Топлообмен между човешкото тяло и - п

3.2. ОБМЕН НА ТОПЛИНА МЕЖДУ ЧОВЕШКОТО ТЯЛО И

Човек в трудовия процес е постоянно в състояние на термично взаимодействие с околната среда. Топлообменът на човешкото тяло с околната среда се състои във връзката между образуването на топлина в резултат на жизнената дейност на организма и връщането или получаването на топлина от външната среда. Интензивността и естеството на топлообмена между човек и околната среда зависят от микроклиматичните условия на производствените помещения, производството на топлина на човешкото тяло, функционалното състояние на тялото и преноса на топлина от дълбоко разположените тъкани към кожата.

Количеството топлина, генерирано от човешкото тяло, зависи от степента на неговия физически стрес и параметрите на микроклимата в производственото помещение и е 85 W в покой, увеличавайки се до 500 W по време на тежка физическа работа.

Топлопредаването от човешкото тяло към околната среда се осъществява по следните начини: в резултат на топлопроводимостта през дрехите (Qt); телесна конвекция (Qc), излъчване върху околната средаповърхности (Qs), изпаряване на влагата от повърхността на кожата (Qs), както и поради нагряване на издишания въздух (Qs).

Топлопроводимост(Qт) представлява трансферът на топлина порадипроизволно (термично) движение на микрочастици (атоми, молекули или електрони) в пряк контакт помежду си. Топлината може да се предава само от тяло с по-висока температура към тяло с по-ниска температура. Интензивността на топлообмена зависи от температурната разлика между телата и топлоизолационните свойства на облеклото.

Топлопредаването чрез топлопроводимост може да бъде описано чрез уравнението на Фурие:

, (3.7)

- коефициент на топлопроводимост на човешките дрехи, W/(m. ° С);

- дебелина на облеклото на човек, m;

- ефективна повърхност на човешкото тяло;

- температура на телесната повърхност, ºС;

- околна температура, K.

Тъй като температурата на човешкото тяло е почти постоянна (36,5 ° C), промяната в връщането на топлината от човека се случва главно поради промяната в околната температура. И когато температурата на въздуха или околните предмети е по-висока от 36,5 ° C, човешкото тяло се нагрява. Човешкото облекло има топлоизолационни свойства: колкото по-топло е облеклото, толкова по-малко топлина се отделя от човека за околната среда.

Чрез конвекция (Qда се) се нарича пренос на топлина поради движението и смесването на макроскопични обеми газ или течност. Интензивността на топлообмена е пропорционална на повърхността на тялото, разликата в температурата между тялото и околната среда и скоростта на движение на въздуха.

Количеството топлина, предадено на околния въздух конвекция (Qда се,W), с непрекъснат процес на пренос на топлина, той може да се изчисли съгласно закона на Нютон за пренос на топлина, който за непрекъснат процес на пренос на топлина се записва във формата:

- коефициент на топлопреминаване чрез конвекция; с нормални параметри на микроклимата ak = 4,06 W/(m 2 . ° C).

Стойността на коефициента на топлопреминаване чрез конвекция може да бъде приблизително определена като ak = л / г къде л - коефициент на топлопроводимост на граничния слой газ, W/(m . ° С); d - дебелина на граничния слой на измиващия газ, m;

- ефективна повърхност на човешкото тяло (размерът на ефективната повърхност на тялото зависи от позицията му в пространствотое приблизително 50. 80% от геометричната външна повърхност на човешкото тяло); за практически изчисления Fe= 1,8 m 2;

- телесна температура, ° С;

- околна температура, ° С.

Топлинна радиация (Qна) Процесът на разпространение на електромагнитни трептения с различни дължини на вълните,уловени от топлинното движение на атоми или молекулитяло. Топлопредаването чрез инфрачервено лъчение се извършва по посока на повърхности с по-ниска температура. Количеството топлина, предадено по този начин, се определя от закона на Стефан-Болцман. Според този закон специфичната мощност на излъчване с повишаване на температурата на излъчващото тяло се увеличава пропорционално на 4-та степен на неговата абсолютна температура. За да се характеризира топлопредаването чрез излъчване между две излъчващи повърхности, се приема следното уравнение

- намалена емисионност, W/(m 2 K 4);