Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка устройств для защиты органов дыхания при низких температурах для силовых структур

Сведения об участнике
ФИО
Сизанова Анна Сергеевна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодский государственный университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Машиностроение. Энергетика
Раздел области наук
Альтернативная и возобновляемая энергетика
Тема
Разработка устройств для защиты органов дыхания при низких температурах для силовых структур
Резюме
Результаты расчетно-экспериментальных исследований по разработке новых устройств для защиты органов дыхания при низких температурах для силовых структур, а также для выполнения задач, поставленных Арктической стратегией РФ до 2020 года.
Ключевые слова
Арктическая стратегия, защита человека, рекуперативный теплообмен, тепловая маска
Цели и задачи
Разработка серии энергоэффективных устройств для защиты органов дыхания в Арктических условиях, в том числе расчетно-экспериментальное моделирование регенеративного теплообмена, создание опытных образцов и проработка технико-экономических показателей реализации проекта.
Введение

Военная  служба  в  климатической  зоне  Арктики  предполагает  постоянное  пребывание  человека  в  экстремальных  условиях. Средства для защиты органов дыхания в условиях пониженных температур позволяют избежать переохлаждения и уменьшить теплопотери организма через дыхание. В  связи  с  этим  значительно  возрастает  потребность  в  эффективном  обеспечении  личной  безопасности  военного. Главным  средством  защиты  от  внешних  воздействий  служит личное  снаряжение. Применение новых средств для защиты органов дыхания в условиях пониженных температур позволяет избежать их переохлаждения и уменьшить теплопотери организма через дыхание. ставится задача по созданию эффективного устройства для защиты органов дыхания при низких температурах воздуха. 

 

 

 

Методы и материалы

Общенаучные подходы и методы (анализ, синтез, обобщение, абстрагирование), конкретно-научные методы (метод системного анализа), эмпирические методы (измерение, сравнение, эксперимент), методы математического моделирования.

Описание и обсуждение результатов

Сущность разработки заключается в регенерации тепловой энергии, выдыхаемой человеком через специальную насадку, а также в нагреве холодного воздуха от этой насадки, вдыхаемого человеком. Такое устройство помимо насадки включает тканевую маску для фиксации на лицевой поверхности [2].

Первый вариант маски предусматривает такую конструкцию насадки, когда вертикально ориентированные ряды каналов не соединяются друг с другом. Дальний от лицевой поверхности насадки ряд каналов сквозной вверху и внизу, а ближний ряд каналов внизу сквозной, а вверху герметично закрытый, но имеющий отверстия для горизонтального входа и выхода воздуха на лицевой поверхности насадки. При этом регенеративная насадка к лицевой маске присоединяется при помощи контактной ленты типа «крючок и петля».

Во втором варианте вертикальные каналы соединены между собой горизонтальными каналами, а насадка содержит коллектор для входа и выхода воздуха, который проходит лицевую маску насквозь и крепится к ней за счет выносных бортов, при этом ближний к лицевой поверхности насадки ряд каналов вверху и внизу герметично закрытый, но имеющий отверстия для горизонтального входа и выхода воздуха на лицевой поверхности насадки, а дальний ряд каналов вверху сквозной, внизу герметично закрытый и имеющий выход наружу в виде коллектора.

Регенеративная насадка может быть выполнена из однородного или разнородного теплоемкого материала, с вогнутой лицевой и выпуклой задней поверхностью. Может быть выполнена со скошенными вверху углами для снижения аэродинамического сопротивления при движении воздуха в верхней части насадки через дальний ряд каналов.

Отверстия на лицевой части регенеративной насадки могут быть выполнены либо в линейном, либо шахматном порядке, либо концентрически расходясь от центра; одинакового или разного диаметра в зависимости от удаления от центра поверхности. Более крупного диаметра могут быть центральные отверстия, самый минимальный диаметр – по краям насадки.

Действие устройства основано на рекуперации тепла воздуха при дыхании и не требует от человека каких-либо особых навыков. Температура воздуха в подмасочном пространстве повышается за счет собственного тепла выдыхаемого воздуха и нагрева входящего холодного воздуха при прохождении через регенерирующую насадку, ранее нагретую при цикле выдыхания. Предложенная маска удобна в работе, способствует улучшению условий труда.

Используемые источники
1. Материалы всероссийской межведомственной конференции по вопросам профилактики заболеваний органов дыхания в период сезонного подъема заболеваемости гриппом и ОРВИ зимой-весной 2016 года [Элек- тронный ресурс]: Роспотребнадзор// Федеральная служба по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека – Режим доступа: http://rospotrebnadzor.ru/deyatelnost/epidemiological-surveillance.
2. Сизанова, А.С. Разработка новых устройств для защиты органов дыхания в условиях пониженных температур/ А.С. Сизанова // Молодые исследователи – регионам: материалы международной научной конференции. В 3-х т./ Мин-во обр. и науки РФ; Вологод.гос. Ун-т. – Вологда: ВоГУ, 2015.-Т.1.-С.285-287.
Information about the project
Surname Name
Sizanova Anna
Project title
Development of devices for respiratory protection at low temperatures for power structures
Summary of the project
The essence of development lies in the thermal energy recovery, which the person breathes through a special nozzle and heating the cold air from the nozzle of the mainstream people. The device has a tissue fixation mask on the face of the nozzle apart.
Keywords
Arctic strategy, human protection, a recuperative heat exchanger, heat mask