Контрольная работа, варианты 4, 7, 17. Взаимодействие человека с окружающей средой
 Скачать 42.31 Kb.
|
|
р - удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, кДж/(кг -°С); Твыд - температура выдыхаемого воздуха, °С; Твд - температура вдыхаемого воздуха, °С. Объем легочной вентиляции определяется по формуле: Кв = КыдЧД, (4.6) где УвыД - объема воздуха, вдыхаемого за один вдох, м3; ЧД - частота дыхания. Частота дыхания человека непостоянна и зависит от состояния организма и его физической нагрузки. В состоянии покоя она составляет 12... 15 вдохов-выдохов в минуту, а при тяжелой физической нагрузке 20...25. Полный объем легких человека составляет 4...4,5 л, однако в процессе жизнедеятельности он используется не полностью, так как это требует больших затрат энергии на работу грудных мышц. Объем легких, используемый при дыхании, зависит от интенсивности выполняемой человеком работы. В состоянии покоя объем вдыхаемого воздуха составляет около 0,5 л, а при выполнении тяжелой работы он увеличивается до 1,5...1,8 л. Интенсивность различных механизмов теплообмена зависит от условий окружающей среды и тяжести выполняемой работы. Так, в состоянии покоя при температуре 20 °С на долю излучения приходится 50...65 %, испарения пота - 20...25 %, конвекции - 15 %, дыхания - 5 %. При изменении температуры, относительной влажности и скорости движения окружающего воздуха это соотношение меняется (рис. 4.1).  Рис. 4.1 Показатели выделения теплоты телом человека, находящегося в спокойном состоянии в зависимости от температуры окружающей среды: 1 - теплота, выделяемая при испарении пота; 2 - теплота, выделяемая путем конвекции; 3 - теплота, выделяемая излучением. Состояние теплового комфорта (Ед = 0) наблюдается при условии Qtb = Qto, т.е. тепловыделение равно теплоотдаче. Нарушение этого равенства вызывает изменение теплового ощущения человека. При Qtb > Qto теплота накапливается в теле человека, его температура повышается и человеку «жарко» (+Ед), при Qtb < Qto возникает дефицит теплоты в теле человека, его температура падает и человеку «холодно» (-Ед). В качестве показателя, характеризующего степень нарушения комфортности воздушной среды, используется комплексный показатель дискомфорта Ед, определяемый по уравнению теплового баланса организма человека 4.7: Ед = Qnp - QTn = Qnp - Qk - Qизл - Qtm, (4.7) где Qnp - энергозатраты организма человека, кДж/ч; Qtm - тепломассообмен (Qtm = Рисп + Qд), при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании, его определяют по формуле 4.8: Qtm = ки • Fи • (Рпов - Рос), (4.8) где кИ - коэффициент испарительного теплообмена, Вт/(м2°С); FИ - площадь поверхности тела, участвующей в испарении; рпов - парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре тела человека, кПа; рос - парциальное давление насыщенного водяного пара в окружающем воздухе, кПа, которое определяется по формуле 4.9: Рос “ ' рпов (4.9) Интенсивное потовыделение при высоких температурах приводит к обезвоживанию организма. Обезвоживание на 6 % влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения, обезвоживание на 15...20 % приводит к смертельному исходу. Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей, микроэлементов и водорастворимых витаминов (С, B1, В2). При неблагоприятных условиях потери жидкости организмом человека могут достигать 8...10 л за смену. При этом потери соли NaCl (ее концентрация в поте составляет 0,3...0,6 %) достигают 40 г, что составляет почти 30 % ее общего количества в организме человека. Потери соли крайне опасны для организма [35]. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116 °С. Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека и его работоспособность [40] отражены в таблице 4.4. Таблица 4.4 Объективные показатели теплового состояния человека при различных теплоощущениях .
Практическая часть. Задание 1. Измерить параметры микроклимата в помещении (Т, °С; ф, %; V, м/с). Результаты измерений занести в таблицу 4.6. Задание 2. Выполнить расчет суммарных теплопотерь организма, применяя уравнения (4.1 - 4.9). Полученные результаты представить в виде отчета, который должен содержать: исходные данные согласно варианта, заданного преподавателем; рассчитанные теплопотери организма (формулы и полученные результаты, занесенные в таблицу 4.6); - выводы по результатам исследования с указанием комфортности выполнения данной категории работ и характеристика работы, целесообразной при данных параметров микроклимата с указанием рекомендаций по улучшению микроклимата. Исходные данные для расчетов с указанием вариантов представлены в таблице 4.5 Таблица 4.5 Исходные данные
Таблица 4.6 Расчет суммарных теплопотерь
Необходимые справочные данные представлены в таблице 4.7. Площадь поверхности тела F определяется по приложению 1. Таблица 4.7 Справочные данные для расчета суммарных теплопотерь
Контрольные вопросы: Объясните понятия «ядро тела», «оболочка тела». Назовите основные механизмы теплообмена человека с окружающей средой. Как условия окружающей среды и тяжесть выполняемой работы влияет на теплообмен? Что такое тепловой комфорт? Что такое конвективный теплообмен? Что такое лучистый теплообмен? Охарактеризуйте параметры микроклимата? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||