Апр 09

Индивидуальное охлаждение

Существует несколько способов охлаждения человека в скафандре. Одним из них является циркуляция вентилирующего газа под давлением. Газ подается при определенной температуре и влажности в зависимости от индивидуальных потребностей. Результат охлаждения в скафандре зависит от правильного выбора температуры вентилирующего воздуха, скорости циркуляции и влажности. Необходимо сохранять тепловой баланс космонавта, не допуская теплоотдачи испарением при выполнении легкой работы. Если же работа тяжелая, важную роль приобретает теплоотдача испарением, даже при условии увеличения объема вентиляционного воздуха. В том случае, когда снабжение воздухом не лимитируется и имеется достаточно мощный вентилятор, вращаемый мотором, охлаждение обеспечивается вентиляционным воздухом. Но в автономной ранцевой СЖО с большой тепловой нагрузкой громадное значении имеют вес и расход энергии, поэтому должен быть найден другой выход.

В отделе летного снаряжения Авиационного исследовательского института Англии разработали новый способ терморегулирования скафандра. Он основан на циркуляции охлажденной жидкости в непосредственной близости от тела человека. Жидкость с хорошей теплоемкостью (например, вода) проходит через тонкие пластмассовые трубочки, соприкасающиеся с поверхностью тела. С точки зрения комфорта, прилегание к телу холодных трубочек нежелательно, но допустимо для уменьшения испарения. При сравнении способов отвода тепла становится очевидным значительное преимущество жидкостного охлаждения перед воздушным. Если вода поступает в скафандр при температуре 5°С и выходит при 33°С, то для отвода 400 ккал/час необходима скорость потока 0,23 кг/мин. При тех же условиях скорость воздушного потока, не учитывая теплоотдачу испарением, составит 0,99 кг/мин. Напор, обеспечивающий циркуляцию воды и воздуха, зависит от гидравлических потерь в системе. При водяном охлаждении давление воздуха в скафандре не окажет влияния на напор, а гидравлические потери будут зависеть в основном от длины трубопровода. Примерная величина гидравлических потерь такой системы не превысит 0,07 кг/см2 при скорости потока 0,23 кг/мин. При воздушном охлаждении давление в скафандре увеличивает гидравлические потери пропорционально квадрату скорости потока. Таким образом, если давление в скафандре равно 0,24 кг/см2, а скорость воздушного потока 0,99 кг/.мин, то гидравлические потери в вентилируемом скафандре будут порядка 0,98 кг/см2. Подобная величина гидравлических потерь настолько велика, что система потребует больших энергетических затрат. Допустим, что изменением конструкции скафандра удастся достичь величины гидравлических потерь 0,07 кг/см2 при тех же условиях. Тем не менее потребление энергии системой воздушного охлаждения будет все же значительно больше, чем системой водяного охлаждения (рис. 3). При самом интенсивном воздушном охлаждении, т. е. при отведении 400 ккал/час, потребуется энергии в 15 000 раз больше – 400 вт.

Рис. 3. Расход хладагента (вода и воздух) и затраты энергии на охлаждение в зависимости от количества поглощаемого в скафандре тепла:

1 – расход, воздуха; 2 – затраты энергии при воздушном охлаждении; 3 – расход воды; 4 – затраты энергии при водяном охлаждении

Авторами исследуется интересное усовершенствование для системы жидкостного охлаждения применительно к условиям космического пространства. В улучшенном варианте системы терморегулирования вода впускается в систему охлаждения скафандра, испаряется при низком давлении и выходит наружу в виде пара. Нужно установить, можно ли обеспечить оптимальный теплосъем при различных физических нагрузках. Если это осуществимо, то нет надобности иметь отдельно теплообменник и водяной бачок.

Похожие статьи:

  1. Физиологические и инженерные требования к сверхзвуковому транспорту при М=13 J. N. Waggoner Aerospace Medicine, 1962, v. 33, N 3,...
  2. Космические системы жизнеобеспечения Ю. КОНЕЧЧИ ВВЕДЕНИЕ Экология, или биономика, является областью биологии, которая...
  3. Индивидуальные системы охлаждения Выполнение космонавтом различных работ в кабине корабля, открытом космосе или...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.