Тепловое воздействие на космический аппарат при наземной эксплуатации и в полете. Воздействие температуры Адаптация к длительным изменениям температуры

Проходя через любой проводник, сообщает ему некоторое количество энергии. В результате этого проводник нагревается. Передача энергии происходит на молекулярном уровне, т. е., электроны взаимодействуют с атомами или ионами проводника и отдают часть своей энергии.

В результате этого, ионы и атомы проводника начинают двигаться быстрей, соответственно можно сказать, что внутренняя энергия увеличивается и переходит в тепловую энергию.

Данное явление подтверждается различными опытами, которые говорят о том, что вся работа, которую совершает ток, переходит во внутреннюю энергию проводника, она в свою очередь увеличивается. После этого уже проводник начинает отдавать её окружающим телам в виде тепла. Здесь уже в дело вступает процесс теплопередачи, но сам проводник нагревается.

Этот процесс рассчитывается по формуле: А=U·I·t

А – это работа тока, которую он совершает, протекая через проводник. Можно также высчитать количество теплоты, выделяемое при этом, ведь это значение равно работе тока. Правда, это касается, лишь неподвижных металлических проводников, однако, такие проводники встречаются чаще всего. Таким образом, количество теплоты, также будет высчитываться по той же форме: Q=U·I·t .

История открытия явления

В своё время свойства проводника, через который протекает электрический тока, изучали многие учёные. Особенно среди них были заметны англичанин Джеймс Джоуль и русский учёный Эмилий Христианович Ленц. Каждый из них проводил свои собственные опыты, а вывод они смогли сделать независимо друг от друга.

На основе своих исследований, они смогли вывести закон, который позволяет дать количественную оценку выделяемого тепла в результате воздействия электрического тока на проводник. Данный закон получил название «Закон Джоуля-Ленца». Джеймс Джоуль установил его в 1842 году, а примерно через год Эмиль Ленц пришёл к тому же выводу, при этом их исследования и проводимые опыты никак не были связаны друг с другом.

Применение свойств теплового действия тока

Исследования теплового воздействия тока и открытия закона Джоуля-Ленца позволили сделать вывод, подтолкнувший развитие электротехники и расширить возможности применения электричества. Простейшим примером применения данных свойства является простая лампочка накаливания.

Устройство её заключается в том, что в ней применяется обычная нить накаливания, сделанная из вольфрамовой проволоки. Этот металл был выбран не случайно: тугоплавкий, он имеет довольно высокое удельное сопротивление. Электрический ток проходит через эту проволоку и нагревает её, т. е. передаёт ей свою энергию.

Энергия проводника начинает переходить в тепловую энергию, а спираль разогревается до такой температуры, что начинает светиться. Главным недостатком такой конструкции, конечно, является то, что происходят большие потери энергии, ведь только небольшая часть энергии преобразуется в свет, а остальная уходит в тепло.

Для этого вводится такое понятие в техники, как КПД, показывающее эффективность работы и преобразования электрической энергии. Такие понятия как КПД и тепловое воздействие тока применяются повсеместно, так как существует огромное количество приборов основанных подобном принципе. Это в первую очередь касается нагревательных приборов: кипятильников, обогревателей, электроплит и т. д.

Как правило, в конструкциях перечисленных приборах присутствует некая металлическая спираль, которая и производит нагревание. В приборах для нагревания воды она изолирована, в них устанавливается баланс между потребляемой из сети энергией (в виде электрического тока) и тепловым обменом с окружающей средой.

В связи с этим, перед учёными стоит нелёгкая задача по снижению потерь энергии, главной целью является поиск наиболее оптимальной и эффективной схемы. В данном случае тепловое воздействие тока является даже нежелательным, так как именно оно и ведёт к потерям энергии. Самым простым вариантом является повышение напряжения при передаче энергии. В результате снижается сила тока, но это приводит к снижению безопасности линий электропередач.

Другое направление исследований – это выбор проводов, ведь от свойств проводника зависят и тепловые потери и прочие показатели. С другой стороны, различные нагревательные приборы требуют большого выделения энергии на определённом участке. Для этих целей изготавливают спирали из специальных сплавов.

Для повышения защиты и безопасности электрических цепей применяются специальные предохранители. В случае чрезмерного повышения тока сечение проводника в предохранителе не выдерживает, и он плавится, размыкая цепь, защищая, таким образом, её от токовых перегрузок.

Профилактика:

Обратить внимание на эргономическую проработку рабочего места.

1. Разместите монитор так, чтобы его верхняя точка находилась прямо перед вашими глазами или выше, что позволит держать голову прямо, и исключит развитие шейного остеохондроза. Расстояние от монитора до глаз должно быть не меньше 45 см;

2. Стул должен иметь спинку и подлокотники, а так же такую высоту, при которой ноги могут прочно стоять на полу. Идеальным будет приобретение кресла с регулирующейся высотой, в таком случае спинка позволит держать спину прямо, подлокотники дадут возможность отдохнуть рукам, правильное положение ног не будет мешать кровообращению в них;

3. Расположение часто используемых вещей не должно приводить к долгому нахождению в какой либо искривлённой позе;

4. Освещение рабочего места не должно вызывать блики на экране монитора. Нельзя ставить монитор рядом с окном, так чтобы вы одновременно видели и экран и то, что находится за окном.

5. При работе с клавиатурой, угол сгиба руки в локте должен быть прямым (90 градусов);

6. При работе с мышкой кисть должна быть прямой, и лежать на столе как можно дальше от края. Во время работу не забывайте о регулярных перерывах для отдыха, Ограничить количество времени.

1. Ионизирующее излучение как неблагоприятный фактор окружающей среды Естественный радиационный фон, его величина и составляющие. Гигиеническое значение радона.

Руководящие документы.

Руководящие документы.

1. Федеральный закон о радиационной безопасности №3-ФЗ

2. Нормы радиационной безопасности(НРБ 99) СП 2.6.1.758-99

3. Основные СП обеспечения радиационной безопасности.

4. Гигиениечские требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований. СанПиН 2.6.1.802-99

Радиационная гигиена–отрасль гигиенической науки,изучающая влияние ИИ на здоровье людей и разрабатывающая мероприятия по снижению его неблагоприятного воздействия.

Радиационная безопасность населения это состояние защищенности настоящего и будущего поколения людей от вредного для их здоровья воздействия ИИ.

ИИ - излучение, которое создаётся при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе, и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков. Мерой чувствительности к действию ИИ является радиочувствительность.

ИИ бывает корпускулярным(альфа, бета-частицы, космические лучи, протоны, нейтроны) и электромагнитным(гамма, рентгеновское излучение).Альфа излучение- ИИ,состоящее из альфа частиц(ядер гелия-2 протона и 2 нейтрона), испускаемое при ядерных превращениях.Бета излучение- электронное и позитронное ИИ, испускаемое при ядерных превращениях. Гамма-излучение - фотонное

ИИ делят на две группы:

1Закрытые-источники излучения, устройство которых исключает загрязнение окружающей среды РВ при предвидимых условиях их применения, но при нарушении рекомендуемой технологии или аварии они все же могут попадать в окружающую среду. К закрытым источникам ИИ относят: гамма-установки, рентгеновские аппараты, ампулы с РВ, металлические патроны с РВ, вплавленные в металл РВ.

2Открытые - источники излучения, при использовании которых возможно попадание РВ во внешнюю среду и ее загрязнение. К открытым источникам ИИ относят РВ в порошкообразном, растворенном или газообразном состоянии, применяемые после разгерметизации упаковки. Объекты, работающие только с закрытыми ИИ,могут размещаться внутри жилых кварталов без установления санитарно-защитных зон при условии наличия необходимых защитных ограждений. При работе с закрытыми источниками наибольшую опасность представляет внешнее облучение,т.е облучение организма от находящихся вне его ИИИ. Здесь опасны ИИ с большой длиной пробега, т.е. с высокой проникающей способностью (рентгеновское, гамма-излучение).

Лучевые нагрузки населения в современных условиях, в том числе вклад медицинских процедур с использованием НИИ. радиационный риск, методы его оценки.

2. Пищевые отравления немикробной этиологии. Причины их возникновения. Основные направления предупреждения.

К пищевым отравлениям относят заболевания различной природы, возникающие при употреблении пищи, содержащей болезнетворные микроорганизмы или их токсины либо другие ядовитые для организма вещества немикробной природы.

НЕМИКРОБНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ОТРАВЛЕНИЯ

К этой группе относятся отравления несъедобными ядовитыми продуктами (грибы и дикорастущие растения), пищевыми продуктами, временно ставшими ядовитыми или частично приобретшими ядовитые свойства (соланин картофеля, бобы фасоли, горькие ядра косточковых плодов, органы животных), отравления, вызванные ядовитыми примесями в пищевых продуктах (соли тяжелых металлов, сорняки и ядохимикаты).

Отравления несъедобными продуктами растительного и животного происхождения Отравление грибами. Среди отравлений растительного происхождения наиболее часты заболевания, вызываемые грибами. В среднем около 15% случаев отравление грибами заканчиваются летальным исходом.

Профилактика: обязательное проваривание грибов, отвар не использовать. Отравление возможно и при употреблении съедобных грибов при их загрязнении микроорганизмами и длительном хранении. Грибы могут быть загрязнены и химическими соединениями (из почвы, посуды). Для профилактики необходимо знание технологии приготовления грибов. Профилактика: ограничение списка грибов, разрешенных для заготовки и продажи; допуск в заготовку и продажу только сортированных по отдельным видам грибов; ограничение видов грибов, допускаемых в продажу в сушеном виде; санпросвет работа с населением.

Ядра косточковых плодов (абрикосы, персики, сливы, вишни, черешня, кизил, горький миндаль). В ядрах этих растений постоянно присутствует гликозид амидалин, который при расщеплении выделяет синильную кислоту. Профилактика: санпросвет работа с разъяснением возможных грозных осложнений, наблюдение за детьми.

Микотоксикозы. Заболевания, возникающие в результате потребления пищевых продуктов, в которых размножились токсические грибки.

Эрготизм - отравление рожками спорыньи, поражающих рожь и, реже, пшеницу. Профилактика: контроль за содержанием токсина в муке, проведение агротехнических мероприятий.

Алиментарно-токсическая алейкия - возникает при употреблении продуктов из зерна злаков, перезимовавших под снегом на корню. Характерны диспепсические явления, далее развивается лейкопения и различные ангины, в т.ч. некротическая. Профилактика: запрет употребления перезимовавшего зерна.

Афлатоксикозы. После короткого инкубационного периода (до 2 суток) развиваются явления нейротоксикоза (нарушение координации движений, судороги, парезы), геморрагический синдром и прогрессирующий цирроз печени (самый сильный канцероген). Профилактика: контроль плесени в продуктах.

Пищевые отравления пестицидами. Пестициды (ядохимикаты) - синтетические химические вещества различной степени токсичности, применяемые в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от сорняков, вредителей и болезней, а также для стимуляции роста, развития семян плодов и др. целей. Профилактика: полное исключение остаточного содержания пестицидов во внешней среде и обладающих выраженным кумулятивным действием; допускается остаточное количество тех веществ, которые не оказывают вредного воздействия; строгое выполнение инструкции по применению (назначение, концентрация, вид обработки, сроки); контроль за содержанием.

3. Социально-гигиеническое значение жилищ. Гигиенические требования к планировке, оборудованию и содержанию жилых зданий и помещений квартирного типа.

СанПиН 2.1.2.1002-00 (в ред. Изменения от 21.08.2007 N59)

Требования к жилым зданиям и помещениям общественного назначения, размещаемым в жилых зданиях:

1. Строительство жилых зданий должно проводиться по проектам, отвечающим требованиям настоящих правил.

3. Высота жилых помещений от пола до потолка в домах жилищного фонда социального использования должна быть не менее 2,5 м.

4. В жилых зданиях не допускается размещение объектов общественного назначения, оказывающих вредное воздействие на человека.

5. Помещения общественного назначения, встроенные в жилые здания, должны иметь входы, изолированные от жилой части здания.

6. При размещении в жилом здании помещений общественного назначения, инженерного оборудования и коммуникаций следует обеспечивать соблюдение гигиенических нормативов, в том числе по шумозащищенности жилых помещений.

Требования к содержанию жилых помещений

1. Не допускается:

Использование жилого помещения для целей, не предусмотренных проектной документацией;

Хранение и использование в жилых помещениях и в помещениях общественного назначения, размещенных в жилом здании, веществ и предметов, загрязняющих воздух;

Выполнение работ или совершение других действий, являющихся источниками повышенных уровней шума, вибрации, загрязнения воздуха, либо нарушающих условия проживания граждан в соседних жилых помещениях;

Захламление, загрязнение и затопление подвалов и технических подполий, лестничных пролетов и клеток, чердачных помещений, других мест общего пользования;

Использование бытовых газовых приборов для обогрева помещений.

2. Необходимо:

Своевременно принимать меры по устранению неисправностей инженерного и другого оборудования, расположенного в жилом помещении (систем водопровода, канализации, вентиляции, отопления, мусороудаления, лифтового хозяйства и пр.), нарушающих санитарно-гигиенические условия;

Обеспечивать своевременный вывоз бытовых отходов, содержать в исправном состоянии мусоропроводы и мусороприемные камеры;

Проводить мероприятия, направленные на предупреждение возникновения и распространения инфекционных заболеваний, связанных с санитарным состоянием жилого здания. При необходимости проводить мероприятия по уничтожению насекомых и грызунов (дезинсекция и дератизация).

1. Почва Ее гигиеническое и эпидемиологическое значение. Состав и свойства Источники антропогенного загрязнения. Критерии оценки санитарного состояния. Процессы самоочищения.

Под почвой подразумевают верхний слой поверхности Земли, состоящий из минеральных и органических веществ, заселенный большим количеством микроорганизмов.

Химический состав почвы.

Здоровой почвой называют легкопроницаемую, крупнозернистую незагрязненную почву. Почва считается здоровой, если содержание глины и песка в ней составляет 1:3, отсутствуют возбудители болезней, яйца гельминтов, а микроэлементы содержатся в количествах, не вызывающих эндемические заболевания.

К физическим свойствам почвы относятся:

1 Пористость (зависит от величины и формы зерен)

2 Капиллярность почвы . Способность почвы поднимать влагу.

3 Влагоемкость почвы - то есть способность почвы удерживать влагу: высокую влажность будет иметь чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная почва.

4 Гигроскопичность почвы - это способность притягивать водяные пары из воздуха.

5 Почвенный воздух.

В чистой почве содержится в основном кислорода и углекислый газ, в загрязненных почвах добавляется водород и метан.

6 Почвенная влага - существует в химически связанном, в жидком и газообразном состоянии. Влага почвы оказывает влияние на микроклимат и на выживание микроорганизмов в почве.

Эпидемиологическое значение.

Возбудители инфекционных заболеваний - их делят на 2 группы:

1.Постоянно обитающие в почве. К ним относятся возбудители газовой гангрены, сибирской язвы, столбняка, ботулизма, актиномикозов.

2.Временно находящиеся в почве микроорганизмы - это возбудители кишечных инфекция, возбудители тифо-паротифозных заболеваний, дизентерийные бактерии, холерный вибрион; возбудители туберкулеза и возбудители туляремии могут находится в почве и постоянно и временно.

Гигиеническое значение почвы

Почва обладает большой способностью инактивировать попадающие в нее вредные вещества и патогенные микроорганизмы за счет физико-химических процессов, микробиологического разложения, поглощения высшими растениями и почвенной фауной, т. е. активно участвует в процессах самоочищения.

Классификация почвенных загрязний:

Загрязнение почв - вид антропогенной деградации почв, при которой содержание химических веществ в почвах, подверженных антропогенному воздействию, превышает природный региональный фоновый уровень их содержания в почвах.

1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами.

2) Тяжёлыми металлами.

3) Пестицидами.

4) Микотоксинами.

5)Радиоактивными веществами.

Критерии оценки санитарного состояния :

1. Санитарно-химические критерии. Для санитарно-гигиенической оценки почвы также важно знать содеражине таких показателей загрязнения как нитриты, соли аммиака, нитаты, хлориды, сульфаты. Их концентрация или доза должна сравниваться с контрольной для данной местности почвой. Производится оценка почвенного воздуха на предмет содержания в нем водорода и метана наряду с углекислым газом и кислородом.2. Санитарно-бактериологические показатели: к ним относятся титры микроорганизмов. 3.Гельминтологическая оценка. В чистой почве не должно содержатся гельминтов, их яиц и личинок.4.Санитарно-энтомологические показатели - подсчитывают число личинок и куколок мух.5.Альгологические показатели: в чистой почве преобладают желто-зеленые водоросли, в загрязненной - сине-зеленые и красные водоросли.6.Радиологические показатели: необходимо знать уровень радиации и содержание радиоктивных элементов.7.Биогеохимические показатели (для химических веществ и микроэлементов).

Самоочищение почвы - способность почвы уменьшать концентрацию загрязняющего вещества в результате протекающих в почве процессов миграции.

Под действием ферментов гнилостных бактерий сложные органические вещества, попавшие в почву, разлагаются на простые минеральные соединения (СО2, Н2О, NH3, H2S), доступные для питания автотрофных организмов. Наряду с процессами распада органических веществ в почве происходят процессы синтеза.

2. Санитарно-эпидемиологические требования к хранению и первичной обработке пищевых продуктов, приготовлению и хранению готовой пищи.

Обработка продуктов производится в соответствующих производственных помещениях с использованием отдельных разделочных досок и ножей,маркированные для каждого продукта.

При хранении пищевых продуктов на производственных складах внимание уделяется срокам и условиям хранения, особенно температурному режиму. Выдача продуктов в столовую производится на каждый прием пищи с учетом времени, необходимого для еготехнологической обработки (мороженное мясо за 12 ч, мороженная рыба – за 4-6 ч)Мороженное мясо оттаивается в неразрубленном виде подвешенным на крючьях.(в воде запрещено) перед разрубкой туши промываются водой, срезают загрязненные участки, клейма,кровоподтеки,.

Важным является строгое соблюдение поточности обработки продуктов питании по времени. Сроки изготовления блюд с момента завершения первичной обработки сырья и полуфабрикатов до тепловой обработки и реализации готовой пищи должны быть минимальны. Фарш приготавливается не ранее чем за час до готовки. Хранение полуфабриката допускается тольк в холодильнике. Мороженную рыбу отстаивают в холодной воде 2-4 ч, афиле – на производственных столах при комнатной температуре. Оттаявшая рыба немедленно подвергается первичной, затем тепловой обработке.

Термическая обработка: мясо-варится кусками 1,5-2 кг в течение 2-2,5 ч.

Молоко,полученное в цистернах может использоваться только после кипячения.

Очищенный картофель хранится не более 4 ч

Мясные порции перед выдачей должны быть подвергнуты повторной тепловой обработке(кипячение в бульоне 15-20 мин)

Приготовление сладких блюд должно быть закончено не ранее,чем за 2 ч до приема пищи.

Готовая пища выдается на столы за 10-15 мин до времени приема пищи. Температура пищи к моменту ее приема должна быть для первых блюд – не ниже 75 град,для вторых – не ниже 65, чая -80, холодных закусок –не выше 14.

Срок хранения пищи в холодильнике не должен привышать 4 ч.

Перед выдачей пища подвергается обязательной повторной тепловой обработке. Первые блюда кипятятся, мясные порции провариваются втечение 15-20 мин, рыбные порции и гарнир прожариваются. Дальнейшее их хранение после тепловой обработки не разрешается.

3. Факторы, способствующие переохлаждению организма человека. Основные направления и средства профилактики.

Пониженной считается t ниже +15°С. Температура, которая не вызывает напряжения терморегуляторного аппарата, когда сохранено равновесия между теплопродукцией и теплоотдачей, считается оптимальной (тепловой комфорт).

При падении t воздуха ниже оптимальных величин (особенно в сочетании с ветром и высокой влажностью воздуха) возрастают теплопотери организма. До некоторого времени (в зависимости от тренировки организма) это компенсируется за счет механизмов термоорегуляции.

При значительном усилении охлаждающей способности среды тепловой баланс нарушается: теплопотери превышают теплопродукцию, при этом наступает переохлаждение организма.

В первую очередь охлаждаются поверхностные ткани (кожа, жировая клетчатка, мышцы), при сохранении нормальной t паренхиматозных органов. Это не опасно и способствует уменьшению теплопотерь.

При дальнейшем охлаждении снижается t всего тела, что сопровождается рядом негативных явлений (снижается сопротивляемость организма к инфекциям).

При локальном охлаждении отдельных участков тела могут развиться заболевания опорно-двигательного аппарата (миозиты, артриты) и периферической нервной системы (невриты, радикулит).

Профилактика: 1 – Закаливание – тренировка организма, повышающая сопротивляемость его к охлаждению. 2 – Подбор соответствующей одежды. 3 – Создание благоприятного микроклимата в помещениях (отопление). 4 – Более калорийное питание.

1. Факторы риска для здоровья школьников в общеобразовательных учреждениях.

Содержание и организация обучения всегда должна соответствовать возрастным особенностям учащихся. Подбор объёма учебной нагрузки и уровня сложности изучаемого материала в соответствии с индивидуальными возможностями ученика- одно из главных и обязательных требований к любой образовательной технологии, определяющей характер ее влияния на здоровье учащегося. Однако сделать это в массовой современной школе очень трудно.

Существенное увеличение учебной нагрузки в школе: у детей отмечается большая распространенность нервно- психических нарушений, утомляемость, сопровождаемая иммунным и гормональными дисфункциями. Переутомление создает предпосылки развития острых и хронических нарушений здоровья, развития нервных, психсоматических и других заболеваний. Отмечается тенденция к росту числа заболеваний нервной системы и органов чувств у детей.

Вынужденное положение тела во время работы, «монотония».

Раннее начало уроков в 1 смене, и поздний конец уроков во 2 смене.

2. Отработавшие газа двигателей внутреннего сгорания. Их состав, действие на организм человека и профилактика отравлений.

ОГ - смесь газов с примесью взвешенных частиц, образовавшихся в результате сгорания моторного топлива.

Компоненты, содержащиеся в выхлопных газах можно разделить на вредные и безвредные.

Безвредные:

Кислород O2

Диоксид углерода CO2 см. позже парниковый эффект

Водяной пар H2O

Вредные вещества:

Монооксид углерода СО (угарный газ)

Углеводородные соединения HC (несгоревшее топливо и масло)

Осиды азота NO и NO2 которые обозначаются NOx поскольку O постоянно меняется

Оксид серы SO2

Твердые частицы (копоть)

Количество и состав отработавших газов определяются конструктивными особенностями двигателей, их режимом работы, техническим состоянием, качеством дорожных покрытий, метеоусловиями

Токсическое действие СО заключается в его способности превращать часть гемоглобина крови в карбо-ксигемоглобин, вызывающий нарушение тканевого дыхания. Наряду с этим СО оказывает прямое влияние на тканевые биохимические процессы, влекущие за собой нарушение жирового и углеводного обмена, витаминного баланса и т. д. Токсический эффект СО связан также с его непосредственным влиянием на клетки центральной нервной системы. При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, раздражительность, сонливость, бо-ли в области сердца. Острые отравления наблюдаются при вдыхании воздуха с концентрацией СО более 2.5 мг/л в течение 1 часа.

Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 способствует развитию заболеваний легких. Симптомы отравления проявляются только через 6 часов в виде кашля, удушья, возможен нарастающий отек легких. Также NОХ участвуют в формировании кислотных дождей.

Отдельные углеводороды СН (бензапирен) являются сильнейшими канцерогенными веществами, переносчиками которых могут быть частички сажи.

При работе двигателя на этилированных бензинах образуются частицы твердого оксида свинца. Присутствие свинца в воздухе вызывает серьезные поражения органов пищеварения, центральной и периферической нервной системы. Воздействие свинца на кровь проявляется в снижении количества гемоглобина и разрушении эритроцитов.

Профилактика:

Альтернативные топлива.

Законодательные ограничения выбросов вредных веществ

Система нейтрализации ОГ (темрический, каталитический)

3. Организация питания военнослужащих в стационарных условиях. Виды питания. Основные направления и содержание медицинского контроля.

Правильная организация войскового питания достигается выполнением следующих требований:

· постоянным контролем за полнотой доведения положенных норм продовольственных пайков до питающихся;

· правильным планированием питания личного состава, рациональным использованием норм продовольственных пайков, обязательным выполнением кулинарных правил обработки продуктов и приготовления пищи, разработкой и соблюдением наиболее целесообразного режима питания для различных контингентов военнослужащих с учетом характера и особенностей их служебной деятельности;

· приготовлением вкусной, полноценной, доброкачественной и разнообразной пищи по установленным нормам продовольственных пайков;

· устройством и оборудованием столовых воинских частей с учетом внедрения прогрессивных технологий и созданием максимальных удобств в работе;

· умелой эксплуатацией технологического, холодильного и немеханического оборудования, столовой и кухонной посуды, своевременным их техническим обслуживанием и ремонтом;

· соблюдением санитарно-гигиенических требований при обработке продуктов, приготовлении, раздаче и хранении пищи, мытье посуды, содержании помещений столовой, а также правил личной гигиены поварами и другими работниками столовой;

· четкой организацией работы поварского состава и суточного наряда по столовой воинской части;

· соблюдением военнослужащими определяемых Уставами норм поведения в столовой во время приема пищи;

· проведением мероприятий, направленных на совершенствование и улучшение организации войскового питания: конференций по питанию, смотров-конкурсов на лучшую столовую, выставок блюд и т.д.;

·регулярным проведением контрольно-показательных, варок пищи, занятий с младшими специалистами продовольственной службы и повышением их квалификации.

Режим питания военнослужащих определяет количество приемов пищи в течение суток, соблюдение физиологически обоснованных промежутков времени между ними, целесообразное распределение продуктов по приемам пищи, положенных по нормам продовольственных пайков в течение дня, а также прием пищи в строго установленное распорядком дня время.

Разработка режима питания военнослужащих возлагается на командира воинской части, его заместителя по тылу, начальников продовольственной и медицинской служб воинской части.

В зависимости от характера учебно-боевой деятельности и норм продовольственных пайков для личного состава ВС РФ устанавливается трех- или четырехразовое питание.

Трехразовое питание (завтрак, обед и ужин) организуется в воинской части, где личный состав питается по общевойсковому пайку и не менее 4-х раз - по пайку для суворовцев, нахимовцев и воспитанников военно-музыкальных училищ.

Промежутки между приемами пищи не должны превышать 7 часов. С учетом этого при установлении распорядка дня воинской части завтрак планируется до начала занятий, обед - после окончания основных занятий, ужин - за 2-3 часа до отбоя. После обеда в течении 30 мин. (не менее) не разрешается проводить занятия или работы.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

Заключение

Введение

Актуальность. В связи с серьезным обострением ситуации в энергетической отрасли необходимость в изучении экономико-технических показателей основных производителей электроэнергии в регионе является одной из важнейших экологических проблем в наши дни.

Тепловые электростанции вырабатывают электрическую и тепловую энергию для нужд народного хозяйства страны и коммунально-бытового обслуживания. В зависимости от источника энергии различают тепловые электростанции (ТЭС), гидроэлектрические станции (ГЭС), атомные электростанции (АЭС) и др. К ТЭС относятся конденсационные электростанции (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). В состав государственных районных электростанций (ГРЭС), обслуживающих крупные промышленные и жилые районы, как правило, входят конденсационные электростанции, использующие органическое топливо и не вырабатывающие тепловой энергии наряду с электрической. ТЭЦ работают также на органическом топливе, но в отличие от КЭС наряду с электроэнергией производят горячую воду и пар для нужд теплофикации.

Одной из основных характеристик электростанций является установленная мощность, равная сумме номинальных мощностей электрогенераторов и теплофикационного оборудования. Номинальная мощность - это наибольшая мощность, при которой оборудование может работать длительное время в соответствии с техническими условиями.

Энергетические объекты входят в состав сложной многокомпонентной топливно-энергетической системы, состоящей из предприятий топливодобывающей, топливоперерабатывающей промышленности, транспортных средств доставки топлива от места добычи потребителям, предприятий переработки топлива в удобный для использования вид и систем распределения энергии между потребителями. Развитие топливно-энергетической системы оказывает решающее влияние на уровень энерговооруженности всех отраслей промышленности и сельского хозяйства, рост производительности труда.

Особенностью энергетических объектов, с точки зрения их взаимодействия с окружающей средой, в частности с атмосферой и гидросферой, является наличие тепловых выбросов. Выделение теплоты происходит на всех стадиях преобразования химической энергии органического топлива для выработки электроэнергии, а также при непосредственном использовании тепловой энергии.

Цель данной работы - рассмотреть тепловое воздействие энергетических объектов на окружающую среду.

1. Выделение теплоты энергетическими объектами в окружающую среду

Тепловое загрязнение - тип физического (чаще антропогенного) загрязнения окружающей среды, характеризующийся увеличением температуры выше естественного уровня. Основные источники теплового загрязнения - выбросы в атмосферу нагретых отработанных газов и воздуха, сброс в водоемы нагретых сточных вод.

Энергетические объекты эксплуатируются при повышенных температурах. Интенсивное тепловое воздействие может привести к развитию различных деградационных процессов в материалах, из которых изготовлена конструкция и, как следствие, к их термическому повреждению. Влияние температурного фактора определяется не только значением рабочей температуры, но и характером и динамикой теплового воздействия. Динамические тепловые нагрузки могут быть обусловлены периодическим характером технологического процесса, изменениями рабочих параметров в период пуско-наладочных и ремонтных работ, а так же вследствие неоднородного распределения температур по поверхности конструкции. При сжигании любого органического топлива образуется диоксид углерода -- СО2, являющийся конечным продуктом реакции горения. Хотя диоксид углерода не токсичен в обычном понимании этого слова, однако его массивный выброс в атмосферу (только за сутки работы в номинальном режиме ТЭС на угле мощностью 2400 МВт выбрасывает в атмосферу около 22 тыс. тонн СО2) приводит к изменению ее состава. При этом снижается количество кислорода и изменяются условия теплового баланса Земли за счет изменения спектральных характеристик радиационного теплопереноса в приземном слое. Это способствует проявлению парникового эффекта.

Кроме того, горение -- процесс экзотермический, при котором связанная химическая энергия переходит в тепловую. Таким образом, основанная на этом процессе энергетика неизбежно приводит к «тепловому» загрязнению атмосферы, также изменяя тепловой баланс планеты.

Представляет опасность и так называемое тепловое загрязнение водоёмов, вызывающее многообразные нарушения их состояния. ТЭС производят энергию при помощи турбин, приводимых в движение нагретым паром, а отработанный пар охлаждается водой. Поэтому от электростанций в водоёмы непрерывно поступает поток воды с температурой на 8-120C превышающей температуру воды в водоёме. Крупные ТЭС сбрасывают до 90 мі/с нагретой воды. По подсчётам немецких и швейцарских учёных, возможности многих крупных рек в Европе по нагреву сбросной теплотой электростанций уже исчерпаны. Нагрев воды в любом месте реки не должен превышать больше чем на 30C максимальную температуру воды реки, которая принята равной 280C. Из этих условий мощность электростанций сооружаемых на крупных реках ограничивается значением 35000 МВт. О количестве тепла, отводимого с охлаждающей водой отдельных электростанций можно судить по установленным энергетическим мощностям. Средний расход охлаждающейся воды и количество отводимого тепла, приходящегося на 1000 МВт мощности, составляют для ТЭС соответственно 30 м3/с и 4500 ГДж/ч, а для АЭС с турбинами насыщенного пара среднего давления - 50 м3/с и 7300 ГДж/ч.

В последние годы стали применять систему воздушного охлаждения водяного пара. В этом случае нет потерь воды, и она наиболее безвредна для окружающей среды. Однако такая система не работает при высокой средней температуре окружающего воздуха. Кроме того, себестоимость электроэнергии существенно возрастает. Прямоточная система водоснабжения с использованием воды рек уже не может обеспечить необходимого для ТЭС и АЭС количества охлаждающей воды. Кроме того при прямоточном водоснабжении создается опасность неблагоприятного теплового воздействия «тепловое загрязнение» и нарушения экологического равновесия естественных водоемов. Для предотвращения этого в большинстве промышленно развитых странах применяются меры для использования замкнутых систем охлаждения. При прямоточном водоснабжении градирни применяются частично, для охлаждения циркуляционной воды в жаркое время.

2. Современные представления о тепловых режимах компонент окружающей среды

В последние годы все больше говорят и пишут о климате. Из-за высокой плотности населения, создавшейся в некоторых районах Земли, и особенно из- за тесных экономических взаимосвязей между районами и странами, необычные погодные явления, не выходящие, впрочем, за рамки нормального диапазона колебаний погоды, показали, насколько чувствительно человечество ко всяким отклонениям тепловых режимов от средних значений.

Климатические тенденции, наблюдавшиеся в первой половине ХХ века, приобрели новое направление, особенно в районах Атлантики, граничащих с Арктикой. Здесь стало увеличиваться количество льда. В последние годы наблюдались и катастрофические засухи.

Неясно, в какой мере связаны между собой эти явления. Во всяком случае, они говорят о том, как сильно могут изменяться температурные режимы, погода и климат на протяжении месяцев, лет и десятилетий. По сравнению с прежними веками уязвимость человечества к таким колебаниям возросла, так как ресурсы пищи и воды ограниченны, а население мира все растет, развивается также индустриализация и энергетика.

Изменяя свойства земной поверхности и состав атмосферы, выделяя в атмосферу и гидросферу тепло в результате роста промышленности и хозяйственной деятельности, человек все больше влияет на тепловой режим окружающей среды, что, в свою очередь способствует изменению климата.

Вмешательство человека в природные процессы достигло такого размаха, что, результат человеческой деятельности оказывается чрезвычайно опасным не только для тех районов, где она проводится, но и для климата Земли.

Промышленные предприятия, сбрасывающие тепловые отходы в воздух или водоемы, выбрасывающие в атмосферу жидкие, газообразные или твердые (пылевые) загрязнения, могут изменять местный климат. Если загрязнения воздуха будут продолжать расти, они начнут сказываться и на глобальном климате.

Наземный, водный и воздушный транспорт, выбрасывая выхлопные газы, пыль и тепловые отходы, также может влиять на местный климат. Сказывается на климате и сплошная застройка, ослабляющая или прекращающая циркуляцию воздуха, и отток местных скоплений холодного воздуха. Загрязнение моря, например, нефтью влияет на климат обширных пространств Принимаемые человеком меры по изменению облика земной поверхности в зависимости от их масштабов и от того, в какой климатической зоне они проводятся, не только приводят к местным или региональным изменениям, но и затрагивают тепловые режимы целых материков. К таким изменениям относятся, например, изменения погодных условий, землепользования, уничтожение или, наоборот, насаждение лесов, обводнение или осушение, распашка целины, создание новых водоемов - все то, что изменяет тепловой баланс, водное хозяйство и распределение ветров на обширных пространствах.

Интенсивное изменение температурного режима окружающей среды привело к обеднению их флоры и фауны, заметному сокращению численности многих популяций. Жизнь животных тесно связана с климатическими условиями в зоне их обитания, следовательно, изменение температурного режима неизбежно ведет к изменению растительного и животного мира.

Изменение теплового режима в результате деятельности человека особенно сильно сказывается на животных, вызывая увеличение численности одних, сокращение - других, вымирание - третьих. Изменение климатических условий относиться к косвенным видам воздействия - изменениям условий жизни. Таким образом, можно отметить, что тепловое загрязнение окружающей среды со временем может привести к необратимым последствиям в вопросах температурных изменений и составе флоры и фауны.

3. Распространение тепловых выбросов в окружающей среде

За счет большого количества сжигаемого органического топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается огромное количество углекислого газа. Если бы он весь оставался там, то количество его нарастало бы достаточно быстро. Однако, существует мнение, что в действительности углекислый газ растворяется в воде Мирового океана и тем самым выводится из атмосферы. В океане содержится громадное количество этого газа, но 90 процентов его находится в глубинных слоях, которые практически не взаимодействуют с атмосферой, и только 10 процентов в близких к поверхности слоях активно участвуют в газовом обмене. Интенсивность этого обмена, от которого в конечном итоге зависит содержание углекислого газа в атмосфере, сегодня до конца не выяснена, что не позволяет делать надежных прогнозов. По поводу допустимого увеличения газа в атмосфере у ученых сегодня тоже нет единого мнения. Во всяком случае, следует учитывать и факторы, влияющие на климат в противоположном направлении. Как, например, растущую запыленность атмосферы, которая как раз понижает температуру Земли.

Кроме тепловых и газовых выбросов в атмосферу Земли, тепловое воздействие энергетические предприятия оказывают в большей степени на водные ресурсы.

Особую группу вод, используемых ТЭС, составляют охлаждающие воды, забираемые из водоемов на охлаждение поверхностных теплообменных аппаратов - конденсаторов паровых турбин, водо-, масло-, газо- и воздухоохладителей. Эти воды вносят в водоем большое количество тепла. Из конденсаторов турбин отводится приблизительно до двух третей всего количества тепла, получаемого при сгорании топлива, что намного превосходит сумму тепла, отводимого от других охлаждаемых теплообменников. Поэтому «тепловые загрязнения» водоемов сбросными водами ТЭС и АЭС связывают обычно с охлаждением конденсаторов. Горячая вода охлаждается в градирнях. Затем подогретая вода возвращается в водную среду. В результате сброса подогретых вод в водные объекты происходят неблагоприятные процессы, приводящие эвтрофикации водоема, снижению концентрации растворенного кислорода, бурное развитие водорослей, сокращения видового разнообразия водной фауны. В качестве примера подобного воздействия ТЭС на водную среду можно привести такое: Допустимые по нормативным документам пределы подогрева воды природных водоемов составляет: на 30 С летом а на 50 С зимой.

Необходимо также сказать о том, что тепловое загрязнение приводит также к изменению микроклимата. Так, вода, испаряющаяся из градирен, резко повышает влажность окружающего воздуха, что в свою очередь приводит к образованию туманов, облаков и др.

Основные потребители технической воды потребляют около 75 общего расхода воды. В то же время именно эти потребители воды являются основными источниками примесного загрязнения. При промывке поверхностей нагрева котлоагрегатов серийных блоков ТЭС мощностью 300 МВт образуется до 1000 м3 разбавленных растворов соляной кислоты, едкого натра, аммиака, солей аммония, железа и других веществ.

В последние годы новые технологи, применяемые при оборотном водоснабжении, позволяют в 40 раз снизить потребность станции в пресной воде. Что, в свою очередь, ведет к сокращению сброса технической воды в водоемы. Но при этом тоже существуют определенные минусы: в результате упаривания поступающих на подпитку вод их солесодержание увеличивается. По соображениям предупреждения коррозии, накипеобразования и биологической защиты в эти воды вводятся не свойственные природе вещества. В процессе сброса воды и атмосферных выбросов происходит поступление солей в атмосферу и в поверхостные воды. В атмосферу соли попадают в составе гидроаэрозолей капельного уноса, создавая специфический вид загрязнения. увлажнении окружающей территории и сооружений, вызывающем обледенение дорог, коррозию металлоконструкций, образование на элементах ОРУ токопроводящих увлажненных пленок пыли. Кроме того в результате капельного уноса увеличивается подпитка циркуляционной воды, что влечет за собой увеличение затрат на собственные нужды станции.

Форма загрязнения окружающей среды, связанная с изменением ее температуры, происходящая в результате промышленных выбросов нагретого воздуха, отходящих газов и вод в последнее время привлекает все больше внимания со стороны экологов. Хорошо известно образование, так называемого "острова" тепла, возникающего над крупными промышленными районами. В больших городах среднегодовая температура на 1-2 0С выше, чем в окрестностях. В образовании острова тепла играют роль не только выбросы антропогенного тепла, но и изменение длинноволновой составляющей радиационного баланса атмосферы. В целом над этими территориями возрастает нестационарность атмосферных процессов. В случае чрезмерного развития этого явления возможно существенное воздействие на глобальный климат.

Изменение теплового режима водных объектов при сбросе тёплых промышленных стоков может повлиять на жизнь гидробионтов (живые существа, обитающие в воде). Известны случаи, когда сброс теплых вод создавал тепловой барьер для рыб на их пути к нерестилищам.

Заключение

Таким образом, отрицательное влияние теплового воздействия энергетических предприятий на окружающую среду выражается в, первую очередь, в гидросфере - во время сброса отработанной воды и в атмосфере - путем выбросов углекислого газа, который способствует проявлению парникового эффекта. При этом не остается в стороне и литосфера - соли и металлы, содержащиеся в отработанной воде, попадают в почву, растворяются в ней, чем вызывают изменение ее химического состава. Кроме того, тепловое воздействие на окружающую среду приводит к изменению температурного режима в районе энергетических предприятий, что, в свою очередь, может привести к оледенению дорог и почвы в зимний период.

Последствия негативного влияния выбросов энергетических объектов на окружающую среду уже сегодня ощущаются во многих регионах планеты, в том числе и в Казахстане, а в будущем грозят глобальной экологической катастрофой. В связи с этим, разработка мер по снижению тепловых загрязняющих выбросов и их практическая реализация весьма актуальны, хотя зачастую требует значительных капитальных вложений. Последнее и является основным тормозом широкого внедрения в практику. Хотя принципиально многие вопросы решены, но это не исключает возможности дальнейшего их усовершенствования. При этом следует учитывать, что снижение тепловых выбросов, как правило, влечет за собой повышение коэффициента полезного действия энергетической установки.

Тепловое загрязнение может привести к печальным последствиям. По прогнозам Н.М. Сваткова изменение характеристик окружающей среды (повышение температуры воздуха и изменение уровня мирового океана) в ближайшие 100-200 лет может вызвать качественную перестройку окружающей среды (стаивание ледников, подъём уровня мирового океана на 65 метров и затопление обширных участков суши).

Список используемых источников

1. Скалкин Ф.В. и др. Энергетика и окружающая среда. - Л.: Энергоиздат, 1981

2. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. - М.: Высш. шк., 1987

3. Стадницкий Г.В. Экология: учебник для ВУЗов. - СПб: Химиздат, 2001

4. С.И.Розанов. Общая экология. СПб.: Издательство «Лань», 2003

5. Алисов Н.В., Хорев Б.С. Экономическая и социальная география мира. М.:

6. Гардарики, 2001

7. Чернова Н.М., Былова А.М., Экология. Учебное пособие для педагогических институтов, М., Просвещение, 1988

8. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П., Экология, М., Издательский дом "Дрофа", 1995

9. Общая биология. Справочные материалы, Составитель В.В.Захаров, М., Издательский дом «Дрофа», 1995

Подобные документы

Вещества, загрязняющие атмосферу, их состав. Платежи за загрязнение окружающей среды. Методы расчетов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы, расчет выбросов на примере ЛОК "Радуга".

курсовая работа , добавлен 19.10.2009


Общая характеристика теплоэнергетики и её выбросов. Воздействие предприятий на атмосферу при использовании твердого, жидкого топлива. Экологические технологии сжигания топлива. Влияние на атмосферу использования природного газа. Охрана окружающей среды.

контрольная работа , добавлен 06.11.2008


Характеристика экологической обстановки, складывающейся в результате хозяйственной деятельности в г. Абакане. Оценка степени загрязнения окружающей среды в результате выбросов токсичных продуктов горения, Расчет эколого-экономического ущерба от пожаров.

контрольная работа , добавлен 25.06.2011


Факторы, влияющие на загрязнение окружающей среды автотранспортом. Влияние режимов движения на объемы выбросов автотранспортных средств. Воздействие климатических условий на объемы выбросов. Закономерность изменения концентрации свинца в течение года.

контрольная работа , добавлен 05.08.2013


Характеристика отраслей промышленности Волгограда и их вклад в ухудшение состояния окружающей среды. Характер вредного воздействия выбросов на человека. Канцерогенный риск для здоровья населения от выбросов в атмосферу ОАО "Волгоградский алюминий".

курсовая работа , добавлен 27.08.2009


Оценка влияния индустриальных объектов на экологические условия Казахстана. Специфика загрязнений, возникающих в результате работы теплоэлектростанций. Анализ изменения геоэкологических условий окружающей среды под воздействием теплоэлектростанции.

дипломная работа , добавлен 07.07.2015


Актуальность очистки выбросов тепловых электростанций в атмосферу. Токсичные вещества в топливе и дымовых газах. Преобразование вредных выбросов ТЭС в атмосферном воздухе. Типы и характеристики золоуловителей. Переработка сернистых топлив перед сжиганием.

курсовая работа , добавлен 05.01.2014


Нарушение окружающей природной среды в результате деятельности человека. Изменение климата, загрязнение атмосферы и гидросферы, деградация земельных ресурсов, парниковый эффект. Пути предотвращения глобальной климатической и экологической катастрофы.

реферат , добавлен 08.12.2009


Факторы, влияющие на эффективность функционирования и развития железнодорожного транспорта. Воздействие объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду, интегральные характеристики для оценки его уровня и определения экологической безопасности.

презентация , добавлен 15.01.2012


Социально-политический и эколого-экономический аспекты проблемы охраны окружающей среды. Глобальные проблемы экологии, признаки нарастающего кризиса. Загрязнение земель и почв в результате антропогенного воздействия. Нарушение и рекультивация земель.

Хорошо известно, что изменение температуры может оказывать весьма существенное влияние на механические свойства материалов. Поэтому в задачах термомеханики при наличии температурных градиентов необходим учет температурной неоднородности. В некоторых случаях даже перепад в несколько градусов приводит к значительному изменению механических характеристик (мерзлые грунты, некоторые полимеры). В то же время существуют материалы, в которых заметное изменение свойств происходит при наличии градиентов температуры в несколько сотен градусов (горные породы, металлы и пр.). Некоторые экспериментальные данные по влиянию температуры на механические свойства металлов и сплавов приведены в работе . Ниже рассматриваются примеры температурных зависимостей механических характеристик металлов, горных пород и бетонов, а также способы их аппроксимации.

Металлы и сплавы. На рис. 1.2 приведены зависимости модуля упругости, предела текучести и предела прочности алюминиевого сплава от температуры. 11а рис. 1.3 приведена зависимость предела прочности от температуры для различных конструкционных сталей.

Рис. 1.2. Влияние температуры на модуль упругости Е, предел текучести ст г и предел прочности а в алюминиевого сплава 2024-ТЗ

Рис. 1.3.

Графики, приведенные на рис. 1.2 и 1.3, показывают, что в интервале между комнатной температурой и температурой приблизительно 200-300°С все механические характеристики меняются относительно слабо, причем иногда предел прочности в этом интервале увеличивается. Примерно с 200-300°С наблюдается значительное уменьшение как прочностных, так и деформационных свойств металлов. Понижение температуры для многих сталей приводит к увеличению предела текучести и предела прочности. При понижении температуры примерно до -200°С предел прочности сталей возрастает почти в два раза, а предел текучести увеличивается более чем в три раза, приближаясь к пределу прочности. Во многих случаях при низких температурах наблюдается хрупкое разрушение.

Грунты и горные породы. Многочисленные исследования были проведены по изучению влияния температуры на механические свойства грунтов и горных пород.

Изучение характера изменения модуля Юнга в грунтах (глины) в случае одноосного напряженного состояния при различных температурах [ 211 показало, что с увеличением температуры наблюдается снижение этой основной деформационной характеристики грунтов. Результаты соответствующих экспериментов приведены на рис. 1.4.

Аналогичные исследования проводились и для горных пород, но уже для случая трехосного сжатия и при значительно более высоких температурах, так как при сравнительно небольших температурах горные породы (например, базальт) практически не изменяют своих упругих свойств. Соответствующие зависимости показаны на рис. 1.5. Здесь, как и в предыдущем случае, при повышении температуры происходит весьма существенное снижение величины модуля упругости. Например, в граните модуль Юнга при комнатной температуре почти в три раза больше, чем при температуре 800°С. Для базальта это различие еще больше. Результаты полученных экспериментальных исследований можно с достаточной точностью аппроксимировать с помощью простой зависимости

где Е 0 - модуль упругости ненагретого материала; 5 - эмпирический коэффициент. На рис. 1.4 и 1.5 (для гранита) приведены аппроксимирующие зависимости (1.22). Можно заметить, что совпадение с экспериментальными данными достаточно хорошее. Для сверхтвердых пород тина базальта соотношение (1.22) может быть несколько уточнено:

Рис. 1.4.

Рис. 1.5.

Поскольку характер температурных зависимостей модуля упругости грунтов и горных пород во многом подобен зависимостям механических характеристик металлов и сплавов, показанным на рис. 1.2, 1.3, то соотношения типа (1.22) и (1.23) могут также использоваться для аппроксимации последних.

Бетон. Сведения о механических и теплофизических характеристиках бетонов различных составов, предназначенных для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур, приведены в работе . 11а рис. 1.6 приведены зависимости модуля упругости жаростойких бетонов от температуры в интервале 50- 1000°С, построенные на основании табличных данных, приведенных в работе . Можно видеть, что с ростом температуры в целом происходит падение модуля упругости, причем при температуре, приближающейся к 1000°С, модуль упругости для некоторых составов бетонов уменьшается в десять и более раз (кривые 2 и 3). Для некоторых бетонов в интервале температур 70-300°С наблюдается некоторое увеличение модуля упругости (кривые 3 и 4).

Рис. 1.6. Температурные зависимости модуля упругости бетонов различных составов (Е 0 - начальный модуль упругости)

Учитывая достаточно сложный и неодинаковый для разных бетонов характер изменения модуля упругости с температурой, трудно аппроксимировать рассматриваемые зависимости единой относительно простой формулой. Одним из способов аппроксимации таких зависимостей может быть полиномиальная функция

Выражение (1.24) имеет два достоинства. Первое заключается в возможности достижения требуемой точности при невысокой степени полинома (N= 2, 3), второе - в наличии стандартных подпрограмм для определения коэффициентов аппроксимирующего полинома методом наименьших квадратов, что позволяет легко автоматизировать данную процедуру.

При решении задач с температурными полями вынужденные (температурные) деформации, входящие в физические соотношения (1.12), (1.13), вычисляются по формуле

где а т - коэффициент линейного температурного расширения, в общем случае зависящий от температуры.

На рис. 1.7 показаны зависимости а,(Т) для некоторых составов бетонов. Различный температурный диапазон для разных кривых обусловлен пределами применимости того или иного бетона. Следует обратить внимание на существенную зависимость коэффициента линейного температурного расширения от температуры. При этом в случае кратковременного нагрева с ростом температуры коэффициент а т монотонно уменьшается и при достижении температуры 1000°С его значение в несколько раз меньше, чем при нормальной температуре. При длительном нагреве а т с увеличением температуры сначала растет, а затем монотонно уменьшается. Очевидно, что при больших температурных градиентах необходимо учитывать зависимость этого коэффициента от температуры.

Рис. 1.7. Зависимость а т бетона от температуры: сплошная линия - при кратковременном нагреве; пунктирная линия - при длительном нагреве

Для аппроксимации функций а,(7) в случае их монотонного изменения можно использовать зависимости типа (1.22) или (1.23), а для функций, показанных пунктиром на рис. 1.7, можно воспользоваться полиномом типа (1.24).

Как было отмечено выше, если распределение температуры в теле неоднородно, то в соответствующем температурном интервале механические свойства тела являются функциями координат, т.е. тело становится неоднородным по своим упругим и пластическим свойствам.

Для определения этой неоднородности, названной нами косвенной, сначала требуется решить краевую задачу для уравнения теплопроводности

где X - коэффициент теплопроводности; с - удельная теплоемкость; р - плотность; W - интенсивность источников тепла, отнесенных к единице объема. Таким образом, функции неоднородности определяются но формуле

где под F понимается любая механическая характеристика материала. Следует также заметить, что в некоторых случаях необходим учет термической неоднородности, например зависимости ЦТ). На рис. 1.8 согласно работе приведены соответствующие графики для бетонов разных составов. Можно заметить, что для большинства марок бетонов коэффициент теплопроводности близок к постоянному значению или является слаборастущей функцией (кривые 2-4). Однако в некоторых случаях этот коэффициент с ростом температуры может существенно уменьшаться (кривая 1).

Рис. 1.8.

Для аппроксимации такой зависимости, по-видимому, может использоваться функция типа (1.22).

Как отмечено в работе , воздействие температурного поля может вызвать неоднородность двух типов: а) существующую во время действия температуры; б) остающуюся после снятия температуры, если последняя была настолько велика, что привела к структурным изменениям материала.

При повышении температуры окружающей среды, прямом действии теплового излучения, увеличении теплопродукции организма (мышечная работа) поддержание температурного гомеостаза осуществляется главным образом за счет регуляции теплоотдачи. Ответная реакция организма на действие высоких температур выражается прежде всего в расширении поверхностных кровеносных сосудов, повышении температуры кожи, усилении потоотделения, возникновении тепловой одышки, изменении поведения и позы, способствующих интенсивной теплоотдаче, происходит также незначительное снижение" уровня обмена веществ.

Повышение температуры среды воспринимается тепловыми рецепторами, импульсация от них поступает в центры гипоталамуса. В ответ происходит рефлекторное расширение сосудов кожи (вследствие снижения симпатического вазоконстрикторного тонуса), в результате кожный кровоток резко усиливается и кожа приобретает красный цвет, ее температура повышается и избыток тепла рассеивается от поверхности тела за счет теплоизлучения, теплопроведения и конвекции. Кровь возвращается к внутренним областям тела по венам, лежащим под самой поверхностью кожи, минуя противоточный теплообменник, благодаря чему снижается количество тепла, которое она получает от артериальной крови. Близость этих вен к кожной поверхности увеличивает охлаждение венозной крови, возвращающейся к внутренним областям тела. У человека максимальное расширение сосудов кожи от состояния максимального сужения уменьшает общую величину теплоизоляции кожного покрова в среднем в б раз. Не все участки поверхности кожи равноценно участвуют в теплоотдаче. Особое значение имеют кисти рук, от них может быть отведено до 60% теплопродукции основного обмена, хотя их площадь составляет лишь около 6% от общей поверхности тела.

Если уровень температуры тела, несмотря на расширение поверхностных сосудов, продолжает увеличиваться, в действие вступает другая реакция физической терморегуляции -происходит резкое усиление потоотделения. Процесс просачивания воды через эпителий и последующего ее испарения называется неощутимой перспирацией. За счет этого процесса поглощается примерно 20% теплопродукции основного обмена. Неощутимая перспирация не регулируется и мало зависит от температуры окружающей среды. Поэтому при угрозе перегревания симпатическая нервная система стимулирует работу потовых желез. Возбуждаются эфферентные нейроны центра теплоотдачи, которые активируют симпатические нейроны и постганглионарные волокна, идущие к потовым железам и являющиеся холинергическими, ацетилхолин повышает активность потовых желез за счет взаимодействия с их М-холинорецепторами. В условиях очень высокой температуры отдача тепла путем испарения пота становится единственным способом поддержания теплового баланса. В насыщенном водяными парами теплом воздухе испарение жидкости с поверхности кожи ухудшается, теплоотдача затрудняется и температурный гомеостаз может нарушиться.

Адаптация к длительным изменениям температуры

Процессы акклиматизации основаны на определенных изменениях в органах и функциональных системах, которые развиваются только под влиянием продолжительных (несколько недель, месяцев) температурных воздействий. Тепловая адаптация играет решающую роль для жизни в условиях тропиков или пустынь. Ее основной характеристикой является значительное увеличение интенсивности потоотделения (примерно в три раза), в течение коротких интервалов времени потоотделение может достигать 4 л в 1 час. В ходе адаптации содержание электролитов в поте заметно снижается, что уменьшает опасность их чрезмерной потери. Усиливается способность ощущать жажду при данном уровне потерь воды с потом, что необходимо для поддержания водного баланса. У лиц, длительно проживающих в жарком климате, по сравнению с неадаптированными реакция выделения пота и расширения сосудов кожи начинается при температуре примерно на 0,5°С более низкой.

В условиях продолжительного действия холода у людей развивается ряд приспособительных реакций. Их вид зависит от характера воздействий. Может возникнуть толерантная адаптация, при которой порог развития дрожи и интенсификации обменных процессов смещается в сторону более низких значений температуры. Например, аборигены Австралии могут провести целую ночь почти раздетые при температуре, близкой к нулю, без развития дрожи. Если воздействие холода более длительно или температура окружающей среды ниже нуля, такая форма адаптации становится непригодной. У эскимосов и других жителей Севера выработался другой механизм (метаболическая адаптация): у них интенсивность основного обмена стала на 25 - 50% выше. Однако для большинства людей характерна не столько физиологическая, сколько поведенческая адаптация к холоду, т.е. использование теплой одежды и обогреваемых жилищ.