/мин. Количество теплоты, отдаваемой в окружающий воздух с поверхности тела при испарении пота, зависит не только от температуры воздуха и интенсивности работы, выполняемой человеком, но и от скорости движения окружающего воздуха и его относительной влажности, т. е.
Ц„=Яг.„' В; и; <р;,)), где У вЂ” интенсивность труда, производимого человеком, Вт. В процессе дыхания воздух окружающей среды, попадая в легочный аппарат человека, нагревается и одновременно насыщается водяными парами. В технических расчетах можно принимать (с запасом), что вьщыхаемый воздух имеет температуру 37'С и полностью насыщен. !22 Т а б л и ц а 5.1. Количество влаги, выделяемой с иоверкиости кожи и из лепота человека, г/мии *Интенсивность труда у, Вт.
Количество теплоты, расходуемой на нагревание выдыхаемого воздуха,' (»тл = )л»рвдС»(тьнл 1»л)~ где Р'„, — объем воздуха, вдыхаемого человеком в единицу времени, «легочная вентиляция», м /с; р — плотность вдыхаемого влажного у воздуха, кг/м', С, — удельная теплоемкость выдыхаемого воздуха, Дж/(кг 'С); г, — температура выдыхаемого воздуха, 'С; г — температура вдыхаемого воздуха, 'С. «Легочная вентиляция» определяется как произведение объема воздуха, вдыхаемого за один вдох, ~;, м на частоту дыхания в секунду 3 гй 1;, = ~;, и. Частота дыхания человека непостоянна и зависит от состояния организма и его физической нагрузки.
В состоянии покоя с каждым вдохом в легкие поступает около 0,5 л воздуха. При выполнении тяжелой работы объем вдоха-выдоха может возрастать до 1,5...1,8 л. Среднее значение легочной вентиляции в состоянии покоя примерно 0,4...0,5 л/с, а при физической нагрузке в зависимости от напряжения может достигать 4 л/с. Таким образом, количество теплоты, выделяемой человеком с выдыхаемым воздухом, зависит от его физической нагрузки, влажности и температуры окружающего (вдыхаемого) воздуха: Д,„=Я/; гр; г ). Чем больше физическая нагрузка и ниже температура окружающей среды, тем больше отдается теплоты с выдыхаемым воздухом.
С увеличением температуры и влажности окружающего воздуха количество теплоты, отводимой через дыхание, уменьшается. Анализ приведенных выше уравнений позволяет сделать вывод, что тепловое самочувствие человека, или тепловой баланс, в системе «человек — среда обитания» зависит от температуры среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, 123 температуры Окружающих предметов и интенсивности физической нагрузки организма: О,„=Яг; в; ср; В; Т.„; У). Параметры — температура окружающих предметов и интенсивность физической нагрузки организма — характеризуют конкретную производственную обстановку и отличаются большим многообразием.
Остальные параметры — температура, скорость, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха — получили название параметров микроклимата. 5.2. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА НА САМОЧУВСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА 80 40 124 Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследованиями установлено, что при температуре воздуха более 30'С работоспособность человека начинает падать. Для человека оп- ределены максимальные температуры в т, мин.
зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специаль- 60 ных средств защиты, около 116'С. 1 На рис. 5.1 представлены ориентиро- вочные данные о переносимости темпераь тур, превышающих 60 С. Существенное 20 значение имеет равномерность темпера- туры. Вертикальный градиент ее не дол- 70 80 90 !00 ггс ЖеН ВыходИТь за пределы 5 С. Переносимость человеком температурно. К!. Переносимость вы- ры, как и его теплоощущение, в значисохих тсмггсратур в аависи- тЕЛЬНОй МЕРЕ ЗаВИСИт От ВЛажНОСтИ И СКО- мости от ллитсльнос™ нх рости окружающего воздуха.
Чем больше относительная влажность, тем меньше ис- 1 — верхняя гранннавыносвнвостн; царявтея ПОТа В ЕдИНИцу ВРЕМЕНИ И ТЕМ быстрее наступает перегрев тела. Особен- пврвгрвва НО НсбдароцрИЯТНОЕ ВОЗДЕВСТВИЕ На ТЕП- ловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при ,, 30'С, так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова, Возникает так называемое «проливное» течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу. Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнения болезнетворными микроорганизмами.
Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30...70 % Вопреки установившемуся мнению величина потовыделения мало зависит от недостатка воды в организме или от ее чрезмерного потребления. У человека, работающего в течение 3 ч без приема жидкости, образуется только на 8 % меньше пота, чем при полном возмещении потерянной влаги. При потреблении воды вдвое больше потерянного количества наблюдается увеличение потовыделения всего на 6 % по сравнению со случаем, когда вода возмещалась на 100 % Считается допустимым для человека снижение его массы на 2...3 % путем испарения влаги — обезвоживание организма. Обезвоживание на 6 % влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения; испарение влаги на 15...20 % приводит к смертельному исходу.
Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1 %, в том числе 0,4...0,6 % ХаС1). При неблагоприятных условиях потеря жидкости может достигать 8 — 10 л за смену и в ней до 60 г поваренной соли (всего в организме около 140 г )МаС1). Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы. При высокой температуре воздуха легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
