Исследование тепловых процессов системы "человек - окружающая среда" в условиях низких температур

• Автор: Хромова, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 185 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О МОДЕЛИРОВАНИИ И ИССЛЕДОВАНИИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА»
1.1. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМЫ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ
ЧЕЛОВЕКА
1.1Л. ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ
1Л .2. ОСОБЕННОСТИ ФИЗИЧЕСКОЙ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ
1Л .3. ОСОБЕННОСТИ ГЕМОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ
1.2. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ 23 1.2Л. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ К МОДЕЛИРОВАНИЮ
СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ ЧЕЛОВЕКА
1.2.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНВЕКТИВНОГО ПЕРЕНОСА ТЕПЛА
С ТОКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
1.3. РАСЧЕТ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И КОНВЕКТИВНОГО ПЕРЕНОСА ТЕПЛА С ТОКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
В ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕНА
1.3.1. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
1.3.2. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН
1.4. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОБЛЕМ
1.5. ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В КОНТУРЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
2.1. СХЕМА СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ И ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
2.1.1. ТИПЫ РАСЧЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1.1. РЕЖИМЫ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ
2.2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В КОНТУРЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
2.2.1. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ УЧАСТКОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО КОНТУРА
2.2.2. РАСЧЕТНОЕ УРАВНЕНИЕ БЕРНУЛЛИ
2.2.3. РАСЧЕТ ПЕРЕПАДОВ ДАВЛЕНИЙ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ПЕРВОМ ГИДРАВЛИЧЕСКОМ КОНТУРЕ
2.3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.4. ПРОВЕРКА ДОСТОВЕРНОСТИ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В КОНТУРЕ
ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА»
3.1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ
3.1.1. ОПИСАНИЕ РАСЧЕТНОГО ЭЛЕМЕНТА
3.1.2. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТЕПЛООБМЕНА
3.1.3. СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ ТЕПЛООБМЕНА ДЛЯ РАСЧЕТНОГО ЭЛЕМЕНТА
3.2. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ
3.2.1. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.2.2. РАСЧЕТ СРЕДИЕМАССОВЫХ ТЕМПЕРАТУР
3.2.3. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУР НА ГРАНИЦАХ СЛОЕВ РАСЧЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА»
3.3.1. РАСЧЕТНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
3.3.2. СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
3.3.3. БЛОК-СХЕМА ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА
3.4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.5. ПРОВЕРКА ДОСТОВЕРНОСТИ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА
3.5.1. СРАВНЕНИЕ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ
3.5.2. СРАВНЕНИЕ С МОДЕЛЬНЫМИ ИССЛЕДОВАНИЯМИ

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В СИСТЕМЕ
«ЧЕЛОВЕК - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА»
4Л. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ
4.1.1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ С УЧЕТОМ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СРЕДЫ
4.1.2. СРАВНЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В ВОДЕ
И В ВОЗДУХЕ
4.1.3. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕДЫ
НА ПРОЦЕСС ТЕПЛООБМЕНА
4.1.4. ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ СРЕДЫ
НА ПРОЦЕСС ТЕПЛООБМЕНА
4.2. АНАЛИЗ ТЕРМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ
4.2.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ «ОБОЛОЧКИ»
4.2.2. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРМИЧЕСКОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ ВНЕШНЕЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ
4.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОЩНОСТИ
ВНУТРЕННИХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

кровообращения, которые выражаются в сужении («STRIC») или расширении («DILAT») сосудов кожи.
Таким образом, в результате обзора установлено, что сосудистая реакция в системе терморегуляции — сложный физиологический процесс. Для его описания необходимо учитывать особенности сосудистого русла (схему деления и ответвления), особенности кровообращения на разных участках (артерии, артериоллы, капилляры и вены), морфологические свойства кровеносной системы, связанные с полом и возрастом (диаметры, длины и количество сосудов, расходно-напорные характеристики сердца), а так же учитывать влияние внешних факторов (таких как сила тяжести, компрессионное давление, невесомость, физическая нагрузка и др.). Для реализации такого подхода целесообразной является разработка методики расчета совместной работы системы термостабилизации и кровеносной системы.
1.3. Расчет нестационарной теплопроводности и конвективного переноса тепла с током теплоносителя в теории теплообмена
С точки зрения теории теплообмена система термостабилизации человека представляет собой сложную многослойную многоэлементную термодинамическую систему с переменными теплофизическими свойствами, наличием внутренних источников тепла и конвективного переноса тепла вдоль слоев и между элементами. Описанные выше механизмы и особенности работы системы термостабилизации человека в классической теории теплообмена находятся на стыке двух направлений: нестационарной теплопроводности многослойных, элементов с наличием и отсутствием внутренних источников тепла и конвективного теплообмена.