Исследование и разработка пакета специальной теплозащитной одежды с повышенной устойчивостью к ветру

• Автор: Лебедева, Елена Олеговна
• Шифр специальности: 05.19.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Шахты
• Количество страниц: 217 с. : ил.

1. ГЛАВА 1 Принципы проектирования специальной одежды для защиты от холода и ветра

1.1 Специальная одежда для защиты от холода

1.2 Человек в условиях холода и ветра

1.3 Формирование рационального пакета специальной одежды для защиты от пониженных температур и ветра

1.3.1 Анализ свойств материалов теплозащитного пакета специальной одежды

1.3.2 Анализ конструкции теплозащитных пакетов с несвязным утеплителем

1.3.3 Влияние ветра на тепловое сопротивление пакета одежды

Выводы и постановка задачи исследований

2. ГЛАВА 2 Разработка математической модели воздействия ветра

на пакет одежды с объемным утеплителем

2.1 Обоснование модельного представления воздействия ветра на теплозащитный пакет одежды
2.2 Расчет сил, действующих на элемент системы Человек одежда
среда в условиях ветра
Выводы
3. ГЛАВА 3 Исследование деформации теплозащитных пакетов одежды в условиях ветра
3.1 Разработка методики экспериментального исследования деформации теплозащитных пакетов одежды в условиях ветра
3.1.1 Разработка экспериментального комплекса
3.1.2 Расчет оптимальных параметров образца
3.1.3 Разработка программы для ЭВМ для обработки экспериментальных данных
3.2 Экспериментальное исследование деформации теплозащитных пакетов в потоке воздуха
Выводы
4 ГЛАВА 4 Расчет оптимальной конструкции специальной одежды с учетом заданной ветровой нагрузки
4.1 Разработка имитационной математической модели теплообмена в системе Человек одежда среда
4.1.1 Разработка математической основы моделирования
процесса теплообмена в системе Человек одежда среда
4.1.2 Аналитическое решение математической модели теплообмена системы Человек теплозащитная одежда среда
4.1.3 Алгоритмизация задачи и разработка программы
4.1.4 Проверка адекватности математической модели реальным условиям
4.1.5 Исследования на математической модели
4.2 Разработка конструкции пакета специальной одежды с несвязным утеплителем с повышенной устойчивостью к ветру
4.3 Разработка специальной мужской куртки для защиты от пониженных температур и ветра
4.3.1 Расчет рациональной величины прибавки
4.3.2 Разработка конструкции
4.4 Исследование проектного решения
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Он затрудняет дыхание, способствует попаданию в глаза инородных тел, приводит к раздражению глаз, слезоточению, снижению видимости. Организм человека противодействует влиянию климатических условий целым рядом терморегуляторных реакций. Терморегуляция человека хорошо приспособлена к защите организма от перегревания. К условиям низких температур человек в основном приспособился за счет социальных факторов жилья и одежды . Теплообразование в большей степени зависит от физиологических факторов пола, возраста, массы тела, а также от характера пищи, физической активности и степени акклиматизации к холоду. Теплопродукция среднего челове
ка в покое была оценена значением ккалм час . В работах , , подчеркивается роль акклиматизации к холоду и адаптации организма к температурным колебаниям. Исследования показывают, что у лиц систематически находящихся на холоде, снижение температуры кожи становится менее выраженным, сосудистые реакции отличаются большей функциональной подвижностью, в результате чего, после прекращения охлаждения происходит быстрое и полное восстановление нормального кровоснабжения тканей. У акклиматизированных людей частота отморожений в раз ниже по сравнению с неакклиматизированными . Но акклиматизация человека к холоду не имеет существенного значения при разработке средств защиты, так как интенсивная физическая нагрузка в значительной степени ослабляет влияние холода на организм 9, . При физической нагрузке температура тела выше, дефицит тепла больше, а температура кожи ниже, чем у человека в покое . По данным работ Бартона , Витте при тяжелой работе теплопродукция увеличивается в шесть раз по отношению к состоянию покоя. Длительное хроническое охлаждение человека становится опасным, так как способствует развитию таких заболеваний, как нейроваскулиты, кариес зубов, вегетососудистая дистония, ревматизм, артроз и т. Наиболее уязвимым звеном при охлаждении являются конечности, особенно пальцы кистей и стоп, в результате чего нарушается их подвижность и координация движений. Затруднения в движении пальцев кисти возникают при снижении температуры кожи до , что соответствует теплоощущению холодно, ниже очень холодно и появляются неприятные ощущения. Локальное снижение температуры конечностей на холоде не зависит от общего теплосодержания организма. По этой причине при физической работе предел переносимости человеком воздействия холода наступает изза охлаждения стоп и кистей. На интенсивность тепловых потерь влияют с одной стороны механизмы физиологической терморегуляции, а с другой физические факторы окружающей среды. Человек отдаст в окружающую среду тепло, которое он сам продуцирует и которое получает в виде радиации, пятью основными способами 1, 9 кондуктивной теплопроводностью, конвективной теплопроводностью, радиационным излучением, дыханием, испарением пота. Теплоотдача кондукцией обычно составляет сравнительно небольшую величину и при приближенных тепловых расчетах ею пренебрегают. Потоотделение наступает в ответ на тепловое раздражение и эмоциональные стимулы, независимо от температурного режима. При напряженном внимании, волнении или страхе потоотделение может быть значительным даже в самых холодных условиях. Но, потовые железы, функционирующие в ответ на эмоциональное раздражение, расположены только на ладонях, подмышечных впадинах, на подошве и на лбу . Потери тепла на нагревание вдыхаемого воздуха по данным Винслоу и Херрингтона в обычных условиях составляют от общей теплопродукции и увеличиваются при физической активности и снижении температуры окружающего воздуха 1. При температуре окружающего воздуха С достигают . Примерно половина общей теплоотдачи приходится на излучение ,8,1 1, 9. Интенсивность конвективных теплопотерь в значительной мере зависит от скорости движения воздуха, а также его температуры, давления и размеров поверхности, участвующей в конвективном теплообмене. В более холодной среде теплоотдача излучением уменьшается и не зависит от скорости движения воздуха , а теплоотдача за счет конвекции, при неизменной скорости движения воздуха, повышается в результате увеличения плотности воздуха.