Жылу берушілік.

Адам ағзасында жылуды беру үдірісі немесе жылу берушілік көбінесе жылу өтушілікпен (кондукциямен), конвекциямен (өткізушілік), радиациямен (сәулеленумен), тыныс алумен және тердің булануымен орындалады.

Адам ағзасыны тердің булануы кезінде бу түзушілік жылулық деп аталатын жылу алынып отырады (34 °С температура кезінде тері бетінен буланады 1г суға 580 калл сәйкес келеді).

Кейбір жылу көлемі тамақты жылытқанда және суды ішкенде ағзадағылар жұмсалады.

1. Кондукциямен жылу берушілік тек мына жағдайларда орындалады, егер адам денесі қандай да бір затпен тығыз түйіскенде (жатқанда, отырғанда). Кондукциялық жоғалтулар кәдімгі өмірде адам ағзасының жалпы жылу жоғалтушылығында аса маңызды рөлді атқармайды. Фурье заңы бойынша жылу ауысады.

Q_конд = λ , [Вт] (5)

Мұндағы:

Q_конд – τ уақыт ішіндегі S ауданынан өткен жылу көлемі, [Вт];

λ – киім пакетінің жылу өтімділігі [Вт/(м²×с)], өте аз болады. Мысалға λ-қозғалмайтын (инерттік) ауа = 0,00083 ккал/см×сек град. болғандықтан ауа арқылы кондукцияның жылу берушілігі өте аз.

t₁ – қабырғаның ішкі жағындағы температура (киім пакетінің), °С;

t₂ –қабырғаның сыртқы температурасы (суық), °С;

τ – киім пакетінің қалыңдығы, м.

2. Конвекциясының жылу берушілігі – ауа қабатындағы адамның киімімен дене беттерінің жылу алмасуы конвекциясымен жасалады. Қоршаған ортаға адамның жылу жоғалтушыығының жалпы балансында жылу берушілік конвекциясы үлкен шаманы құрайды (25-30% жоғары). Жылу конвекциясының жоғалуы желде ұлғая түседі. 1сағат ішіндегі дене конвекциясымен берілетін жылу көлемі Ньютон теңдеуінің заңына негізделіп анықталынады:

Q_конв = α_конв ×S×(t_од – t_в )→Вт/(м °С) немесе [ккал/г] (6)

Мұндағы:

α _конв – конвекциялық жылу берушілік коэффициенті, [Вт/(м²×С)];

S – дене бетінің ауданы, м²;

t_од – адам дене бетінің температурасы (киімнің), °С;

t_в – ауа температурасы, °С;

α_конв – дене бетінің пішініне және оның өлшеміне, ауа температурасына, барометрлік қысымға және дене бетінің температурасына, ауа қозғалысының жылдамдығына байланысты болады.

Адам денесін жауып тұратын киім бетінің жылу конвекциясының жоғалуы келесі теңдеумен көрсетілген:

Q_конв = S× × α_конв×(t_од – t_в) (7)

Мұндағы:

S – дене бетінің ауданы (киімсіз), м²;

– киіммен жабылған дене бетінің ауданының ашық бетінің ауданына қатынасы;

α_конв – конвекциялық жылу алмасушылық коэффициенті, [Вт/(м²×С)];

t_од – киім бетінің температурасы, °С;

t_в – ауа температурасы, °С.

Дәріс №3-4. Радиациялық жылу алмасу

Радиациялық жылу берушілік кезінде (сәулелену) адам дене бетінен энергиясы температурасы төмен (суық қабырғалар немесе т.б.). Қоршаған орта бетінен немесе кеңістікке сәуле түрінде жылу берушілік болады. Сәулемен жылу жоғалтушылық жергілікті және жалпы суу себебінен болуы мүмкін. Радиационды сууға құрылысшылар, жұмысшылар, транспортта жұмыс жасаушылар, тоңазытқыштармен жұмыс жасаушылар және т.б. ұшырайды.

Өмір сүру үдірісінде әсеріне түседі, олар: қысылудан, қыздыру құралдарынан, күннен, қыздырылған жер бетінен және т.б. Радиациондық қызуға түседі: ықтық цехтарда.

Ыңғайлы метеорологиялық шарттарда жылу берушілік сәулелері 43,8-59,1% ортақ

жылу жоғалтушылықты құрайды.

Радиациялық жылу жоғалтушылық Q_рад,[Вт] анықталады (аз ғана температуралар айырмашылығында):

Q_рад = α_рад × S_рад × (t₁ – t₂) (1)

Мұндағы:

α_рад – сәулелену коэффициенті, [Вт/(м²×С)];

S_рад – адам дене бетінің ауданы, радиациялық жылу алмасуға қатынасын, м²;

t₁ – дене бетінің температурасы (киімнің), °С;

t₂ - қоршаған дене бетінің температурасы, °С.

Буланудағы жылу берушілік.

Физикалық жұмысты орындау кезінде және ауаның жоғарғы температурасы кезінде жылу берушілік әдісінің маңыздысы диффузиялық ылғал мен тердің булануы болып табылады.

Адам жылулық және суыну ыңғайлылық шарттарындағы салыстырмалы физикалық тыныштық жағдайында, ылғалды тері бетінің және жоғарғы тыныс алу жолдарының диффузиялық жолымен жоғалады.

Адам қоршаған ортаға жалпы 23-27% жылу береді, соның ішінде 1/3 бөлігінің жылуы жоғарғы тыныс алу жолдарының және 2/3 бөлігі тері бетінің булануынан жойылады. Ылғал су буының қысымы әсер етеді.

Тері бетінен диффузиялық ылғалдың булану жолымен жылу жоғалтушылық Qисп.д, [Вт] былай анықталады:

Q_исп.д = 3,06×10^-3S(256 t_к – 3360-ρа),

мұндағы:

t_к – тері температурасы, °С;

ρа – айналадағы ауадағы будың парциалдық қысымы, Па.

Жұтылатын ауа тыныс алу жолдарынан өткенде сіркелі қабаттан ылғалдың булануы есебінен ылғалданады. Шыққан кезеде су буының бөлшектері конденсияланады, сондықтан дем шығару ауасы дем алуға қарағанда көбірек ылғалға ие.

Жылу жоғалтушылық жоғарғы тыныс алу жолдарындағы ылғалдың булануы кезіндегі Q_{исп.дых} анықталады:

Q_{исп.дых} = 14,9×10^-6Q_т.п. (5880-ρа),

мұндағы:

Q_т.п – жылу иродукция, Вт.

Тердің булануы кезіндегі жылудың жоғалуы. Физикалық жұмыстар жасағанда және ағзаның қызып кету жағдайында тер бөлушілік-термо айналымның күшті механизмі.

Тердің булануы кезінде максималды мүмкін болатын жылу жоғалтушылық шамасы Q_исп.п. мына теңдеумен анықталады:

Q_исп.п = 17,3(Е_ф-е) × (0,5+ ),

мұндағы:

Е_ф – адам терінің t⁰-сы кезіндегі су буының максималды мүмкін болатын қысымы, мм рт-ст (1мм рт.ст = 133,3Па);

V – ауа қозғалысынң жылдамдығы, м/с;

е – ауадағы су буы (абсолютті ылғалдылық мм.рт.ст);

айырымы (Е_ф-е) – толыққанды физиологиялық дефициті. Кесте бойынша анықталады.

Ыңғайлылық шартында тердің булануымен жылу жоғалтушылығы анықталынады:

Q_исп.п. = 0,36×S(Q_тп/ S-58)

Мұндағы :

S – шешінген адамның денесінің ауданы, м².

Дем алу кезіндегі жылу жоғалтушылық.

Дем алатын ауаның қызу нәтижесінде жылу жоғалтушылық Qдых.н. мына теңдеумен анықталынады:

Q_дых.н. = 0,0012 Q_э.т.(34- t_в)

Мұндағы:

t_в – қоршаған орта температурасы, °С.

Жылу жоғалтушылықты есептегенде: t ° жоғарғы-36 °С, t төменгі -30 °С қолданған дұрыс.

Сөйтіп жылулық балансты құрайтын есептеулер үшін жоғарыда айтылған теңдеулер адаммен қоршаған ортаның жылу алмасуын бағалауға мүмкіндік береді және киімді жобалауда сонымен қатар оны бағалауда физиологиялық негіз ретінде қызмет етеді.

Адамның жылулық қалпы, оның көрсеткіштері және бағалардың критериясы.

Адамның жылулық қалпы ретінде бір жағынан «ядродағы» және тері қабығындағы жылудың құрамы мен жайылуы (адам терінің немесе қабатының тереңі) және екінші жағынан терморетеушілік аппараттың тоқ дәрежесін сипаттайтын организм жағдайын айтуға болады.

Механизм, термореттеушілік қуатының көрсеткіштері-соғу жиілігі және артериальдық қысымның 50% жоғары дене бетінде орналасқан қалыңдығы 25 мм тері тұрақсыз температураға ие және «қабыршық» деп аталатын дене бөлігіне жатады.

Жылу қалпының көрсеткіштері болып: кез-келген дененің температурасы (t_р°), тері температурасы (t°), тер бөлушілік, ағзадағы жылу құрамы және оның өзгерушілігі (дефицит және жиналу),жылу сезінушілік, гемодинамиканың көрсеткіштері (жүрек соғуының азаю жиілігі, артериальдық қысым импульстік қысым және т.б.), тыныс қызметтері (дем алыс жиілігі) энерго және тұз суының алмасуы, ми және физикалық жұмыс қабілетілігі.

Дене температурасы (t_р, °С)-дене температурасы ретінде (t ° ядро) ішкі ішек-құрылыс (~) пен терінің температурасы айтылады (бүйрек, ми, асқазан, өкпе және т.б. жанама дене температурасының көрсеткіштеріне ауыз бөлігінің температурасы, тамақ қорыту қолтық астындағы температурасы, барабан айналасындағы есту мүшелері ішек бөлігінің дистальдылығы).

Салыстырмалы физикалық тыныштық күйіндегі адам үшін (отыру қалпы) дене температурасы 37,1 °С-ты құрайды. Бұл температураның тұрақтылығы тек терең бойлап жатқан теріні қамтамасыз етеді (тері бетінен > 25 мм тереңдікте).

Салыстырмалы физикалық тыныштық қалпындағы болатын адам денесінің температурасы t_р = 36,8-37 °С кезінде өздерінің жылу сезінушілігін сәйкесінше «суық» және «суыған» ретінде бағалайды. Дене температурасының t_р° (тела) = 37,8 °С болғанда, ағзасының қызу белгісі болып саналады.

Адам қызуын t_р = 38 °С сипаттайтын ұсынылып отырған физиологиялық шамасы суу жағдайын сипаттайтын t_р = 35,8 °С салыстырмалы физикалық тыныштық жағдайында болады.

Физикалық жұмыстың орындалуы t_р метеорлогиялық шартқа байланысты.

Ыңғайлылық жылу сезінушілікке сәйкестенетін дене температурасының t_р = °С дәрежесі әр түрлі энерго жұмсалу кезінде мына теңдеумен анықталады:

t_р = 36,61+0,007 × Qэ.т./ S

мұндағы:

Q_э.т. – энерго жұмсаулар, Вт;

S – дене бетінің ауданы, м².

Жалпы дене температурасы (t_р) тіке ішекте 5 мин өлшенуі мүмкін (ректальды, t_р), бұл температура организм терең терілерінен көрінеді, 10-15 см тереңдіктегі, ол тіл астында (шыңғыру, t°) және қолтық астында (қолтық астында, t_м) – өлшеу ұзақтығы 10 мин.

Дене температурасы («қабыршық») негізгі жылу бөлігі дене бетінен жоғалады.

Адамның жылулық қалпы туралы дұрысырақ шешімнің көрінісін әр түрлі температуралы дене бөлігінің ауданын ескере отырып, орташа өлшенген тері температурасының ыңғайлы дәрежесі анықталады:

t_с.в.к. = 36,07 – 0,0354× Qэ.т./ S

мұндағы:

Q_э.т. – энерго жұмсалу, Вт

S – дене бетінің ауданы, м².

Тері температурасының топографиясы.

Топографияға киім, дискомфорт ыңғайлығы, (суу немесе ысып кету), бұлшық ет (физикалық) жұмысы, жынысы, адам жасы және т.б. әсер етеді.

Өздерінің жылу сезінушілігін ыңғайлық ретінде бағалайтын адамдарда локальды температураларды салыстырғанда, шешінген адамдарда жоғарғы температура бас аймағында байқалады, ал киінген адамдарда дене аймағында байқалатынын көрсетеді. Шешініп жүргендерге қарағанда, киінгендерде үлкен дәрежеде тұрақсыз температура байқалады.

Жылулық ыңғайлық жағдайындағы әйелдермен ерлердің температурасы-жалпы бірдей, бірақ топографиялық температурада әр түрлілік байқалады.

Әйелдерде иық және табан аймақтарын неғұрлым төмен температура t_к.

Интенсивтілігі бірдей суық факторы әсер еткенде әйелдер ерлерге қарағанда тері температураларының өте қатты төмендеуі байқалады.

Физикалық жұмыс дене айналасындағы конвекцияны (ауа мен дене арасындағы жылу алмасу) ұлғайтады., ол әр түрлі аймақтағы қан айналымын өзгертеді және топографиялық температураның өзгеруіне әкеп соғады.

Бір қатар оқиғаларда кез-келген аймақтардағы жеткіліксіз жылытылған немесе қорғалған жылу әсерінен локальді (жергілікті) суу немесе ысу адам кез-келген жағдайда бола алу уақытын қысқартуға себеп болып табылады. Суықтан әсер еткенде мұндай аймақтар, қалған дене бетінің жеткіліксіз жылынуына қарамастан, табан және шынтақ болып табылады (сууған кезіінде қолайсыздықты туғызады).Тіпті ағзаның ысып кетуі де

Сууды тоқтата алмайды.

Жылумен әсер еткенде локальды ысу шарттарды өңдіру спецификациясымен шартталынған.

Металл өнеркәсібінің ыстық цехтарында жылу әсеріне беттер, денесінің алдыңғы бөлігі, бөксе, қолдар күйеді. t_к° = 40-42 °С болғанда аурлық сезімдер т. б.