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

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.

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.

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. 

 

 

 

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

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.

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.

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.