Черунова, Ирина Викторовна. Теоретические основы комплексного проектирования специальной теплозащитной одежды

Краткое описание

Черунова, Ирина Викторовна. Теоретические основы комплексного проектирования специальной теплозащитной одежды : диссертация ... доктора технических наук : 05.19.04 / Черунова Ирина Викторовна; [Место защиты: Юж.-Рос. гос. ун-т экономики и сервиса].- Шахты, 2008.- 394 с.: ил. РГБ ОД, 71 09-5/62

ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА
71 09-5/62
На правах рукописи
ЧЕРУНОВА ИРИНА ВИКТОРОВНА
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ
ТЕПЛОЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ
Специальность 05.19.04 - «Технология швейных изделий».
Диссертация на соискание ученой степени
доктора технических наук
Научный консультант - доктор технических наук, профессор И.Ю. Бринк
Шахты-2008 
ПРИНЯТЫЕ В ТЕКСТЕ РАБОТЫ СОКРАЩЕНИЯ
Ч-О-С Система «Человек-Одежда-Среда»
сто- Специальная теплозащитная одежда
сзовт- Специальная защитная одежда от высоких температур
сзонт- Специальная защитная одежда от низких температур
Эс- Статическое электричество
СТО(Эс) - Специальная теплозащитная одежда с функцией защиты от статического электричества (антиэлектростатическая тепло защитная одежда)
тэк- Топливно-энергетический комплекс
САПР- Системы автоматизированного проектирования
сиз- Средства индивидуальной защиты

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕПЛОЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ, ПРИМЕНЯЕМОЙ НА ЭНЕРГО ДОБЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВАХ. 19
1.1. Анализ характеристик системы «Человек-Одежда-Среда» в качестве
объекта исследования. 19
1.1.1. Специальная теплозащитная одежда - объект исследования. 19
1.1.2. Анализ характеристик тепловых условий труда в ТЭК. 22
1.1.3. Анализ производственных факторов на предприятиях ТЭК. 28
1.1.4. Оценка физиологических особенностей функционирования
организма человека в условиях тепловых потоков. 34
1.1.5. Особенности функционирования элементов системы «Ч-О-С» при
наличии на одежде электростатического заряда. 43
1.1.6. Заключение. 46
1.2. Анализ средств индивидуальной защиты человека и основных
требований к ним. 48
1.3. Материалы для защитной одежды энерго добывающего комплекса. 51
1.3.1. Современные материалы верха для специальной одежды. 53
1.3.2. Теплоизоляционные материалы для специальной одежды. 55
1.3.3. Прокладочные и подкладочные материалы для специальной
одежды. 57
1.3.4. Хладагенты и системы охлаждения. 59
1.4. Математическое моделирование системы «Ч-О-С» для проектирования
СТО. 60
1.5. Особенности автоматизированного проектирования СТО. 65
1.6. Оценка обеспечения контроля над состоянием человека в
условиях работы на производстве. 67
1.7. Постановка задачи исследования. 71 
ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УТОЧНЕННОЙ
МОДЕЛИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА ДЛЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ «ЧЕЛОВЕК-ОДЕЖДА- СРЕДА». 74
2.1. Исследование проекционных характеристик тела человека. 74
2.2. Учет расположения внутренних теплотворных органов человека. 82
2.3. Разработка модельных характеристик морфологического строения
тела человека. 88
2.3.1. Определение продольных характеристик модели туловища
человека. 88
2.3.2. Расчет параметров эллиптического сечения цилиндра. 90
2.3.3. Расчет параметров сечения цилиндра с границей в виде овала. 92
2.4. Основные результаты и выводы 97
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ И МЕТОДОВ КОМПЛЕКСНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕПЛОЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ 98
3.1. Разработка теории и методов расчета специальной защитной одежды
от высоких температур. 98
3.1.1. Основы формирования системы охлаждения СЗОВТ. 98
3.1.2. Разработка математической модели «Ч-СЗОВТ-С». 104
3.1.3. Исследования на математической модели «Ч-СЗОВТ-С». 117
3.1.4. Аналитическое решение математической модели «Ч-СЗОВТ-С». 119
3.2. Разработка теоретических методов оптимизации параметров
теплозащитной одежды от низких температур. 124
3.2.1. Разработка массива исходных данных для математического
моделирования системы теплообмена «Ч-СЗОНТ-С». 124
3.2.2. Построение оптимизационной математической модели теплообмена
системы «Ч-СЗОНТ-С». 126
3.2.3. Алгоритмизация задачи и программирование оптимизационной
математической модели «Ч-СЗОНТ-С». 132
3.2.4. Исследования на оптимизационной математической модели
теплообмена системы «Ч-СЗОНТ-С». 137
3.2.5. Исследование устойчивости полученного решения
оптимизационной математической модели «Ч-СЗОНТ-С». 143
3.3. Разработка теоретических положений для прогнозирования и оценки
состояния системы теплообмена «Человек-Одежда-Среда»». 144
3.3.1. Основные положения имитационной математической модели
системы теплообмена «Ч-СТО-С». 144
3.3.2. Алгоритмизация задачи и программирование имитационной
математической модели «Ч-СТО-С». 149
3.3.3. Триангуляция геометрического представления сечения модели
туловища. 153
3.3.4. Аналитическое исследование имитационного моделирования
системы «Ч-СТО-С». 159
3.3.5. Экспериментальное исследование имитационной модели «Ч-СТО-С». 165
3.3.6. Анализ соотношений оптимизационной и имитационной моделей. 168
3.4. Основные результаты и выводы 172
ТЕПЛОЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ 174
4.1. Природа процесса электризации текстильных материалов. 174
4.2. Анализ математических моделей электризации текстильных
материалов. 175
4.3. Разработка математической модели электризации одежды. 181
4.4. Аналитическое решение математической модели «Ч-СТО(Эс)-С». 195
4.5. Эскпериментальное исследование на математической модели системы
«Ч-СТО(Эс)-С». 202
4.6. Основные результаты и выводы. 208
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ТЕСТИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ ОТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ И ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙТСВИЙ 
5.1. Разработка исходных данных для автоматизированного
проектирования теплозащитной одежды. 210
5.2. Разработка методики комплексного автоматизированного
проектирования СТО(Эс). 216
5.3. Разработка программного обеспечения для автоматизированного
расчета параметров конструкции СТО(Эс). 218
5.4. Разработка специальной системы средств непрерывного контроля
электростатической безопасности человека в СИЗ. 220
5.4.1. Техническое задание для создания датчика электростатического
поля. 221
5.4.2. Функциональная схема датчика контроля
электростатического поля. 224
5.5. Разработка конструкций СТО(Эс). 226
5.6. Разработка измерительно-расчетного комплекса для оценки
тепловой защиты одежды. 230
5.6.1. Создание технического устройства измерительного комплекса. 230
5.6.2. Алгоритм и программа расчета тепловых параметров ИРК-5. 232
5.7. Экспериментальные исследования проектных решений 233
5.7.1. Исследование теплового соответствия СТО. 233
5.7.2. Экспериментальные исследования уровня обеспечения
антиэлектростатической защиты СТО(Эс). 238
5.8. Основные результаты и выводы 239
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПО РАБОТЕ 241
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 243
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 244
ПРИЛОЖЕНИЯ

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В итоге проведенных научно-исследовательских и опытно-конструторских работ, положенных в основу настоящей диссертационной работы, созданы теорети-ческие основы комплексного проектирования теплозащитной одежды от широкого диапазона температур.
Разработанные математические модели, алгоритмы, методы и средства кон¬троля системы «Человек-Одежда-Среда» являются инструментом для комплексного решения задач современного проектирования специальной теплозащитной одежды и существенно расширяют современную базу знаний в этой области