Оценка теплоощущений человека при изменении микроклимата в помещении
Определить зависимость теплового баланса человека от определяющих метеорологических параметров воздуха (температуры воздуха, радиационной температуры, парциального давления водяных паров), тяжести выполняемых работ и термического сопротивления одежды. Исходные данные для решения задачи приведены в таблице.
Исходные данные к решению задачи
№ варианта Вид деятельности человека Температура в помещении, С Подвижность воздуха в помещении, м/с Тип одежды работающего
8 Легкие работы I-а 24 0,4 Легкая специальная
Решение
Оценка теплоощущений человека при изменении микроклимата в помещении производится пометодике уравнения теплового баланса человека, предложенной О. Фагнером [15]:
,
где q – избыточная (недостаточная) теплота человека, которая может быть либо положительной, либо отрицательной, т.е. тело человека либо накапливает теплоту, либо отдает больше чем получает, Вт/м2;
M – метаболическая теплота (теплопродукция, энергозатраты) человека, величина которой зависит от тяжести выполняемых работ, Вт;
FT – расчетная площадь поверхности взрослого человека, принимается равной 1,75 м2;
- тепловой коэффициент потерь метаболической теплоты;
qд – скрытая теплота диффузии пара через поры кожи. Вт/м2;
qи – скрытая теплота испарения с поверхности кожи вследствие потоотделения, Вт/м2;
qя,д – явная теплота, отдаваемая с выдыхаемым воздухом, Вт/м2;
qс.д – скрытая теплота, отдаваемая с выдыхаемым воздухом, Вт/м2;
qк – теплоотдача конвекцией, Вт/м2;
qр – теплоотдача излучением, Вт/м2.
Энергозатраты человека зависят от тяжести выполняемых работ
. Они могут быть определены по таблице 7 приложения.
Для определения теплоотдачи через кожу путем диффузии используется формула Дальтона
,
где r – теплота испарения влаги при температуре тела 35С принимается равной Дж/кг;
m – постоянная кожи при тепловом комфорте, равная , ;
PВ – парциальное давление водяных паров в воздухе, кПа, которое может быть принято 2,2-2,3 КПа.
Для определения парциального давления водяных паров, кПа, при влаговыделениях через поры используют эмпирическую формулу Банхиди
,
где tт – средняя температура тела человека, С, которая определяется
по формуле О. Фангера: .
Теплоту, отдаваемую испарением с поверхности кожи определяют по эмпирической формуле О. Фангера:
qи = 0,49
Скрытая теплота, отдаваемая человеком с выдыхаемым воздухом:
qс.д = V B.B (dB.B-dB),
где V B.B - количество выдыхаемого воздуха, кг/с м2, которое может быть найдено по эмпирической формуле
VB.B=0,16610-5,
Разность влагосодержания выдыхаемого dB.B и вдыхаемого dB воздуха (кг влаги /кг сухого воздуха) может быть найдена по эмпирической зависимости Тейлора
dB.В-dВ= 0,029-0,000492РВ ,
где РВ – барометрическое давление, допускается принять для нормальных условий
Vв.в = 0,166 10-5 50 = 83 10-6
dB.В-dВ= 0,029-0,0004922,2 = 0,028 ,
qс.д = 2,4 103 83 10-6 0,028 = 3,7
Явная теплота, отдаваемая человеком с выдыхаемым воздухом:
,
где ср – теплоемкость воздуха принимается равной ;
tв.в – температура выдыхаемого воздуха (tв.в=34С).
Расчет теплоотдачи радиацией производится по формуле Стефана – Больцмана
,
где - постоянная Стефана – Больцмана, величина которой равна 5,67 Вт/(м2*К4);
- излучающая способность одетого человека, равная 0,7;
Tод – температура поверхности одежды, К; , С
Tr – радиационная температура в рассматриваемой точке помещения, К.
Для расчета коэффициента теплоперехода при свободной конвекции используют приближенную формулу
.
Для вынужденной конвекции
где - расчетная подвижность воздуха в рабочей зоне помещения, м/с.
Термическое сопротивление Rод и значения коэффициента fод для различных типов одежды приведены в таблице 8 приложения
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
