Конструкция и эксплуатация систем кондиционирования воздуха магистральных пассажирских самолетов
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
? давления смеси, обусловленная наличием в ней данного компонента (такое давление имел бы газ, входящий в состав смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре). Сумма парциальных давлений всех компонентов составляет полное давление газовой смеси (закон Дальтона). Следовательно, парциальное давление пропорционально объёмной концентрации рассматриваемого вещества. В частности, для кислорода в атмосферном воздухе
, (6)
где - парциальное давление кислорода; ph - атмосферное давление на рассматриваемой высоте; - объёмная концентрация кислорода (в долях единицы); О2 - процентное содержание кислорода.
Парциальное давление кислорода в альвеолах легких отличается от парциального давления кислорода в атмосфере в связи с происходящими в альвеолах процессами газообмена:
, (7)
где - парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре человеческого тела; - парциальное давление углекислого газа.
Из зависимостей (6) и (7) следует, что с ростом высоты даже при неизменном газовом составе атмосферного воздуха (характерном для гомосферы) парциальное давление кислорода уменьшается. Это вызывает снижение интенсивности процессов передачи кислорода в организм человека, причём его парциальное давление в альвеолах лёгких снижается в большей степени, чем в атмосфере.
При подъёме до высоты не более 2 км человек не испытывает какого-либо ухудшения самочувствия. С этой точки зрения диапазон высот от 0 до 2 км называют индифферентной зоной. На высотах от 2 до 3,5...4 км насыщение крови кислородом продолжает снижаться, но может быть парировано рефлекторным усилением деятельности сердца и лёгких. Данный диапазон высот называют зоной полной компенсации.
На высоте 3,5...4 км парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе становится равным 7,2...6,3 кПа (54...47 мм рт. ст.), и при дальнейшем увеличении высоты даже в условиях гипервентиляции легких нормальный газообмен нарушается. Эффекты кислородного голодания развиваются достаточно интенсивно, вплоть до полной потери человеком работоспособности, а нередко и потери сознания, которая у ряда лиц происходит на высотах 5...6 км, а у подавляющего большинства - на высотах 6...7 км. На высотах более 8 км возникают смертельно опасные для человека явления. Следует иметь в виду, что интенсивность кислородного голодания усиливается при выполнении человеком какой-либо работы.
Нормальная жизнедеятельность человека при подъёме на высоту может быть обеспечена поддержанием парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе на уровне = 14,7 кПа (110 мм рт. ст.). Технически это можно осуществить путём поддержания соответствующего давления воздуха в окружающей человека среде (в герметической кабине или скафандре) или повышением процентного содержания кислорода во вдыхаемой смеси (применение кислородных приборов).
Требуемое изменение процентного содержания кислорода во вдыхаемом воздухе по высоте можно рассчитать с помощью формулы (8), задавшись необходимым (например, указанным выше) уровнем . В частности, можно установить, что на высоте 10 км необходимо подавать для дыхания чистый кислород, чтобы обеспечить в альвеолах парциальное давление кислорода, равное 14,7 кПа (110 мм рт. ст.). При дальнейшем подъеме будет снижаться даже при дыхании чистым кислородом. Из физиологических исследований известно, что минимальным парциальным давлением кислорода в альвеолах лёгких, при котором кровь еще насыщается на 80...85 %, является давление 5,5...6,7 кПа (41...50 мм рт. ст.), что соответствует высоте 3,8...4,5 км при дыхании атмосферным воздухом или высоте 12,3...12,8 км, если для дыхания используется чистый кислород.
(8)
Понижение атмосферного давления помимо кислородного голодания может вызвать ряд других неблагоприятных эффектов, в числе которых можно назвать высотный метеоризм, аэроэмболизм, высотную эмфизему и взрывную декомпрессию.
1.3 Влияние на человека теплового воздействия и влажности окружающей среды
В человеческом организме происходят процессы массоэнергообмена, при которых высвобождается энергия вследствие химического окисления веществ, получаемых с пищей, или окисления собственных органических веществ организма в случае, если суточный рацион не покрывает потребностей энергопотребления. Полученная энергия расходуется в основном на поддержание нормальной температуры тела (37 С) и на выполнение физической работы, к которой относится, в том числе и работа, затрачиваемая на поддержание определенного положения тела в гравитационном поле. Исследования показывают, что в общем балансе энергообмена доля, приходящаяся на внешнюю работу, совершаемую человеком, не превосходит в среднем 5 %, в то время как 95 % энергии выделяется в виде теплоты.
Теплообмен между человеческим организмом и окружающей средой происходит с помощью конвекции, испарения, излучения и теплопроводности. Интенсивность протекания этих процессов зависит от многих факторов - температуры, влажности и скорости движения окружающего человека воздуха, температуры ограждающих поверхностей, вида и свойств одежды, характера выполняемой работы и т.п.
Согласно официально принятому в США инженерами-теплотехниками и специалистами по системам кондиционирования воздуха определению [4] под тепловым комфортом подразумевается такое душевное состояние человека, при котором он выражает удовлетворённость микроклиматическими условиями окружающей его среды. Такое очеви?/p>