Тема 10. Захист організму людини від перегрівання та охолодження
План
1. Теплообмін людини з навколишнім середовищем;
2. Захист організму людини від перегрівання і охолодження.
Теплообмін людини з навколишнім середовищем
Надзвичайно важливим для життєдіяльності людини є постійне виділення тепла в навколишнє середовище.
Одним з важливих інтегральних показників теплового стану організму людини вважається середня температура тіла - 36,5 °С. Температура шкірного покриву людини об'єктивно визначає реакцію організму на дію температурного фактора, оскільки його температурний режим суттєво впливає на тепловиділення.
Організм людини, як зазначалося, завдяки терморегуляції здатний віддавати надлишкове тепло в навколишнє середовище внаслідок випромінювання, конвекції, випаровування і кондукції.
Випромінювання - це теплообмін внаслідок електромагнітних коливань між тілами, які розділені магнітним середовищем. Теплова енергія перетворюється на поверхні тіла в коливну, передається на другу (холодну), де знову перетворюється в теплову. У виробничих умовах людина сама випромінює тепло, теплові випромінювання від нагрітого обладнання, від сонця тощо.
|
|
Таблиця
(Хк - коефіцієнт, який враховує тепловиділення конвекцією (за нормальних параметрів мікроклімату часто приймають а, =4,06Вт/м2 К.
На конвективний теплообмін людини з навколишнім середовищем впливає швидкість руху повітря, а також відносна вологість, оскільки коефіцієнт теплопровідності повітря є функцією барометричного тиску і вологоємкості повітря. Величина конвективного теплообміну значною мірою залежить від швидкості руху повітря. Тепловіддача С>3 залежить від інтенсивності випаровування вологи шкірним покривом людини:
де Ртт- густина водяної пари у повітрі при максимальній насиченості для даної температури;
р- густина водяної пари шкірного покриву;: V- швидкість руху повітря.
З підвищенням температури повітря збільшується значення Ртт. Так, при роботі на відкритому повітрі (якщо У= 0) при іп= -10 °С, Ртт = 2 г/м3 і при (п = ЗО °С то Ршпі = 30 г/м3. Суттєве значення для теплообміну має швидкість руху повітря.
Передачу тепла теплопровідністю через одяг людини можна уявити як теплообмін між тілом і середовищем при їх безпосередньому контакті. Якщо врахувати, що теплопровідність відбувається через однорідну стінку в однорідному температурному полі, то рівняння теплопровідності (рівняння Фур'є) може бути визначене за виразом:
де Яо - коефіцієнт, який враховує теплопровідність тканин одягу людини, Вт/м°С; А - товщина тканин одягу людини, м.
Оскільки теплопровідність тканин одягу мала, то важливу роль в процесі тепловиділення виконує конвективна передача з потоком крові.
|
|
Кондукція — це теплообмін, котрий відбувається при безпосередньому дотику людини до гарячих чи холодних машин, верстатів, інструментів, матеріалів:
де і- температура поверхні тіла, °С;
І- температура навколишнього середовища, °С;
5 - площа охолодження (нагрівання) тіла людини, м2; К - коефіцієнт теплопередачі теплопровідністю, Вт/м2 К; Т- час охолодження (нагрівання), год.
Характер теплообміну суттєво залежить від співвідношення величин Іи. Якщо, Ін =/, то тепловіддача відбувається, перш за все, за рахунок випромінювання і конвекції. Якщо /( =/, то тепловіддача відбувається за рахунок випаровування.
Теплові дії викликають різні психофізіологічні зміни в організмі працівників. Потовиділення негативно впливає на роботу серцевосудинної і дихальної систем, при цьому частота серцебиття збільшується до 100... 150, кров'яний тиск підвищується. Суттєво погіршується стан організму при зростанні температури до 30...35 °С. Функції терморегуляції суттєво порушуються, що викликає біль голови, спрагу, шум в органах слуху, слабкість, а також може викликати тепловий удар, оскільки температура тіла підвищується до 40...42 °С, що веде до втрати свідомості.
Забезпечення комфортних метеорологічних умов виробничого середовища - складне комплексне інженерне завдання.