Уравнение теплового баланса организма с окружающей средой

Дано:

Вариант	Условия эксплуатации		Рост человека, см	Масса тела человека, кг	Энергозатраты, Вт	Время пребывания на холоде, мин
	Средняя температура воздуха, оС	Средняя скорость ветра, м/с
4	-28	5	168	54	340	200

 

Решение:

1. Определить средневзвешенную температуру кожи t_с.в.к., ^оС для состояния теплового комфорта:

t_с.в.к.=36,07 – 0,0354 Q_э.m./S

где Q_э.m. – энерготраты человека, Вт/м²; S – площадь поверхности тела человека,м².

S=1,58 м²

t_с.в.к.=36,07 – 0,0354*340/1,58=36,07- 7,62=28,45 ^оС

2. Вычислить средневзвешенный тепловой поток q_с.в.т., Вт/м²:

q_с.в.т.=(0,72 Q_э.m.+0,8Д / τ - Q_дых +6,3)/S

где Д – дефицит тепла в организме человека, Дж (для теплоощущения «комфорт» не более 122*10³ Дж); Q_дых – теплопотери на нагрев вдыхаемого воздуха,Вт; τ – время пребывания на холоде,с.

Q_дых=29,3 Вт

q_с.в.т.=(0,72 *340_.+0,8*122*10³ / 12000 – 29,3 +6,3)/1,58=(244,8+8,13-29,3+6,3)/1,58=145,52 Вт/м²

3. Определить суммарное тепловое  сопротивление  одежды      R_сум, ^оС· м²/ Вт:

R_сум=(t_с.в.к.- t _в )/ q_с.в.т.

 

R_сум= (28,45+28)/ 145,52=0,38 ^оС· м²/ Вт

4. Рассчитать поправку на ветер С,%:

С=(0,07В+2)ν+5

С=(0,07*10+2)5+5=18.6%

5. Вносят поправку на ветер в рассчитанное суммарное тепловое сопротивление и рассчитывают суммарное тепловое сопротивление с учетом поправки на ветер С:

R'_сум= R_сум+∆ R_сум

R'_сум=0,38+0,185*0,38=0,45 ^оС· м²/ Вт

6. Определить среднюю толщину пакета материалов одежды по таблице:

В соответствии с данными  таблицы, суммарному тепловому сопротивлению  одежды R_сум=0,45 ^оС· м²/ Вт соответствует толщина пакета материалов δ=8мм.

7. Определить толщину пакета материалов для различных участков тела человека:

Туловище – 1,26

Плечо и предплечье – 1,13

Бедро – 1,13

Голень – 0,9

С учетом данных пакет материалов одежды должен иметь толщину в  области 

- туловища 8·1,26=10,08 мм;

- плеча и предплеья  8·1,13=9,04 мм;

- бедра 8·1,13=9,04 мм;

- голени 8·0,9=7,2 мм.

8. Определяют толщину одежды с учетом толщины надеваемых предметов и ПЭУ.

 Например, под спецодежду рабочий надевает хлопчатобумажное  тонкое белье (δ=0,86мм), хлопчатобумажную сорочку (δ=0,8 мм), тренировочные брюки (δ=1,9 мм), носки (δ=0,4 мм). В этом случае спецодежда должна иметь толщину в области:

- туловища 10,08 – (0,86+0,8)=8,4 мм;

- плеча и предплеья  9,04 – (0,86+0,8)=7,4мм;

- бедра 9,04 – (0,86+1,9)=6,3 мм;

- голени 7,2 – (0,86+1,9+0,4)=4 мм.

Если основной материал имеет толщину 1,5 мм, а подкладка 0,5 мм, то толщина утепляющего слоя должна быть в области:

- туловища 8,4 – 1,5 – 0,5=6,4 мм;

- плеча и предплечья 7,4 – 1,5 – 0,5=5,4  мм;

- бедра 6,3 – 1,5 – 0,5=3,3 мм;

- голени 4 – 1,5 – 0,5=2 мм.

 

 

Используемая  литература:

 

1. Ботезат, Л. А. Проектирование  гигиенических свойств одежды : учебное  пособие / Л. А. Ботезат. –  Витебск : УО «ВГТУ», 2006. – 128 с. 

2. Делль, Р. А. Гигиена одежды : учеб. пособие для вузов легкой  промыш-ленности / Р. А. Делль, Р.  Ф. Афанасьева, З. С. Чубарова. –  2–е изд., перераб. и доп. –  Москва : Легпромбытиздат, 1991. – 160 с. 

3. Ботезат, Л. А. Гигиена одежды : учебно-методический комплекс / Л.  А. Ботезат. – Витебск : УО  «ВГТУ», 2008. – 182 с. 

4. Ботезат,  Л.А. Гигиена одежды : лабораторный  практикум для студентов специальности  1–50 01 02 «Конструирование и технология  швейных изделий» дневной и  заочной форм обучения. /Л.А. Ботезат - Витебск: Министерство образования Республики Беларусь, УО «ВГТУ», 2010.

5. Интернет-ресурсы