Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности. Воякина Н.В - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а 2
ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА
С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
Цель работы
: научиться определять влияние на организм интенсивности теплообмена тела человека с окружающей
средой.
Теоретические основы
Между человеком и окружающей средой происходит непрерывный процесс теплообмена. Нормальное протекание
физиологических процессов в организме человека возможно лишь тогда, когда образующееся в организме тепло полностью
отводится во внешнюю среду, т.е. когда имеет место тепловой баланс.
Организм человека обладает способностью в зависимости от конкретных метеорологических условий и тяжести труда
регулировать теплообмен с внешней средой, обеспечивая необходимое постоянство температуры тела и сохранение
нормального теплового состояния. Регулирование теплообмена осуществляется путём изменения количества
вырабатываемого в организме тепла и путём увеличения или уменьшения его передачи в окружающую среду за счёт
соответствующих реакций одного из основных механизмов приспособления – терморегуляции.
Терморегуляция – совокупность физиологических процессов, обеспечивающих постоянство температуры тела человека
в допустимых физиологических границах 36,4 – 37,5 °С. Данный диапазон температур внутренних органов человека
наиболее благоприятен для протекания в организме биохимических реакций и деятельности мозга.
В производственных помещениях предприятий, имеющих источники тепловой энергии, возможно тепловое воздействие
в трёх формах: тепловое излучение, тепловая конвекция и теплопроводность.
Виды теплоотдачи от человека к окружающей среде.
Образование тепла в организме человека происходит за счёт
окислительных реакций и сокращения мышц, а также поглощения тепла получаемого извне от оборудования, нагретых
веществ, ламп накаливания и др. Отдача тепла организмом в окружающую среду осуществляется путём конвекции в
результате нагревания воздуха, омывающего поверхность тела, (в благоприятных метеорологических условиях составляет
примерно 30 % всей теплоотдачи), испарения влаги (пота) с поверхности кожи (в среднем 20 – 29 %), теплового излучения на
окружающие предметы, имеющие более низкую чем кожа температуру поверхности (до 60 %).
Теплоотдача – процесс отдачи тепла организмом человека осуществляется:
– теплопроводностью (кондукцией);
– конвекцией (проведением), дыханием и испарением пота и влаги;
– радиацией (излучением).
Некоторое количество тепла затрачивается на нагревание пищи и воды во время пищеварения, нагревание воздуха в
лёгких.
Теплообмен человека при выполнении различных видов физической работы значительно меняется, например,
значительно увеличиваются теплопотери испарением (конвекцией).
Теплопроводность.
Теплопроводностью (кондукцией) осуществляется теплопередача от поверхности тела человека к
соприкасающимся с ним твёрдым предметом.
Перенос тепла в этом случае происходит по Закону Фурье, Дж/с:
Q
конд
= K S
(
t
1
–
t
2
), (2.1)
где
Q
конд
– отдача тепла кондукцией;
S
– поверхность соприкосновения человека с предметом, м
2
;
t
1
– температура
поверхности тела, °С;
t
2
– температура поверхности тела соприкосновения, °С;
K
– коэффициент теплопередачи, Вт/м
2
·К,
равный
K =
1/(Σ[δ/α]
ТК
+
Σ[δ/α]
возд
,
(2.2)
где α – коэффициент теплопроводности, Вт/м⋅К; δ – толщина слоя одежды, м.
Теплопередача кондукцией через воздух составляет очень незначительную величину, так как коэффициент
теплопроводности неподвижно воздуха равен 9,65·10
–4
Вт/м·К.
Конвекция.
Конвекцией осуществляется передача тепла с поверхности тела или одежды человека движущемуся около
него воздуху. В общем балансе теплопотерь теплопередача конвекцией составляет значительную долю (свыше 25…30 %).
Для расчётов теплоотдачи конвекцией можно использовать уравнение Н.К. Витте, основанное на учёте охлаждения
кататермометра и установленных при этом эмпирических постоянных величин:
Q
конв
=
0,10 (0,5 + v )
S
(Т
в
–
Т
п
) для v ≤ 0,6 м/с; (2.3)
Q
конв
=
0,12 (0,273 + v )
S
(Т
в
– Т
п
) для v > 0,6 м/с,
(2.4)
где v – скорость движения воздуха, м/с;
S
– поверхность тела человека, участвующая в теплообмене, м
2
; Т
в
– температура
воздуха, °С; Т
п
– температура (средняя) поверхности кожи, °С.
Испарение с поверхности тела человека.
При испарении пота с поверхности кожи человека отнимается тепло,
являющееся скрытой теплотой парообразования. Процесс теплоотдачи испарением с поверхности кожи и лёгких человека в
условиях комфорта составляет 23…29 % всей теплоотдачи.
Количество тепла, отдаваемого с поверхности тела испарением, определяется уравнением, Вт:
Q
n
=
α
в
WS
(
P
к
–
P
в
), (2.5)

Страницы