Прохоров В.Т. Особенности защиты человека от воздействия низких температур

Подождите немного. Документ загружается.

451

Картон стелечный

Полиуретан

7,5 0,06 0,00054

Шерстяной носок

Меховая овчина

Картон

(вкладная стелька)

Кожа стелечная

Стелька из войло-

ка

Термоэластопласт

1,2

0,03

0,039

0,12

0,11

0,04

0,06

0,00042

0,0003

0,00017

0,00015

0,00035

0,0003564

Плотность теплового потока стопы берется равной 65 Вт/м²,

начальная температура обуви равна 22°С.

Результаты применения математической модели для исследо-

вания пакетов низа обуви 1–10 при различных температурах окру-

жающей среды представлены в следующих графиках (рисунки 5.21 –

5.28).

Рис. 5.21. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области подошвы от времени воздействия температуры –10°С

для пакетов № 1, 2, 8

452

Рис. 5.22. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области подошвы от времени воздействия температуры –15°С

для пакетов № 1, 2, 8

Рис. 5.23. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области подошвы от времени воздействия температуры –15°С

для пакетов № 2, 3, 6

453

Рис. 5.24. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области подошвы от времени воздействия температуры –20°С

для пакетов № 2, 3, 6

Рис. 5.25. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области подошвы от времени воздействия температуры –30°С

для пакетов № 2, 3, 6

454

Рис. 5.26. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области подошвы от времени воздействия температуры –30°С

для пакетов № 5, 7, 10

Рис. 5.27. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области подошвы от времени воздействия температуры –40°С

для пакетов № 5, 7, 10

455

Рис. 5.28. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области подошвы от времени воздействия температуры –50°С

для пакетов № 5, 7, 10

Из полученных аналитических зависимостей температуры от

времени, решая соответствующие уравнения, можно найти время

комфортного пребывания стопы в обуви, которое обеспечивают паке-

ты низа 1

– 10.

456

Т а б л и ц а 5.12

Время (мин.) охлаждения внутриобувного пространства в области

подошвы до температуры 21°С для различных пакетов материа-

лов

Температура окружающей среды №

пакета

–10°С –15°С –20°С –30°С –40°С –50°С

1 132 60 44 31 25 21

2 239 84 61 42 34 29

3 >8ч >8ч 186 84 61 50

4 27 21 18 15 13 11

5 >8ч >8ч >8ч 137 91 72

6 >8ч >8ч 137 72 54 44

7 >8ч >8ч >8ч 118 75 58

8 81 47 36 26 21 19

9 16 13 11 9 8 7

10 >8ч >8ч >8ч 197 108 81

Из таблицы 5.12 можно дать некоторые рекомендации по ис-

пользованию рассмотренных пакетов низа в различных климатиче-

ских зонах (глава 1). Для зоны I (А и В) рекомендуется использование

пакетов 5, 7, 10. Для зоны II рекомендуется использование пакетов 2,

3, 6. Для зоны III можно использовать пакеты низа 1, 2,8. Пакеты 4 и 9

плохо защищают стопу от воздействия низких температур.

5.12 Обоснование выбора пакетов материалов для союзки

Для исследования теплозащитных свойств восьми

пакетов ма-

териалов союзки (таблица 5.13) была использована построенная в гла-

ве 3 математическая модель теплообмена для цилиндрической много-

457

слойной стенки. Была вычислена зависимость температуры внутри-

обувного пространства от времени при различных температурах ок-

ружающей среды. Расчеты проведены с помощью программы, напи-

санной в математическом редакторе «Maple» (приложение 2).

Т а б л и ц а 5.13

Пакеты материалов для союзки обуви

№

Материалы,

входящие в пакет

Толщина

материа-

лов

(мм)

Коэффициент теп-

лопроводности

λ (Вт/(м·ºС)

Коэффициент

температуропро-

водности

a (м²/ч)

Х/б носок

Меховая овчина

Бязь

Поролон

Полукожник хромово-

го дубления

0,3

1,2

0,05

0,039

0,038

0,07

0,067

0,0005

0,0003

0,0005

0,00065

0,00021

Х/б носок

Меховая овчина

Бязь

Поролон

Выросток хромового

дубления

0,3

1,2

0,05

0,039

0,038

0,07

0,06

0,0005

0,0003

0,0005

0,00065

0,0002

Шерстяной носок

Меховая овчина

Бязь

Поролон

Юфть хромового дуб-

ления

0,3

2,3

0,03

0,039

0,038

0,07

0,00042

0,0003

0,0005

0,00065

0,00042

Х/б носок

Меховая овчина

Бязь

0,3

0,05

0,039

0,038

0,0005

0,0003

0,0005

458

Замша 0,8 0,049 0,00033

Шерстяной носок

Меховая овчина

Искусственный мех

Полукожник хромово-

го дубления

1,5

0,03

0,039

0,042

0,067

0,00042

0,0003

0,00021

Х/б носок

Меховая овчина

Бязь

Выросток хромового

дубления

0,3

1,2

0,05

0,039

0,038

0,06

0,0005

0,0003

0,0005

0,0002

Шерстяной носок

Меховая овчина

Бязь

Юфть хромового дуб-

ления

0,3

2,3

0,03

0,039

0,038

0,07

0,00042

0,0003

0,0005

0,00042

Шерстяной носок

Мех оленя

Меховая овчина в два

слоя

0,03

0,037

0,039

0,00042

0,00028

0,0003

Плотность теплового потока стопы – 65 Вт/м². Начальная тем-

пература обуви – 22°С. Коэффициент теплоотдачи с поверхности па-

кета в окружающую среду –

Вт/м²·град. Графики зависимости

температуры внутриобувного пространства в области союзки при раз-

личных температурах окружающей среды для пакетов материалов 1-8

представлены на рисунках 5.29 – 5.33.

459

Рис. 5.29. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области союзки от времени воздействия температуры

–30°С, –40°С, –50°С для пакета № 8

Рис. 5.30. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области союзки от времени воздействия температуры –20°С

для пакетов № 3, 5.

460

Рис. 5.31. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области союзки от времени воздействия температуры –30°С

для пакетов № 3, 5

Рис. 5.32. Зависимость температуры внутриобувного пространства

в области союзки от времени воздействия температуры –15°С