Теплообмін людини з навколишнім середовищем

План

Теплообмін людини з навколишнім середовищем

Вплив вологості та руху повітря на теплообмінні процеси організму людини

Література 

Теплообмін людини з навколишнім середовищем

Людина постійно перебуває в процесі теплової взаємодії з навколишнім середовищем. Для того, щоб фізіологічні процеси в організмі людини відбувалися нормально, тепло, що виділяється організмом людини, повинне повністю відводитися у навколишнє середовище. Порушення теплового балансу може призвести до перегрівання або до переохолодження організму людини і, зрештою, до втрати працездатності, втрати свідомості та до теплової смерті. , Величина тепловиділення організмом людини залежить від ступеня фізичного напруження за певних кліматичних умов і складає від 85 (у стані спокою) до 500 Дж/с (важка робота).

Нормальне теплове самопочуття має місце, коли тепловиділення (Qm) організму людини повністю сприймаються навколишнім середовищем (Qm), тобто, коли має місце тепловий баланс (0^) = (Qm)

У цьому випадку температура внутрішніх органів залишається постійною на рівні 36,6 °С

Організм людини здатний підтримувати квазістійку температуру тіла при достатньо широких коливаннях параметрів навколишнього середовища. Так, тіло людини зберігає температуру близько 36,6 °С при коливаннях навколишньої температури від —40 °С до +40 °С. При цьому температура окремих ділянок шкіри та внутрішніх органів може бути від 24 °С до 37,1 °С.

Найбільш інтенсивні обмінні процеси відбуваються в печінці — її температура — 38,0. . . 38,5 °С. Існує добовий біоритм температури шкіри: максимальна (37,0. . . 37,1°С) о 16. 00. .

19. 00, мінімальна (36,0. . . 36,2°С) о 2. 00. . . 4. 00 за місцевим часом.

Рівняння теплового балансу "людина-навколишнє середовище" вперше було проаналізоване в 1884 році професором Флавіцьким І І Теплообмін між людиною та навколишнім середовищем здійснюється конвекцією внаслідок обтікання тіла повітрям (дк), теплопровідністю через одяг (дт), випромінюванням на оточуючі поверхні (дв) та в процесі тепломасообміну (QTM) при випаровуванні вологи, котра виводиться на поверхню потовими залозами (дп) і при диханні (дд)

Конвективний теплообмін визначається за законом Ньютона

Де tпов — температураповерхні тіла людини (взимку —27,5 °С влітку — 31 °С);

tHC— температура навколишнього середовища, ре — ефективна поверхня тіла людини (50. . . 80% геометричної зовнішньої поверхні тіла людини) Для практичних розрахунків вона приймається рівною 1,8 м2;

ак— коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, ак=4,06 Вт/(м2хград).

Величина і напрямок конвективного теплообміну людини з навколишнім середовищем визначається, переважно, температурою навколишнього середовища, барометричним тиском, рухомістю та вологовмістом повітря.

Рівняння Фур'є, котре описує теплопровідність в одномірному теплопровідному полі, можна записати у вигляді

де ао — коефіцієнт теплопровідності тканин одягу людини, Вт/град,

Л о — товщина тканин одягу людини, м

Теплообмін випромінюванням відбувається за допомогою електромагнітних хвиль між тілами, розділеними променепрозорим середовищем. Теплова енергія, перетворюючись на поверхні гарячогі тіла у променисту, передається на холодну поверхню, де знов перетворюється у теплову. Променистий потік тим більший, чим нижч температура поверхонь, котрі оточують людину і може бути визначенії за допомогою узагальненого закону Стефана-Больцмана:

де Т3 — середня температура поверхні тіла та одягу людини, К; і

1 2 3 4