Теплопередача з поверхні шкіри. Коефіцієнт теплопередачі шкіри

Відео: Бойлер чистка своїми рукамі.Boiler cleaning with own hands

тепловий потік направлений від більш нагрітого тіла до менш нагрітого зі швидкістю, пропорційною різниці температур цих тіл і помноженої на коефіцієнт теплопередачі. Чи є передача тепла в більшій мірі кондуктивної або конвективного, являє собою, можливо чисто теоретичне питання. Але Bullard, Rapp в 1970 р довели, що основна частина тепла передається кондуктивним шляхом.

Відео: Чим фірмова футболка відрізняється від дешевої?

Однак більшість дослідників визнають єдиний коефіцієнт теплопередачі, який об`єднує конвективний і кондуктивний елементи разом. Цей коефіцієнт представлений в наступному рівнянні:

Hw = hw (TSk - Tw), де Hw - рівень теплопередачі, Вт / см2- hw - коефіцієнт теплопередачі на ділянці шкіра-тонкий шар води, Вт / (м2 * ° С) - TSk - середня температура шкіри-Tw - температура води. Значення hw може бути отримано розрахунковим шляхом, застосуванням відповідної фізичної моделі (наприклад, такий як нагрівається манекен, поміщений у воду), на підставі експериментальних даних за участю людини.

теплопередача з поверхні шкіри

Якщо даний коефіцієнт відомий, то можна з високою точністю визначити тепловтрати. Однак кожне з цих методів визначення коефіцієнта має свої недоліки. Bullard, Rapp робили припущення, приймаючи тіло людини за єдиний циліндр, навколо якого в ламінарному режимі рухається вода, а теплопродукція, точно відповідної втрати тепла в воду. Використовуючи опубліковані в літературі величини провідності тканин, автори вирахували різницю температур між шкірою і водою (0,45 ° С) для стану теплового рівноваги. Значення кондуктивной складової коефіцієнта теплопередачі невелике і постійно на рівні 11 Вт / (м2 * ° С), в той час як конвективна складова варіює в прямій залежності від швидкості води.

У нерухомій воді комбіноване значення коефіцієнта теплопередачі одно 105 Вт / (м2 * ° С). Зі збільшенням швидкості руху води до 0,5 м / с цей коефіцієнт зростає майже прямолінійно до 411 Вт / (м2 * ° С).

Наочний приклад використання фізичної моделі запропонували в 1971 р Witherspoon і співробітники. Автори вимірювали втрати тепла від нагрітого мідного манекена в рухому з різною швидкістю воду. Вони отримували лінійну залежність величини коефіцієнта теплопередачі від швидкості руху води. Як показано на рис. 73, значення цього коефіцієнта при швидкості води в інтервалі 0-0,5 м / с аналогічні отриманим Bullard, Rapp.

На жаль, ні аналітична, ні фізична моделі не враховують впливу вазоконстрикції, теплообміну між артеріями і венами в кінцівках, зміни змісту тепла в тілі і складної форми поверхні людини. Але разом з тим дані, отримані на людину, відрізняються варіабельністю, причини якої практично невідомі. Майже в кожному випадку обчислене значення hw не нижче прогнозованого за допомогою аналітичної або фізичної моделі.


Поділитися в соц мережах:

Cхоже