Рассматриваются вопросы моделирования и расчета тепловых процессов в системе «человек – окружающая среда» в условиях низких температур с учетом внутренних источников и конвективного переноса тепла между расчетными элементами, имеющими существенное значение для теории конвективного теплообмена. Представлена методика расчета процессов комбинированного теплообмена и получения локальных теплофизических параметров системы «человек – тепловая защита – окружающая среда» с учетом пассивной и активной тепловой защиты, а также теплофизических и геометрических свойств расчетных элементов в широком диапазоне параметров окружающей среды (вода, воздух). Исследовано влияние переменного термического сопротивления современных материалов, используемых для проектирования защитной одежды, на процессы теплообмена в системе «человек – тепловая защита – окружающая среда». Проведенный анализ позволяет дополнить эксперименты компьютерным исследованием и оптимизировать элементы индивидуальных систем жизнеобеспечения, предназначенных для защиты от воздействия внешних факторов. В монографии содержатся оригинальные авторские результаты, полученные при выполнении инициативных научно-исследовательских работ в области систем жизнеобеспечения и оборудования летательных аппаратов.

Книга предназначена для специалистов в области разработки и конструирования авиационных и наземных систем кондиционирования воздуха, систем жизнеобеспечения, а также будет полезна аспирантам, магистрантам и студентам при изучении разделов проектирования современных и перспективных средств тепловой защиты от низких температур.





ОГЛАВЛЕНИЕ



Список условных обозначений и принятых сокращений    7

Предисловие    10

Введение    13

Глава 1. Современное состояние вопроса о моделировании и исследовании тепловых процессов в системе «человек – окружающая среда»    19

1.1. Устройство и работа системы термостабилизации человека    19

1.2. Теплофизические модели системы терморегуляции    28

1.3. Расчет нестационарной теплопроводности и конвективного переноса тепла с током теплоносителя в теории теплообмена    39

1.4. Анализ существующих проблем    44

Глава 2. Расчет гидравлических характеристик в контуре теплоносителя    47

2.1. Схема совместной работы системы термостабилизации и гидравлической системы    48

2.2. Исследование воздействия эффекта вращения теплоносителя на гидравлические характеристики контура    51

2.3. Методика расчета гидравлических характеристик в контуре теплоносителя    61

2.4. Характеристика полученных результатов    76

2.5. Проверка достоверности методики расчета гидравлических характеристик в контуре теплоносителя    81

Выводы к главе 2    84

Глава 3. Моделирование тепловых процессов в системе «человек – окружающая среда»    85

3.1. Моделирование тепловых процессов в системе термостабилизации    86

3.2. Алгоритм расчета системы уравнений    96

3.3. Методика расчета тепловых процессов в системе «человек – окружающая среда»    105

3.4. Характеристика полученных результатов    111

3.5. Проверка достоверности методики расчета    116

Выводы к главе 3    120

Глава 4. Исследование процессов теплообмена в системе «человек – окружающая среда»    121

4.1. Исследование влияния параметров окружающей среды    121

4.2. Анализ термического сопротивления теплоизоляции    133

4.3. Исследование влияния мощности внутренних источников тепла    141

Выводы к главе 4    146

Глава 5. Особенности теплообмена в системе «человек – тепловая защита – окружающая среда»    147

5.1. Теплоизоляционные материалы    147

5.2. Анализ влияния величины теплового сопротивления защитной одежды    152

5.3. Влияние величины внутренних тепловыделений на эффективность средств индивидуальной тепловой защиты    159

5.4. Исследование влияния индивидуальных параметров организма    161

5.5. Особенности обеспечения теплового комфорта в условиях невесомости и гиподинамии    166

Выводы к главе 5    180

Заключение    182

Библиографический список    185

Приложения    199

Приложение 1. Строение и особенности работы кровеносной системы    199

Приложение 2. Медико-биологические данные организма человека    202