Київський Державний Університет

Технології та Дизайну

Р Е Ф Е Р А Т

по біомеханіки на тему:

"Особливості життєдіяльності організмів.

Наближені теплові розрахунки одягу ".

Київ - 2000

З о д е р ж а н н я

1. Особливості життєдіяльності організмів:

1.1. Теплопродукція організму та органи теплоутворення ... ... ... ... ... 2

1.2. Види тепловіддачі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4

1.3. Система теплорегуляції організму (фізична і хімічна) ... .. 9

2. Рівняння теплового балансу організму з навколишнім середовищем. Наближені теплові розрахунки одягу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10

І . Особливості життєдіяльності організмів.

1.1. Теплопродукція організму та органи теплоутворення.

Процеси життєдіяльності людини супроводжуються безперервним теплоутворення в його організмі і віддачею утвореного тепла в навколишнє середовище.

Організм людини - це саморегулююча система з внутрішнім джерелом тепла, в якій в нормальних умовах теплопродукція - кількість утвореного тепла - дорівнює кількості тепла, відданого під зовнішньою середу - тепловіддачі. Внутрішня температура тіла постійна завдяки регулювання інтенсивності теплопродукції і тепловіддачі в залежності від температури зовнішнього середовища. А температура шкіри людини при дії зовнішніх умов змінюється у відносно широких межах.

Теплове рівновагу між організмом людини і навколишнім середовищем - це умова комфорту; воно залежить від температури навколишнього середовища: стін і поверхонь, навколишніх предметів, швидкості руху повітря, вологості повітря, характеру одягу і величини теплопродукції людини. А ця величина, в свою чергу, залежить від віку, статі людини, її харчування, м'язової діяльності та інших факторів. Наприклад, з пониженням температури зовнішнього середовища, з прийомом їжі і наступними за ним процесами травлення, при м'язовій роботі теплопродукція збільшуються для досягнення теплової рівноваги з навколишнім середовищем в результаті посилення хімічних реакцій обміну.

Кількість енергії, що витрачається організмом людини при повному м'язовому спокої, до прийому їжі при повному м'язовому спокої, до прийому їжі при температурі зовнішнього середовища, відповідної мінімальної активності механізму терморегуляції, - це основний (стандартний) обмін. Основний обмін, обчислюваний в калоріях на одиницю ваги або одиницю поверхні тіла, залежить від функціонального стану організму, від статі, віку, ваги. Основний обмін в осіб однакової статі, росту, ваги і віку приблизно однаковий і коливається в 10-15%.

Експериментально теплопродукція людини зазвичай визначають методом калориметрії.

Тепла в організмі людини (в клітинах) утворюється в процесі складних біохімічних реакцій (окислення) біологічного обміну речовин. Органом теплоутворення є весь організм в цілому, що працює на основі безумовно рефлекторних механізмів - у стані спокою і рефлекторно - за м'язової діяльності.

теплопродукція і тепловіддача обумовлені діяльністю центральної нервової системи, що регулює обмін речовин, кровообіг, потовиділення і діяльність скелетних м'язів.

1.2. Види тепловіддачі.

Тепловіддача - процес віддачі тепла організмом людини здійснюється:

- теплопровідністю (кондукціей);

- конвекцією (проведенням);

- радіацією (випромінюванням);

- диханням і випаровуванням поту і вологи в легенях.

Деяка кількість тепла витрачається на нагрівання їжі і води під час травлення, нагрівання повітря в легенях.

Теплообмін людини при виконанні різних видів фізичної роботи значно змінюється, наприклад, значно збільшуються втрати тепла випаровуванням.

Теплопровідність

теплопровідності (кондукціей) здійснюється теплопередача від поверхні тіла людини до стикаються з ним твердих твердим предметів або матеріалами зовнішнього середовища.

Перенесення тепла в цьому випадку відбувається за Законом Фур'є:

Q конд. = K • F ( t 1 - t 2 ) • [ккал/ч], де

Q конд. - віддача тепла кондукціей;

F - поверхня дотику людини з предметом, м2;

t1 - температура поверхні тіла, 0С;

t2 - температура поверхні тіла дотику, 0С;

K - коефіцієнт теплопередачі, рівний.

K = 1/( У [ д / б ] ТК + У [ д / б ] пов.) • [ккал/м2 • г • град], де

б - коефіцієнт теплопровідності, ккал/м • г • град;

д - товщина пакету одягу, м.

Теплопередача кондукціей через повітря становить дуже незначну величину, тому що коефіцієнт теплопровідності нерухомо повітря дорівнює 0,00083 ккал/см • сек • г • град.

Конвекція

конвекцією здійснюється передача тепла з поверхні тіла або одягу людини рухається біля нього повітрю. Загалом балансі тепловтрат теплопередача конвекцією складає значну частку (понад 25-30 %).

Для розрахунків тепловіддачі конвекцією можна використовувати рівняння Н. К. Вітте, засноване на обліку охолодження кататермометра і встановлених при цьому емпіричних постійних величин:

C 1 = 0,10 (0,5 +