Радиациялық жылу алмасу.

Азақстан Республикасының білім және Ғылым Министрлігі

М.Х.Дулати атындағы Тараз Мемлекеттік Университеті

Кафедра: ТБТ және Дизайн

Специальность 5 курс

сбор лекции по курсу «Гигиена одежды»

Тараз-2006 жыл

Киім гигиенасының пәнінен лекция курсын құрастырған аға оқытушы- Бейсенбиева Г.Е.

«Дизайн және ТБТ» кафедрасының мәжілісінде

бекітілген Хаттама №_____________2006 жыл.

Кафедра меңгерушісі: Б.М. Уалиев

Мазмұны.

Лекция №1-2

Киімді зерттеуші мамандар адам өміріндегі киімнің қорғаушылық, сәндеушілік және ұятшылдық сияқты басты рөльдерді атқаратынын айқындаған.

Лекция №3

Радиациялық жылу алмасу.

Лекция № 4-5.

Киім үшін материалдар қасиеттерінің гигиеналық талаптары

Лекция №6-7

Суықтан қорғауға арналған киімді жоспарлаудағы негізгі міндеттері.

Лекция №8.

Тұрмыстық және арнайы киімдерге қойылатын талаптар

Дебиеттер тізімі.

Лекция №1-2

Киімді зерттеуші мамандар адам өміріндегі киімнің қорғаушылық, сәндеушілік жә-не ұятшылдық сияқты басты рөльдерді атқаратынын айқындаған.

Қорғаушылық -бұл адам денесін қоршаған ортадан қорғауды қамтамасыз етеді. Оларға:

1. Жағымсыз климаттық жерлерден- суықтан, желден, жаңбырдан, күн сәулесінен;
2. Механикалық жарақаттанудан-күюден, жарақат алудан және т.б.

3. Жағымсыз өндірістік әсерлерден-кірленуден, артық жылудан және суықтан, агрес-сивті ортадан.

Мұндай қажеттіліктерді әр алуан арнайы және профессионалды киімдерден, олар-дың адам денесін зиянды әсерлерден қорғайтынын, жұмыс қабілетін, денсаулығын және өмірін сақтайтынын игеруге болады.

Адамның өмірлік тіршілік шарттарында киімнің қатынас дәрежесі оған қойылатын гигиеналық талаптармен айқындалады, ал бұл дегеніміз жоғары сапалы киімді дайындау-дағы басты шарттарының бірі болып табылады.

Сапа көрсеткіштер жүйесінде адам денесінің сыртқы микроклиматын, оның қорша-ған ортамен газ алмасушылық-жылулықты анықтайтын гигиеналық көрсеткіштері маңыз-ды мағынаға ие.

Сонымен киім гигиенасы пәнінің негізгі мақсаты-әр түрлі қызметтегі киімдерге қойылатын гигиеналық талаптарды, адам мен ішкі орта арасындағы жылу аламасу физиологиясын, әр алуан қызметтегі киімдерді жобалаудағы басты гигиеналық шарттарды сондай-ақ киімнің соңғы әдістемелік физиология-гигиеналық бағаларын анықтайды.

Адаммен қоршаған орта арасындағы жылу алмасу.

Жоспар.

1. Адамның термореттеушілік механизмі.

2. Жылулық баланс тепе-теңдік.

3. Жылу иродукциясы және жылу берушілік.

1.Киім қызметінің ең негізгілерінің бірі-адамның жылулық балансын қалыпты ұстау, температуралық гомеостазды (дененің тұрақты температурасы) қамтамасыз ету. Бұл адам өмірінің қалыптылығы, оның жұмыс қабілетілігін жоғары дәрежеде болуын сақтауға қажетті шарты болып табылады.

Адам ағзасы ішкі жылу бастамаларымен термореттеушілік жүйені құрайды. Бұл ішкі жылу бастамалары қалыпты жағдайдағы шығарылатын жылу көлемі жылу өнімі -жылу берушілікке сәйкестенеді. Адам ағзасымен оны қоршаған орта

арасындағы жылулық тепе-теңдік ыңғайлылық шарттармен немесе жылулық-баланспен сәйкестенеді және айналадағы заттардың беттерімен қабырғалардың ауа ылғалдылығының қозғалысының, адам киімімен жылу өнімінің шама сипаттамасының температурасына байланысты болады.

Егер организмнің жылу өнімі жылу берушілікке тең болса, онда адам денесінің температурасы тұрақты қалыпта болады. Жылу өнімі жылу берушілік арасындағы қатынас өзгерген жағдайда, адам денесінің температурасының толқуы байқалады. Жылу өнімі жылу берушіліктен жоғарылаған жағдайда, дене температурасы көтеріледі және керісінше.

Термореттеушілік- қалыпты жағдайдағы дене температурасын ұстап тұратын орталық жүйке жүйесінің жұмысымен нақтыланған физиологиялық үдірістерінің жиынтығы.Термореттеушілікті организмнің оның ылғалдануына жауап беретін жылу түзушілігінің өркендеуімен байланысты химиялыққа және қоршаған ортаға жылу берушілік интенсивтілігін реттейтін физикалыққа бөледі. Адам ағзасында түзілетін жылу көлемі оның физикалық іс-әрекетімен ішкі ортаның шарттарымен, киім қасиеттерінің интенсивтілігімен анықталады. Бірақ химиялық термореттеушілік бұлшық еттің іс-әрекетімен де байланысты сонымен, организм өте қатты суыған жағдайда бұлшық ет жылу өнімділігінің жоғарылауына әсер етеді.

Адамның бұлшық еттері толқулар жасайды (микровибрация), ол-заттар алмасуының жоғарылауының басты себептерінің бірі болып табылады. Сонымен интенсивтік микровибрацияның жоғарылауы бұлшық ететің күшеюіне ықпал етеді.

Химиялық термореттеушілік.Физикалық терморегуляция тері температурасының өзгеруімен тері тамырларының үлкеюімен күшеюіне байланысты, тері бөлушілік интенсивтілігінің өзгеруінен (тері бетінен тердің буланып кетуі) және демалыстың өзгеруінен (судың өкпемен булануы) болады.

Сонымен дененің қалыпты температурасы сақталу үшін барлық жүйе термоқалыптылық жағдайда болады. Теңдікті белгілеу үшін организмдегі жылу түзушілік пен жылу берушілік араларында «жылулық баланс» термині қабылданған.

Жалпы жылулық баланс теңдігі:

Qтп+Qтв = Qрад+Qконв+Qконд+Qисп.д+Qисп.дых+Qисп.п.+Qдых.н. ± Д* (1)

Жылу өнімі

мұндағы: жылу берушілік

Qтп -адамның жылу өнімі,

Qтв- ішкі жылулық салмақ (мысалға, күн радиациясының әсері),

Qрад- радиациямен жоғалтылған жылу,

+Qконв-конвекциямен жоғалтылған жылу,

+Qконд-кондукциямен жоғалтылған жылу,

Qисп.д-тері бетінен ылғалдық диффузиялық булану әсерінен жоғалтылған жылу,

+Qисп.п.- тердің булануынан жоғалтылған жылу,

Qдых.н.-демалатын ауаның жылуының әсерінен жоғалтылған жылу,

Д-жылу дефициті (ыңғайлылық дәрежемен салыстырғандағы ағзаның жылулық құ-рамының өзгеруі)

*Д(+)-егер жылу берушілік › жылу түзушіліктен

*Д(-)-егер жылу түзушілік › жылу берушіліктен

3. Жылу өнім - жылу адам организмінде жылу бөлушілік ағынында химиялық реакциялар нәтижесінде биологиялық заттардың алмасуы үдірісінде пайда болады.

Жылу түзушілік интенсивтілігі, сол сияқты жылу өнімдер адам ағзасының өмір сүру үдірісінде оның жасына, жынысына, қоршаған орта температурасына, тамақтануына, бұлшық ет іс-әрекетіне және т.б. байланысты болады. Тамақтану жылу істегенде бірден жылу өнімі көтеріледі. Тыныштық күйде энергия аз шығындалады. Толық физикалық тыныштық жағдайында ағзасынан шығындалатын энергия көлемі ыңғайлы микроклиматтық шарттарда тамақтанғанға дейін (ашқарында), сол сияқты термореттеушілік механизмінің минимальды белсенділікті қамтамасыз ету шарттарында негізгі (стандартты) алмасу (Qo) деп аталынады.

Негізгі алмасу-бұл басты өмірлік үрдістерді ұстап тұру үшін қажетті және жынысқа және салмаққа байланысты минимальды энергия көлемі (салмақ бірлігіне сәйкес келетін калория немесе дененің бірлігіне сай келетін [Qо = Вт/м²])

Физикалық (бұлшық етті) қозғалыста үлкен энергия бөлігі механикалық жұмыс ретінде шығындалады (N).

Негізгі энергия бөлігі жылулыққа (Qтп) ауысады, сөйтіп, адам ағзасында шығарылатын жылу түріндегі (жылу өнімі) және дене температурасын қалыпты жағдайда ұстап тұруға кететін энергия бұлшық ет (физикалық) жұмысы кезінде құрылады, тек ортақ энерго таратушылықтың бөлігі ғана (Qэ.т.)

Qтп = Qэ.т – N (2)

Механикалық жұмыс орындалмағанда, барлық адам ағзасында түзілетін энергия жылулыққа айналады (тыныштық күйі-жатқанда, тұрғанда, отырғанда және кейбір физикалық жұмыстар түрлері).(1-кестенің қара-Дельра).

Орындалған механикалық жұмыстар көлемі анықталады:

N = η(Qэ.т -Qо) (3)

Мұндағы: η-пайдалы әсер коэффициент термикалығы,(20-25%)

Qо- негізгі алмасу,

N-берілген физиологтар арқылы анықтау өте қиын, себебі, орындалған жұмысты өлшеу мүмкін емес.

Сонымен адамның жылу өнімін былай анықтауға болады:

Qтп = Qэ.т – η(Qэ.т -Qо) (4)

Жылу өнімі тәжірибелі түрде калориметрия әдісімен анықталады (тіке және жанама).

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.

Qконд = λ , [Вт] (5)

Мұндағы: Qконд-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

Лекция №3

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* (t ₁ - t ₂) (7)

Мұндағы: α _рад –сәулелену коэффициенті, [Вт/(м²*С)]

S_рад-адам дене бетінің ауданы, радиациялық жылу алмасуға қатынасын, м²

t ₁ –дене бетінің температурасы (киімнің), °С

t ₂- қоршаған дене бетінің температурасы, °С

4. 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:

||Qисп.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 Qисп.дых анықталады:

|| Qисп.дых = 14,9*10^-6Qт.п. (5880-ρа)

мұндағы: Qт.п-жылу иродукция, Вт

4. 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 Qисп.п. мына теңдеумен анықталады:

||Qисп.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:

Qисп.п. = 0,36*S(Qтп/ S-58)

Мұндағы: S-шешінген адамның денесінің ауданы, м²

5. Дем алу кезіндегі жылу жоғалтушылық.

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

Qдых.н. = 0,0012 Qэ.т.(34- t_в)

Мұндағы: t_в-қоршаған орта температурасы, ⁰С

Жылу жоғалтушылықты есептегенде: t ⁰ жоғарғы-36⁰С, t төменгі -30⁰С 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_р⁰), тері температурасы (t⁰), 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 ,⁰С)-дене температурасы ретінде (t⁰ 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 37,1⁰С-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 = 36,8-37⁰С кезінде өздерінің жылу сезінушілігін сәйкесінше «суық» және «суыған» ретінде бағалайды. Дене температурасының t_р⁰ (тела) = 37,8 ⁰С болғанда, ағзасының қызу белгісі болып саналады.

Адам қызуын t_р = 38 ⁰С сипаттайтын ұсынылып отырған физиологиялық шамасы суу жағдайын сипаттайтын t_р = 35,8 ⁰С салыстырмалы физикалық тыныштық жағдайында болады.

Физикалық жұмыстың орындалуы t_р метеорлогиялық шартқа байланысты.

Ыңғайлылық жылу сезінушілікке сәйкестенетін дене температурасының t_р = ⁰С дәрежесі әр түрлі энерго жұмсалу кезінде мына теңдеумен анықталады:

t_р = 36,61+0,007* Qэ.т./ S

мұндағы: Qэ.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 ас-тында (шыңғыру,t⁰) 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: Qэ.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_к⁰ = 40-42⁰С болғанда аурлық сезімдер п. б.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: