Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Курсовой проект. Эксплуатация пакета одежды при работе почтальона - файл 1.docx


Курсовой проект. Эксплуатация пакета одежды при работе почтальона
скачать (442.4 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx443kb.29.11.2011 21:30скачать

Загрузка...

1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Содержание работы:

  1. Изучение теоретических основ выполнения работы

  2. Анализ исходных данных для проведения расчетов

  3. Проведение расчетов теплозащитных свойств пакета одежды (ТЗС) на участках: туловища, плеч, бедер с учетом открытых и закрытых одеждой участков тела

  4. Формирование структуры пакетов одежды по названым участках тела

  5. Сравнительный анализ теплозащитных свойств сформированных пакетов данных о ТЗС полученных расчетным путем

  6. Определение суммарных толщин пакетов и рпсчетов величин прибавок на толщину по названным участкам




Контрольные вопросы к работе:

1. Какова структура уравнения баланса тепла организма человека?

2. Как проявляются воздействия внешних факторов на человека?

3. Какова доля основных радиационно-конвективных теплопотерь в общих потерях тепла человеком?

4. Какие факторы влияют на изменение теплопродукции человека?

5. Как осуществляется регулирование теплообразования в организме человека?

6. Как осуществляется регулирование теплоотдачи с поверхности тела человека?

7. Что называется общим обменом?

8. Что такое основной обмен?

9. Основные пути теплообмена человека с окружающей средой.

10. Каковы исходные данные для расчета теплозащитной одежды?

11. В чем состоят особенности теплового расчета одежды?



1.Тепловой баланс достигается координацией процессов, направленных на образование тепла в организме (теплопродукция) и его выведение (теплоотдача). Он осуществляется химической и физической терморегуляции человека, а так же его приспособительными действиями направленными на создание оптимального микроклимата путем использования одежды и жилища. Обе части равенства, характеризующие тепловой баланс, являются переменными, зависящими как от физиологических, так и от физических факторов. Теплообразование (теплопродукция) в наибольшей степени зависит от физиологических, так от физических факторов, теплоотдача – от физических факторов окружающей среды.

Физиологический фактор в последнем случае регулирует передачу тепла от внутренних тканей тепла человека к поверхности кожи.

В общем виде тепловой баланс человека может быть предствавлен следующим уровнением.
Q т.п.+ Qт.в.= Qконв. + Qисп. + Qисп.+Qдых. +D

Где:

Qт.п.-теплопродукция человека

Qт.в.-внешняя тепловая нагрузка

Qрад.-потери тепла радиации

Qконв.-потери тепла конфекцией

Qконд.-потери тепла кондукцией

Qисп.дых.-потери тепла вследствии испарения влаги с поверхности дыхательных путей

Qисп.п.-потеря тепла вследствие испарения пота

Qдых.н.-потери тепла следствии нагревания вдыхаемого воздуха

D-изменение теплосодержание организма



2. Организм человека-саморегулирующая система, физиологический механизм, который направлен на обеспечение соответствующего количества образованного тепла, отданного внешней среде, с целью поддержания постоянной температуры тела. Если в какой-либо период этого соответсвия не наблюдается, то происходит накопления тепла или его убыль в организме человека, а следовательно, изменяется средняя температура.

При увеличении выделения тепла в организме или при перегревании тела вследствие поступления тепла извне механизм терморегуляции способствует увеличению теплоотдачи.

При охлаждении организма (обусловленного в частности, не соответсвиием тепло защитных функций одежды метеологическим условиям) механизм терморегуляции выделяет усилением теплоотдачи и увеличения выделения тепла в организме.

Терморегуляцию, обеспечивающую увеличении термообразования в организме в соответствии его охлаждение, принято называть химической, а терморегуляцию, направленную на увеличение или уменьшение теплоотдачив окружающую среду-физической.
3. Соотношение отдачи изучением, конвекции, испарением, кондукцией может существенно изменится в зависимости от климатических условий окружающей среды и физической деятельности человека, теплоизоляционных свойств одежды. В комфортных метериологических условиях, при понижении температуре окружающего человека наибольший удельный вес в теплоотдаче занимают излучение и конвекции (73-88% общих теплопотерь). Теплоотдача излучениям (радиацией) имеет место в условиях, когда температура ограждений, окружающих человека, ниже температура тела. В тех случаях, когда температура тела человека ниже температуры под воздействием инфракрасных лучей. Теплоотдача конвекции 

является следствием разности температуры тела и воздуха, а так же следствием увлажнения воздуха у поверхности тела.
4. В результате окислительно-востоновительных реакций в организме человека происходит превращения вещества, больших энергий и вещества, содержащих меньший энергетический патенциал, в освобождении энергии в той или иной форме. Процесс превращения энергии в организме очень сложный. Часть энергии, образующейся в организме, привращается, например, в механическую N, которая затем расходуется на выполнение внешней работы. Основная часть энергии переходит в тепловую Qт.п., когда вырабатываемая в организме человека энергия не расходуется на механическую работу, вся она практически превращается в тепловую. Это наблюдается у человека, находящегося в состоянии относительно физического покоя и выполняет некоторые виды физической работы.
5. Теплообразование в организме человека заметно поднимается при физической работе. Однако, оно может увеличиваться и у человека, находящегося в покое, например, под влиянием общего или локального воздействия холода (химическая терморегуляция). При очень интенсивном охлаждении дополнительное термообразование может наблюдаться и при выполнении человеком физической работы. Так как теплообразование измеряется под влиянием охлаждения, то этот показатель является полезным при гигиенической оценке одежды, предназначенной для эксплуатации в условиях холода.

6. при эксплуатации одежды может плотно прилегать к телу человека и находиться в соприкосновении с телом или какой-либо предметом.

Теплопередача от поверхности тела человека соприкасающимся с ним твердым осуществляется проведением (кондукцией)



Теплоотдача особенно при высокой температуре воздуха может осуществляться путем испарения диффузиционной влаги и пота. В условиях теплового комфорта и охлаждения человека, находящимся в сочетании относительно физического покоя, теряет влагу с поверхности кожи и верхних дополнительных путей вследствии диффузии. Этим способом человек отдает в окружающую среду 23-27% общих теплопотерь из которых 1/3 приходится на долю потерь тела испарения с верхних дыхательных путей 2/3 с поверхности кожи.

Потоотделение представляется собой из наиболее важных механизмов терморегуляции играющих основную роль при перегревании организма и выполнении человеком физической работы.

Потери тепла при дыхании (вследствие нагревании выдыхаемого воздуха) составляют наибольшую долю общих теплопотерь. С увеличением энергозатрат и уменьшения температуры воздуха теплопотери этого вида увеличиваются.

  1. Общим обменом называется процесс взаимодействия человека с одеждой, климатической средой, для обеспечения эффективности трудовой и иной жизнедеятельности человека путем оптимизации обмена энергией и веществом с окружающей средой.

  2. Расход энергии в состоянии полного покоя, при расслаблении мышц, отсутствием внешних раздражителей, натощак, в комфортных климатических условиях, т.е. в условиях обеспечивающих минимальную активность механизмов терморегуляции принято называть основных обменом Qo другими словами основной обмен – это минимальное количество энергии которое необходимо для поддерживания основных жизненных процессов. Величина основного обмена у здорового человека колеблется в зависимости от возраста и пола.

  3. В окружающую среду человек отдает тепло различными путями: радиацией, конвертацией, кондукцией, испарением, дыханием.

  4. 

  5. Для расчета теплозащитной одежды необходимо общее теплопотери, рост, вес человека, удельный коэффициент, параметры среды (температура и скорость ветра) и вид физической работы.

  6. В условиях спокойного воздуха коэффициенты теплопроводимости тканей и пакетов одежды различного волокнистого состава, объемной массы структуры, толщины различаются незначительно и поэтому при тепловых расчетах коэффициент теплопроводимости тканей и пакетов принимаются постоянным и равным 0,0495 ВП (14 ̊ С)



Данные для выполнения работы:

  1. Характеристика субъекта: женщина рост-164, вес 60 кг



  1. Характеристика субъекта: женщина рост-172, вес 64 кг

  2. Общий состав пакета одежды: нижнее нательное белье, брюки, свитер

  3. Температура воздуха: -3,0 Сº -2.0 Сº

  4. Скорость ветра 4.5 м/с 5.6 м/с

  5. Эксплуатация данного пакета одежды будет определятся при работе почтальона при занятиях на свежем воздухе

Последовательность проведения расчета:

  1. По данным таблицы №4 (метод. 30), что для заданных условий жизнедеятельности субъекта

М=230 Вт 270

И значение коэффициентов:

х=0,18; у=0,06; z=0,10 х=0,20; у=0,07; z=0,12

  1. Определяем потери тепла на испарения влагиего слизистых оболочек дыхательных путей с поверхности тела (Qисп.), потери тепла на нагрев воздуха при дыхании (Qдых.), мощность затрачеваемая при (Qдых.) мощность затрачиваемая при выполнении человекомвнешной (механической работы Lмех.)

Qисп.=х*М=0,18*230=41,1 0,20*270=54

Qдых.=у*М(Qдп.х)=0,06*230=13,8 0,07*270=18,9

Lмех.=z*М(Lмех.)=0,1*230=23 0,12*270=32,4

  1. Оцениваем доступную величину общих основных теплопотерь:

(Е Qосн.)общ=M(1-х-у-z)=230(1-0.18-0.06-0.1)=151.8 Вт 270(1-0,20-0,07-0,12)=164,7

  1. Зная рост 164 см рост-172, вес 64 кг вес-60 кг , из таблицы №1 определяем расчетную величину поверхности тела

Fm расч.=1,66 м2 1,75м2

  1. 

  2. Из таблицы №5 берем размеры поверхности тела человека защищенных (Fт закр.) и незащищенных (Fт откр.) одеждой

Fт откр.=0,029*1,66=0,048 0,029*1,75 =0,050

  1. Определим величину термического сопротивления общей теплоотдачи с поверхности тела человека, защищенных и незащищенных одеждой:

αконв.=11,2Vрасч. =11,24,5=23,76 Вт/м2Сº 11,25,6=26,5 Вт/м2Сº

αрад=5,67εпривtрасч+2732983=5,67∙0,87∙0,7773232=3,83Вт/м20С

tприв∙Етела, одежды – приведенная степень черноты системы (определяется по таблице)

tрадрасх=tв+5℃tрадрасч=8,0+5=13℃

αобщ=1кконв+1рад

αобщ=27,4+3,83=31,23Вт/м20С

αобщ – коэффициент теплоотдачи.

Определяем коэффициент теплоотдачи:

R°=11общ; R°=131,23=0,032м20С/BT

  1. Определяем часть общих основных теплопотерь субъекта., приходящихся на участке тела

EQоснотк=Fоткрtоткр-tв

EQоснотк=0,048∙33,0--3,00,032=1,1280,032=54Вт

  1. Часть общих основных теплопотерь субъекта, приходящиеся на участка тела, покрытые одеждой, определяются как разность:

EQоснод=EQоснобщ-EQосноткр

EQоснод=151,8-54=67,8

  1. 

  2. Находим среднее для всей одежды необходимое по условием обеспечение комфорта значение термического сопротивления теплопроводности для пакета:

Rср=Fтзакр∙tзакр-tвEQоснод- R°

Fтзакр=0,971∙Fтрасч

Fт закр=0,971∙1,66=1,61186

Rc=1,61186∙33,2—397,897,8-0,032=0,5646 м20С/

Полученные данные занесем в таблицу предварительных расчетов 1.

Расчетная величина теплопродукции

Значение удельных коэффициентов

Теплопотери организма человека Вт

расчетные значения площадей поверхности м2

М. Вт

х

y

z

Qисп

Qдых

λмех

Общ Fт

Закр Fт

Откр Fт

180

0,18

0,06

0,1

41,4

13,8

23

1,66

1,6118

0,048

Продолжение таблицы

Температура поверхности тела, С

Физические параметры окружающей среды

Основные теплопотери,Вт

Термические сопротивления, м2С/Вт

tкотк

tкзакр

tв ,℃

ϑв, м/с

αрад ,Вт/м20С

αконв ,Вт/м20С

ΣQоснод

ΣQосноткр



Rсредн

33

33,2

-3

4,5

3,83

27,4

54

97,8

0,032

0,5646

После расчетов основных теплопотерь переходим к расчету основных теплопотерь с локальных участков поверхностей тела. С этой целью всю поверхность тела разбиваем на отдельные участки(сегменты): голова, шея, туловище, плечо и предплечье, кисть, бедро и ягодица, голень, свод стопы.

Затем определяем относительную данной поверхности тела данного участка в общей поверхности тела, защищенной одеждой α, и относительную интенсивность основных 

теплопотерь для каждого участка поверхности тела, защищенной одеждой β.

Значение α и β берем из таблицы. Расчеты основных теплопотерь с участков тела производим по формуле:

ΣQоснуч=ΣQоснод∙α100∙β100

  1. Голова и шея ΣQоснуч=97,8∙0,045∙1,77=7,789 Вт

  2. Туловище ΣQоснуч=97,8∙0,367∙0,63=22,61 Вт

  3. Плечи и предплечье ΣQоснуч=97,8∙0,137∙0,6=8,03 Вт

  4. Кисти рук ΣQоснуч=97,8∙0,046∙2,15=9,67 Вт

  5. Бедро и ягодицы ΣQоснуч=97,8∙0,129∙1,05=13,24 Вт

  6. Голени ΣQоснуч=97,8∙0,21∙1,59=32,65 Вт

  7. Стопы ног ΣQоснуч=97,8∙0,066∙1,25=8,0685 Вт

Итого: 102 Вт

Проводим оценку величины относительной ошибки:

∆X=102-97,8102∙100=4,11%

Допустимая величина ошибки составила менее 10%. Далее определим термические сопротивление теплопроводимости пакета по локальному участку тела

Rуч=Fтtк-tв-R°ΣQоснуч

Где Fтуч=Fтзакр∙0,01 уч

  1. Голова и шея Fтуч=1,61186∙0,01∙4,5=0,07 м2

R1=0,09∙32,7+3-0,0387,7=0,41м20СВт

  1. Туловище Fтуч=1,61186∙0,01∙36,7=0,59 м2

R2=0,73∙33,6+3-0,03822,61=1,18м20СВт

  1. 

  2. Плечи и предплечье Fтуч=1,61186∙0,01∙13,7=0,22 м2

R3=0,27∙35,8+3-0,0388,03=1,29м20СВт

  1. Кисти рук Fтуч=1,61186∙0,01∙4,6=0,074 м2

R4=0,09∙29,6+3-0,0389,67=0,29м20СВт

  1. Бедра и ягодицы Fтуч=1,61186∙0,01∙12,9=0,207 м2

R5=0,26∙37,7+3-0,03813,24=0,79м20СВт

  1. Голени Fтуч=1,61186∙0,01∙21=0,33 м2

R6=0,42∙25,7+3-0,03832,65=0,36м20СВт

  1. Стопы ног Fтуч=1,61186∙0,01∙6,6=0,1 м2

R7=0,132∙31,7+3-0,0388,06=0,56м20СВт

Полученные данные заносим в таблицу 2:

Итоговая таблица 2 по расчету пакетов теплозащитной одежды на участках тела.

Таблица 2

наименование характерных участков поверхности тела, защищенных одеждой

значение удельных коэффициент

локальные теплопотери

площадь поверхности участка

площадь поверхности участка

термическое сопротивление пакета на участке

общее количество воздушных прослоек в пакете одежды

термическое сопротивление прослойки

общее количество слоев ткани в пакете одежды

термическое сопротивление тканей
α

β

голова и шея

177

4,5

7,78

32,7

0,09

0,41

-

-

-

-

туловище

63

36,7

22,61

33,6

0,73

1,18

4

0,33

4

0,41



плечи и предплечье

60

13,7

8,03

35,8

0,27

1,29

5

0,42

5

0,41

кисти рук

215

4,6

9,67

29,6

0,092

0,014

-

-

-

-

бедра и ягодица

105

12,9

13,29

31,7

0,26

0,79

4

0,04

4

0,36

голени

159

21

32,65

25,7

0,42

0,36

3

0,24

3

0,15

стопы ног

125

6,6

8,06

31,7

0,13

0,56

-

-

-

-

После расчетов термических сопротивлений пакетов одежды по локальным участкам, переходим к формированию пакетов одежды по каждому участку. Структуру пакета при этом формируем путем подбора его элементов так, чтобы по каждому участку было обеспечено необходимое термическое сопротивление термопроводимости.

Схема пакета одежды на участке туловища.

В/П – воздушная прослойка

1 – нижнее белье

2 – свитер

3 – утепляющая подкладка пальто

4 – основная ткань пальто мужского



состав

толщина элементов пакета

коэффициент теплопроводимости

термическое сопротивление

воздушная прослойка

0,001

0,028

0,007

нижняя рубашка

0,0003

0,046

0,007

воздушная прослойка

0,01

0,084

0,12

свитер

0,002

0,042

0,012

воздушная прослойка

0,005

0,044

0,104

утепленая прокладка пальто

0,05

(0,04)

(0,123)*3=0,3

воздушная прослойка

0,002

0,019

0,103

основная ткань пальто мужского,утепленного

0,003

0,16

0,009

R2=Rв+Rтк ; Rв=0,69 ; Rтк=0,41R=0,85

∆X=0,76-0,740,76∙100=2,63%

II Схема пакета одежды на участке плеча и предплечья

1 – нижняя рубашка



2 – свитер

3 – утепленная подкладка пальто мужского

4 – подплечники

5 – основная ткань пальто мужского

Структура пакета одежды на участке плеча и предплечья

состав пакета

толщина элементов пакета

коэффициент теплопроводности

термическое сопротивление

воздушная прослойка

1,001

0,01

0,1

нижняя рубашка

0,0003

0,046

0,007

воздушная прослойка

0,001

0,01

0,1

всвитер

0,0005

0,042

0,012

воздушная прослойка

0,004

0,036

0,11

утепленная подкладка пальто

0,005

0,04

(0,1251*3)=0,375

воздушная прослойка

0,001

0,01

0,1

подплечник

0,032

0,8

0,007

воздушная прослойка

0,002

0,019

0,005

основная ткань пальто

0,02015

0,16

0,009

Rв=0,42 ; Rтк=0,41 ; R°=0,83 ; R3 расч=0,87

∆X=0,87-0,830,87∙100=4,5%

III Cхема пакета одежды на участке бедер и ягодиц



1 – нижнее белье

2 – подкладочная ткань брюк

3 – основная ткань брюк

4 – утепляющая подкладка пальто

5 – основная ткань пальто

Структура пакета одежда на участке бедер и ягодиц

состав пакета

толщина элементов пакета

коэффициент теплопроводности

термическое сопротивление

воздушная прослойка

0,01

0,084

0,1

нижнее белье

0,0003

0,046

0,004

воздушная прослойка

0,001

0,084

0,01

подкладка брюк

0,0002

0,04

0,003

воздушная прослойка

0,006

0,052

0,01

основная ткань брюк

0,0015

0,016

(0,125*3)=0,375

воздушная прослойка

0,001

0,01

0,01

утепленная подкладка пальто

0,005

0,06

0,007



воздушная прослойка

0,002

0,01

0,005

основная ткань пальто

0,0201

0,16

0,009

Rв=0,04

Rтк=0,36

R°=0,36

R5 расч=0,41

∆X=0,41-0,390,41∙100=4,8%

Сечение фигуры изделия по участкам.


На участке линии бедра

На участке плеча и предплечья







На участке спинки в

узком месте

На участке туловища




На участке полочки в

самом узком листа



После проведения расчетов мы получили данные, используя которые можно рассчитать величины прибавок на толщину пакета на всех участках тела человека

Птм – Пбобщ

Где Птм – величина прибавки к полуобхвату, м;

бобщ – общая толщина тканей пакета, м

  1. Туловище б=0,0195 ; Птм=3,14*0,061=0,191 м

  2. Плечи и предплечье б=0,0187 ; Птм=3,14*0,0185=0,058 м

  3. Бедра и ягодицы б=0,0187 ; Птм=3,14*0,0187=0,0587 м

Вывод:

Учитывая актуальность проблемы создания рациональной проблемы для человека от холода, в данной контрольной работы рассмотрены расчеты пакетов теплозащитной одежды.

Пакет одежды должен быть спроектирован таким образом, чтобы показать теплоотдачи организма человека и количество тепла, отдаваемого в окружающую среду, были максимально приближены друг к другу.

Только при соблюдении этого комфортно, что будет способствовать нормальной жизнедеятельности человека.



Список рекомендуемой литературы.

  1. Колесников П.А., Основы проектирования теплозащитной одежды

  2. Михеев Н.М., Теплопередача. – М: Энегоиздат., 1950

  3. Валдковская Ю.В., Климато-физиологическое обснование рационирования СССР для щелей гигиены одежды/ Ю.В. Валдковская, Л.А. чубуков, Я.Н. Фельдман// Вопросы прикладной климатологии, 1960

  4. Исаченко В.П., Теплопередача/ В.П. Исаченко, В.А. Осипова, Л.С. Сукомен. – М: Энергия, 1965



Скачать файл (442.4 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru