Совершенствование методов проектирования специальной одежды для горноспасателей

• Автор: Черунова, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 05.19.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Шахты
• Количество страниц: 231 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Исследование существующих систем защитных костюмов

горноспасателей

1.1 Анализ состояния системы Человек одежда окружающая

среда для горноспасательных работ

1.2 Анализ горногеологических условий работы горноспасателей

1.3 Физиологические особенности функционирования организма

человека при ведении горноспасательных работ

1.4 Анализ специальной одежды для горноспасателей

1.4.1 Технические требования к специальной одежде для горноспаса телей

1.4.2 Газотеплозащитные костюмы горноспасателей
1.4.3 Анализ материалов, используемых для изготовления специ
альной одежды для работ в высокотемпературной производственной зоне
1.4.4 Хладагенты и системы охлаждения
1.5 Комплект технических средств, используемых при ведении
горноспасательных работ
1.6 Тактические особенности проведения горноспасательных работ
Выводы
2 Исследование компонентов системы противотепловой защиты
2.1 Обоснование аспектов исследования параметров конструкции
специальной одежды для бойцов ВГСЧ
2.2 Оценка противотепловой защиты термозащитных костюмов
2.3 Определение оптимального геометрического решения элемен
тов системы охлаждения
2.4 Исследование теплофизических свойств ОЭ в заданных уело виях применения
2.5 Обоснование разработки и исследования теплоизоляционного пакета в системе противотепловой защиты термозащитного костюма
2.6 Разработка экспериментальной установки для исследования тепловых характеристик материалов для одежды
2.6.1 Разработка устройства экспериментальной установки
2.6.2 Расчет оптимальных параметров бикалориметра
2.6.3 Разработка элементов автоматизации обработки экспериментальных данных
2.7 Исследование свойств теплоизоляционных текстильных материалов и пакета противотепловой системы для термозащитного костюма
3 Разработка математической модели теплообмена в системе Человек термозащитная одежда окружающая среда
3.1 Анализ математических моделей теплообмена человека с окружающей средой
3.2 Исследование проекционных характеристик поверхности тела человека
3.2.1 Разработка устройства для исследования кривизны поверхности тела человека
3.2.2 Экспериментальное исследование проекционных характеристик тела человека
3.3 Разработка концепции математической модели
3.4 Разработка математических основ моделирования процесса те
плообмена в системе Человекодежда среда
3.5 Разработка исходных данных для математического моделирования теплового состояния системы Человек термозащитная одежда среда
3.5.1 Расчет средневзвешенной толщины одежды
3.5.2 Разработка данных геометрических характеристик тела че 0 ловека
3.5.3 Разработка данных теплофизических характеристик тела 1 человека
3.6 Алгоритмизация задачи
3.7 Исследования на математической модели
3.8 Аналитическое решение математической модели
Выводы
4 Разработка оптимальных параметров конструкции специаль
ной одежды для горноспасателей
4.1 Антропометрические исследования статического соответствия 1 специальной одежды для горноспасателей
4.2 Эргономические исследования динамического соответствия 5 специальной одежды для горноспасателей
4.3 Исследование и разработка структуры распределения материа
лов верха в специальной одежде для горноспасателей
4.4 Разработка комплекта специальной одежды для горноспасате 7 лей
4.5 Оценка конструктивного решения новых образцов специальной
одежды для горноспасателей Выводы
5 Исследование специальной одежды для горноспасателей
5.1 Обоснование разработки методики и средств проведения на 5 турных испытаний специальной одежды
5.2 Разработка комплекса для исследования тепловой защиты спе 7 циальной одежды
5.3 Разработка методики расчета экспериментальных данных
5.4 Определение величины допустимой погрешности термоизме 5 рительной аппаратуры
5.5 Развитие принципов автоматизации на этапе обработки ин
формации при проведении натурных испытаний специальной одежды
5.5.1 Описание алгоритма
5.6 Проведение натурных испытаний специальной одежды для
горноспасателей
5.7 Разработка сигнального термоконтрольною устройства
Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложения
ВВЕДЕНИЕ


Как уже отмечалось выше, горноспасатель оснащен респиратором, который является средством индивидуальной защиты СИЗ органов дыхания. При напряженной физической работе, когда воздух в дыхательной системе аппарата респиратора насыщен влагой на 0 и нагрет до С и выше, легкие полностью выключаются из системы терморегуляции и теплоотдача происходит за счет потоотделения В этих условиях легкие пс только не содействуют отводу тепла, но и сами превращаются в источник поступления тепла в организм. Анализируя эту ситуацию, можно отметить, что СИЗ, выполняя свою прямую функцию с одной стороны, постепенно становится препятствием для обеспечения теплового баланса человека. Поэтому при проектировании системы противотепловой защиты горноспасателей целесообразно будет взять за основу комплексный подход и принцип взаимодополнения составляющих элементов системы термоизоляции. Такой подход сможет обеспечить максимальное использование защитных возможностей СИЗ. Выбор такого принципа можно подтвердить, проанализировав уравнение теплового баланса
род Оконе Огкоид Оисп. Оисп. От. Оисп. Левая сторона уравнения, состоящая из суммы теплонакоплений от теплопродукции человека и влияния внешней тепловой нагрузки, представляет собой значительное количество теплоты, которая сосредотачивается в организме человека и становится прямой предпосылкой для перегревания человека. Если рассматривать правую сторону уравнения 1. Потери тепла конвекцией также представляют собой проблему, так как наличие высокой температуры внешней среды приводит к необходимости создавать конструкцию специальной одежды человека замкнутого типа, где движение воздуха незначительно. Условия потери тепла кондукцией сводятся к необходимости контакта поверхности тела человека с поверхностями, температура которых значительно меньше температуры тела, что невозможно осуществить в естественных условиях при спасательных работах на угольных шахтах, а возможно лишь введением дополнительных контактных элементов. Потери тепла испарением диффузионной влаги с поверхности кожи составляет малую долю теплорегуляторной способности человека, так как окружающий воздух насыщен влагой, превышающей нормативные данные. За
счет потери тепла с верхних дыхательных путей не происходит снижение теплосодержания организма. Использование индивидуальных средств защиты дыхания приводит к тому, что выдыхаемый воздух попадает в баллон респиратора и становится причиной повышения температуры подаваемого кислорода. Потоотделение представляет собой один из наиболее мощных механизмов терморегуляции, играющих важную роль в условиях перегревания организма и при выполнении человеком физической работы . В нашем случае это основной естественный способ теплопотерь организма. Таким образом, уравнение 1. От. О. т. Окоп Окот Оисп. Возникает определенная система влияния элементов терморегуляции, представленная на рисунке 1. Рисунок 1. Система влияния элементов терморегуляции организма человека в условиях нагреваемой среды
При работе в респираторе в условиях высоких температур можно выделить 3 основных источника перегревания, представленные на рисунке 1. Рисунок 1. Причины перегревания организма человека Основной объем теплоты, накапливающейся в организме человека, способна нейтрализовать конструкция системы охлаждения, создающая условия для значительной потери тепла кондукцией. Одним из важнейших способов решения этой проблемы является использование специальной термозащитной одежды и средств индивидуальной защиты, разработанных на основе принципа взаимодополнения и комплексного защитного действия. Технические требования к специальной одежде для горноспасателей Как уже отмечалось выше, использование средств индивидуальной защиты является одной из важнейших составляющих в комплексе мероприятий по обеспечению безопасных условий труда человека. Как и любая другая деятельность, горноспасательные работы определяют ряд общих и специфических требований к одежде для защиты от вредных воздействий производственной среды. Согласно , все СИЗ подразделяются по назначению на классы, наглядно представленные на рисунке 1.