Тепловое воздействие. Термическое воздействие на человека и строительные конструкции. Снижению потерь с уходящими газами способствуют
Характер и режим обработки при тепловом воздействии могут быть разными:
- поверхностная тепловая обработка (шпарка, опалка, обжарка); нагревание с целью предотвращения микробиальной порчи продукта; пастеризация, стерилизация, нагревание на всю глубину; бланшировка, варка, запекание, жарение.
Тепловое воздействие предусматривает денатурацию (необратимые изменения) белковой молекулы. Происходит коагуляция белка — появляются хлопья в бульоне.
Заметные денатурационные изменения белка наступают при температуре +45°С и завершаются при температуре +70°С.
Шпарка . Температура воды 62…64°С, время 4-5 мин, температура на поверхности тела к концу шпарки не должна превышать 50… 55°С, а птицы 45… 50°С.
Опалка. Температура 1000… 1100°С, время 15-20 сек.
Обжарка. Температура 70…80°С, время50-60 мин. Температура внутри продукта 50…55°С.
Запекание. Тепловая обработка мясопродуктов сухим горячим воздухом при температуре >100°С, либо в контакте с греющей средой или в формах. Нагрев до температуры внутри продукта 71°С.
Жарение. Тепловая обработка мясопродуктов в присутствии достаточно большого количества жира (5-10% к массе продукта). Процесс разложения с образованием веществ, вызывающих ощущение аромата жареного, начинается при температуре 105°С и заканчивается при 135°С, после которой уже возникает запах пригорелого. Поэтому температура жира не должна быть выше 180°С, а на поверхности продукта 135°С. Продолжительность нагрева не более 20-30 минут.
Пастеризация. Нагрев до температуры 55… 75°С. При этом не убиваются термоустойчивые споры.
Тиндализация — многократная пастеризация. Режим: прогрев при температуре 100°С 15 мин., снижение температуры до 80°С — 15 мин.» собственно пастеризация при 80°С — 100 мин., охлаждение до 20°С-65-8 5 минут.
Стерилизация — это нагрев продукта, изолированного от внешней среды путем упаковки его в герметизированную жестяную или стеклянную тару, до температуры и в течение времени достаточного для предотвращения развития микрофлоры при длительном хранении продукта. Отмирают все споры. Нагрев до температуры 112-120°С. Вначале нагрев до 125-130°С, затем снижение до 112-120°С. Время 40-60 минут.
Стерилизация токами высокой частоты (ТВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ). При температуре 145"С можно получить стерилизацию в течение 3 минут. Стерилизация в автоклавах под давлением ускоряет процесс уничтожения микрофлоры.
Варка. Два вида: бланшировка (кратковременная варка) и собственно варка.
Этот способ тепловой обработки мясопродуктов используют как промежуточный процесс технологической обработки или как заключительный этап производства продукции, на котором продукты доводят до полной кулинарной готовности.
Варку осуществляют горячей водой, паро-воздушной смесью или влажным воздухом.
При нагревании до 60°С. денатурируют свыше 90% белков мяса. При 60…70°С разрушаются пигменты, придающие мясу окраску.
При температуре 58-65°С происходит переход коллагена в растворимый плотин, который усваивается человеком. Варку заканчивают при достижении температуры в толще продукта 70…72°С.
При варке погибает основная масса микроорганизмов. Ферменты инактивируются и поэтому мясопродукты дольше сохраняются.
При варке в воде некоторые компоненты переходят в воду, а поскольку варка длится несколько часов, то потери составных частей продукта довольно значительны и составляют до 40%.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Источники . Современное промышленное производство связано с интенсификацией технологических процессов и внедрением агрегатов большой тепловой мощности. Рост мощностей агрегатов и расширение производства приводят к значительному увеличению избыточных тепловыделений в горячих цехах.
В производственных условиях обслуживающий персонал, находясь вблизи расплавленного или нагретого металла, пламени, горячих поверхностей и т.п., подвергается воздействию тепловых излучений этих источников. Нагретые тела (до 500 о С) являются в основном источниками инфракрасного излучения. С повышением температуры в спектре излучения появляются видимые лучи. Инфракрасное излучение (ИК-излучение) – часть электромагнитного спектра с длиной волны λ = 0,78 – 1000 мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект.
Действие на человека. Под действием высоких температур и теплового облучения работающих происходят резкое нарушение теплового баланса в организме, биохимические сдвиги, появляются нарушения сердечнососудистой и нервной систем, усиливается потоотделение, происходит потеря нужных организму солей, нарушение зрения.
Все эти изменения могут проявиться в виде заболеваний:
- судорожная болезнь , вызванная нарушением водно-солевого баланса, характеризуется появлением резких судорог, преимущественно в конечностях;
- перегревание (тепловая гипертермия) возникает при накоплении избыточного тепла в организме; основным признаком является резкое повышение температуры тела;
- тепловой удар возникает в особо неблагоприятных условиях:
выполнение тяжелой физической работы при высокой температуре воздуха в сочетании с высокой влажностью. Тепловые удары возникают в результате проникновения коротковолнового инфракрасного излучения (до 1,5 мкм) через покровы черепа в мягкие ткани головного мозга;
- катаракта (помутнение кристалликов) – профессиональное заболевание глаз, возникающее при длительном воздействии инфракрасных лучей с λ = 0,78-1,8 мкм. К острым нарушениям органов зрения относятся также ожог, конъюнктивиты, помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза.
Кроме того, ИК-излучение воздействует на обменные процессы в миокарде, водно-электролитный баланс в организме, на состояние верхних дыхательных путей (развитие хронического ларингоринита, синуситов), не исключается мутагенный эффект теплового излучения.
Поток тепловой энергии, кроме непосредственного воздействия на работающих, нагревает пол, стены, перекрытия, оборудование, в результате чего температура воздуха внутри помещения повышается, что также ухудшает условия работы.
Нормирование теплового излучения и способы защиты от него
Нормирование параметров микроклимата воздуха рабочей зоны производственных помещений предприятий народного хозяйства осуществляется согласно ГОСТ ССБТ 12.1.005-88.
В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должны быть использованы защитные мероприятия (например, системы местного кондиционирования воздуха; воздушное душирование; компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого; спецодежда и другие средства индивидуальной защиты по ГОСТ ССБТ 12.4.045-87; помещения для отдыха и обогрева; регламентация времени работы: перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы и др.).
Одним из эффективных коллективных средств защиты от теплового излучения работающих является создание определенного термического сопротивления на пути теплового потока в виде экранов различных конструкций – прозрачных, полупрозрачных и непрозрачных. По принципу действия экраны подразделяются на теплопоглотительные, теплоотводящие и теплоотражательные.
Теплопоглотительные экраны – изделия с высоким теплосопротивлением, например огнеупорный кирпич.
Теплоотводящие экраны – сварные или литые колонны, в которых циркулирует в большинстве случаев вода. Такие экраны обеспечивают температуру на наружной поверхности 30 – 35о С. Более эффективно использовать теплоотводящие экраны с испарительным охлаждением, они сокращают расход воды в десятки раз.
К теплоотражающим относят экраны, изготовленные из материалов, хорошо отражающих тепловое излучение. Это листовой алюминий, белая жесть, полированный титан и т.п. Такие экраны отражают до 95 % длинноволнового излучения. Непрерывное смачивание экранов такого типа водой позволяет задерживать излучение почти полностью.
Если же необходимо обеспечить возможность наблюдения за ходом технологического процесса при наличии теплового облучения, то в этом случае широко применяют цепные завесы, представляющие собой наборы металлических цепей, подвешенных перед источником излучения (эффективность до 60-70 %), и прозрачные водяные завесы в виде сплошной тонкой водяной пленки. Слой воды толщиной 1 мм полностью поглощает часть спектра с λ = 3 мкм, а толщиной в 10 мм – с длиной волны λ = 1,5 мм.
Энергосбережение в котельных. Основные энергосберегающие мероприятия для промышленных котельных установок в целях уменьшения потерь теплоты с уходящими газами. Преимущества перевода паровых котлов в водогрейный режим. Определение КПЛ парового и водогрейного котлов.
Среди факторов, увеличивающих расход топлива в котельных, можно выделить: физический и моральный износ котельных установок; отсутствие или плохую работу системы автоматики; несовершенство газогорелочных устройств; несвоевременную наладку теплового режима котла; образование отложений на поверхностях нагрева; плохую теплоизоляцию; неоптимальную тепловую схему; отсутствие экономайзеров-подогревателей; неплотности газоходов.
В зависимости от типа котельной установки расход условного топлива на 1 Гкал отпущенной тепловой энергии составляет 0,159-0,180 т у.т., что соответствует КПД котла (брутто), равному 80-87 %. При работе котельных установок средней и малой мощности на газе КПД (брутто) может быть увеличен до 85-92 % .
Номинальный КПД (брутто) водогрейных котельных установок мощностью менее 10 Гкал/ч, используемых в том числе и в муниципальном секторе теплоэнергетики, при работе на газе составляет 89,8-94,0%, при работе на мазуте - 86,7-91,1 %.
Основные направления энергосбережения в котлах становятся очевидными при рассмотрении их тепловых балансов.
Анализ тепловых балансов существующих паровых и водогрейных котлов показывает, что наибольшие потери теплоты (10-25 %) происходят с уходящими дымовыми газами:
Снижению потерь с уходящими газами способствуют:
· поддержание оптимального коэффициента избытка воздуха в топке котла ат (рис. 6.10) и снижение присосов воздуха по его тракту.
· поддержание чистоты наружных и внутренних поверхностей нагрева, что позволяет увеличить коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воде; увеличение площадей хвостовых поверхностей нагрева; поддержание в барабане парового котла номинального давления, обеспе-чивающего расчетную степень охлаждения газов в хвостовых поверхностях нагрева;
· поддержание расчетной температуры питательной воды, определяющей температуру уходящих после экономайзера дымовых газов;
· перевод котлов с твердого или жидкого топлива на природный газ и др.
Очевидно, что изменение температуры уходящих газов на 20 °С в рассматриваемых условиях приводит к изменению КПД котла на 1 % (рис. 6.11).
Особенности глубокой утилизации теплоты дымовых газов (с конденсацией содержащихся в них водяных паров) рассмотрены ниже (см. гл. 8), Ниже также представлены некоторые из энергосберегающих мероприятий, приводящих к снижению затрат энергии в источниках теплоты, связанные со схемными изменениями и режимами эксплуатации.
В ряде случаев является целесообразным перевод паровых котлов в водогрейный режим, что позволяет существенно повысить фактические КПД паровых котлов типов ДКВр, ДЕ и др. .
Работа паровых котлов на низких (около 0,1-0,3 МПа) давлениях отрицательно сказывается на устойчивости циркуляции, из-за снижения температуры насыщения и увеличения доли парообразования в экранных трубах наблюдается интенсивное образование накипи и увеличивается вероятность пережога труб. Кроме того, если в котельной установке используется чугунный водяной экономайзер , то при работе котла на давлении 0,1 - 0,3 МПа из-за низкой температуры насыщения его необходимо отключать, так как в нем может наблюдаться недопустимое парообразование. Эти и другие особенности приводят к тому, что КПД этих паровых котлов не превышает 82 %, а в некоторых случаях, когда трубы сильно загрязнены, КПД котла уменьшается до 70-75 %.
Переведенные на водогрейный режим паровые котлы в эксплуатации не уступают специализированным водогрейным котлам, а по ряду показателей и возможностям превосходят их, например в отношении:
· доступности для внутреннего осмотра, контроля, ремонта, улавливания шлама и очистки, благодаря наличию барабанов;
· возможности более гибкого регулирования теплопроизводительности в допустимых пределах (качественного по температуре сетевой воды и количественного по ее расходу);
· повышения КПД при переводе на водогрейный режим на 1,5 -12,0 %.
Перевод на водогрейный режим требует внесения изменений в конструкцию котла.
Перевод котлов с твердого или жидкого топлива на природный газ приводит к снижению избытка воздуха в топке и уменьшению наружного загрязнения теплопередающих поверхностей. Снижаются затраты энергии на подготовку топлива. При переводе на газ котлов, работающих на мазуте, отпадает необходимость в затратах теплоты на распыление последнего с помощью паровых форсунок. При замене твердого топлива на газ удается избежать потерь с механическим недожогом и с теплотой шлаков.
Данное мероприятие применяется, если это целесообразно по экономическим и экологическим показателям.
При эксплуатации энергосбережению способствует рациональное распределение нагрузки между несколькими одновременно работающими котлами.
В состав котельной установки, как правило, входят несколько котлов, которые могут различаться по своим характеристикам, сроку службы и физическому состоянию.
С падением нагрузки ниже номинальной уменьшается температура уходящих газов, а значит, снижаются потери теплоты с уходящими газами. При малых нагрузках уменьшаются скорости истечения газа и воздуха, ухудшается их смешение и могут возникнуть потери с химической неполнотой сгорания. Абсолютные потери теплоты через обмуровку остаются практически неизменными, а относительные (отнесенные на единицу расхода топлива), естественно, возрастают. Это приводит к тому, что существуют режимы, которым соответствует максимальное значение КПД.
Поскольку зависимости КПД котлов, расходов условного топлива от производительности индивидуальны для различных типов, конструкций котлов, сроков их эксплуатации, то рациональным распределением нагрузки между двумя и более котлами можно влиять на суммарные энергозатраты котельной .
Для водогрейной котельной в качестве нагрузки принимают часовую теплопроизводительность Q, а для паровой - часовую выработку пара D.
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.
Источниками термического действия тока могут быть токи высокой частоты, нагретые током металлические предметы и резисторы, электрическая дуга, оголенные токоведущие части.
Химическое действие.
Организм человека состоит из неполярных и полярных молекул, катионов и анионов. Все эти элементарные частицы находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении, обеспечивающем жизнедеятельность организма. При контакте с токоведущими частями в организме человека взамен хаотического формируется направленное, строго ориентированное перемещение ионов и молекул, нарушающее нормальное функционирование организма.
Вторичные травмы.
Реакция человека на действие тока обычно проявляется в виде резкого непроизвольного движения типа отдергивания руки от места контакта с горячим предметом. При таком перемещении возможны механические повреждения органов вследствие падения, удара о рядом расположенные предметы и т. п.
Рассмотрим различные виды электропоражений. Поражение электрическим током подразделяют на две группы: электрический удар и электрические травмы. Электрический удар связывают с поражением внутренних органов, электрические травмы - с поражением внешних органов. В большинстве случаев электротравмы излечиваются, но иногда, при тяжелых ожогах, травмы могут привести к гибели человека.
Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.
Электрический удар - это поражение внутренних органов человека: возбуждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. Степень отрицательного воздействия на организм этих явлений может быть различной. В худшем случае электрический удар приводит к нарушению и даже полному прекращению деятельности жизненно важных органов- легких и сердца т.е. к гибели организма. При этом внешних местных повреждений человек может и не иметь.
Причинами смерти в результате поражения электрическим током могут быть: прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.
Прекращение работы сердца, как следствие воздействия тока на мышцу сердца, наиболее опасно. Прекращение дыхания может быть вызвано прямым или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Электрический шок - своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.д.
Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. При токах, больших 10 - 15 мА, человек неспособен самостоятельно освободиться от токоведущих частей и действие тока становится длительным (неотпускающий ток). При длительном воздействии токов величиной несколько десятков миллиампер и времени действия 15 - 20 секунд может наступить паралич дыхания и смерть. Токи величиной 50 - 80 мА приводят к фибрилляции сердца, которая заключается в беспорядочном сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца, в результате чего прекращается кровообращение и сердце останавливается.
Как при параличе дыхания, так и при параличе сердца функции органов самостоятельно не восстанавливаются, в этом случае необходимо оказание первой помощи (искусственное дыхание и массаж сердца). Кратковременное действие больших токов не вызывает ни паралича дыхания, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца при этом резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать.
Действие тока величиной 100 мА в течение 2 - 3 секунд приводит к смерти (смертельный ток).
Ожоги происходят вследствие теплового воздействия тока, проходящего через тело человека, или от прикосновения к сильно нагретым частям электрооборудования, а также от действия электрической дуги. Наиболее сильные ожоги происходят от действия электрической дуги в сетях 35 - 220 кВ и в сетях 6 - 10 кВ с большой емкостью сети. В этих сетях ожоги являются основными и наиболее тяжелыми видами поражения. В сетях напряжением до 1000 В также возможны ожоги электрической дугой (при отключении цепи открытыми рубильниками при наличии большой индуктивной нагрузки).
Электрические знаки - это поражения кожи в местах соприкосновения с электродами круглой или эллиптической формы, серого или бело-желтого цвета с резко очерченными гранями (Д = 5 - 10 мм). Они вызываются механическим и химическим действиями тока. Иногда появляются не сразу после прохождения электрического тока. Знаки безболезненны, вокруг них не наблюдается воспалительных процессов. В месте поражения появляется припухлость. Небольшие знаки заживают благополучно, при больших размерах знаков часто происходит омертвение тела (чаще рук).
Электрометаллизация кожи - это пропитывание кожи мельчайшими частицами металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока, например при горении дуги. Поврежденный участок кожи приобретает жесткую шероховатую поверхность, а пострадавший испытывает ощущение присутствия инородного тела в месте поражения.
Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током
Воздействие тока на организм человека по характеру и последствиям поражения зависит от следующих факторов:
· электрического сопротивления тела человека;
· величины напряжения и тока;
· длительности воздействия тока;
· частоты и рода тока;
· пути прохождения тока через тело человека;
· состояния здоровья человека и фактора внимания;
· условий внешней среды.
Величина тока, протекающего через тело человека, зависит от напряжения прикосновения U пр и сопротивления тела человека R ч.
Сопротивление тела человека. Электрическое сопротивление разных частей тела человека различно: наибольшее сопротивление имеет сухая кожа, её верхний роговой слой, в котором нет кровеносных сосудов, а так же костная ткань; значительно меньшее сопротивление внутренних тканей; наименьшее сопротивление имеют кровь и спинно - мозговая жидкость. Сопротивление человека зависит от внешних условий: оно понижается при повышении температуры, влажности, загазованности помещения. Сопротивление зависит от состояния кожных покровов: при наличии поврежденной кожи - ссадин, царапин - сопротивление тела уменьшается.
Итак, наибольшим сопротивлением обладает верхний роговой слой кожи:
· при снятом роговом слое ;
· при сухой неповрежденной коже ;
· при увлажненной коже .
Сопротивление тела человека, кроме того, зависит от величины тока и приложенного напряжения; от длительности протекания тока. плотности контактов, площади соприкосновения с токоведущими поверхностями и пути электрического тока
Для анализа травматизма сопротивление кожи человека принимают . С ростом тока, проходящего через человека, его сопротивление уменьшается, т. к. при этом увеличивается нагрев кожи и растет потоотделение. По этой же причине снижается R ч с увеличением длительности протекания тока. Чем выше приложенное напряжение, тем больше ток человека I ч, тем быстрее снижается сопротивление кожи человека.
Величина тока.
В зависимости от его величины электрический ток, проходящий через человека (при частоте 50 Гц), вызывает следующие травмы:
· при 0.6 -1.5 мА - легкое дрожание рук;
· при 5 -7 мА - судороги в руках;
· при 8 - 10 мА - судороги и сильные боли в пальцах и кистях рук;
· при 20 - 25 мА - паралич рук, затруднение дыхания;
· при 50 - 80 мА - паралич дыхания, при длительности более 3 с - паралич сердца;
· при 3000 мА и при длительности более 0.1 с - паралич дыхания и сердца, разрушение тканей тела.
Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь, постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.
Стрессорное воздействие. Достаточной силы тепловые процедуры, особенно баня, оказывают на организм человека стрессорное влияние. Если это грамотно использовать, то можно активировать защитные силы и укрепить организм. Так, умеренная баня встряхивает, обновляет, тонизирует человеческий организм. Именно поэтому выходишь из бани в прекрасном настроении. Пожилым людям особенно необходима подобная физиологическая встряска. Это позволит значительно активировать их организм, сохранить бодрость и силу до преклонных лет.
На кожу. Воздействие теплом (как и холодом) на кожу означает:
а) воздействие на самый большой орган в человеческом организме. Кожный покров составляет около 1,5 мг ткани, 20% от общего веса человека;
б) воздействие на естественную защиту. Наша кожа — «передний край обороны» человеческого организма. Непосредственно вступает в контакт с окружающей средой. Защищает наши сосуды, нервы, железы, внутренние органы, от холода и перегрева, от повреждений и микробов. Кожа содержит вещество лизоцим, губительное для многих бактерий;
в) воздействие на дыхательную и водно-выделительную функцию кожи. Кожа дышит, а значит, помогает легким. Через нее выделяется вода, что облегчает работу почкам. С ее помощью мы освобождаемся от шлаков;
г) воздействие на сальные железы. Сальные железы имеют выход наружу в виде пор, смазывая нашу кожу тонким слоем особой эмульсии, которая смягчает, предохраняет ее от высушивания, придает эластичность, упругость и блеск. Если сальные железы функционируют плохо, то кожа страдает, а вместе с ней страдает и организм;
д) защиту от инфекций. Человеческий организм в борьбе с инфекцией способен вырабатывать антитела - противоядие, не только убивающее бактерии, но и обеззараживающее выделяемые ими яды. Эта защита продолжает действовать и когда выздоравливаешь. Так возникает невосприимчивость к болезни - иммунитет, в формировании которого, как показали новейшие исследования, кожа участвует самым активнейшим образом. Но кожа это может делать лишь тогда, когда она чиста и здорова. Чистая, здоровая кожа противодействует непрерывной агрессии микробов. Заражение через кожу возможно лишь при ее загрязнении. Исследования ученых показали, что микроорганизмы на чистой коже быстро погибают;
е) образование грязи на коже. Недавно датские микробиологи обнаружили в пыли клещики диаметром всего 30 микрон, питающиеся отмершими частицами человеческой кожи и вызывающие одну из форм астмы. Смешиваясь с потом, с постоянно выделяющимся кожным салом и чешуйками омертвевшего рогового слоя, эти пылинки образуют то, что мы называем грязью. Грязная кожа теряет упругость, становится беззащитной. Воспаления, нагноения чаще всего вызываются стафилококками;
ж) причины кожных заболеваний. Многие болезни кожи являются причинами выброса токсического содержимого организма изнутри наружу. Так организм борется от накопившихся в нем ядовитых веществ, если органы выделения не справляются. Поэтому, чтобы банный жар не действовал на кожу как «пылесос», через который удаляется токсическое содержимое организма, проведите предварительную очистку всех важнейших систем организма - кишечника, печени, жидкостных сред;
з) очищающее. Сильный приятный жар (бани), как никакое другое гигиеническое средство, открывает и тщательно прочищает все поры тела, удаляет грязь. Мягко снимает с верхнего слоя кожи отжившие, омертвевшие клетки. Полезно знать, что только за одни сутки у человека в среднем погибает и восстанавливается двадцатая часть клеток кожного покрова. Так влажный жар бани помогает самообновлению кожи;
и) бактерицидное действие жара. Жар сауны и бани обладает бактерицидностью. Гибнут в этом жару и микробы на теле человека;
к) косметический эффект. Горячие и влажные процедуры позволяют усилить ток крови, тренирует сосуды, прилегающие к коже. От этого кожа смотрится не только привлекательнее, но улучшаются и ее физиологические свойства. Ей не страшны перепады температур. К тому же повышается ее осязательная способность.
Насыщение организма влагой и теплом. Одной из особенностей феномена жизни является постоянная борьба организма за сохранение оптимального количества влаги и тепла. Посудите сами: трехдневный человеческий зародыш состоит на 97% из воды, взрослый - почти на две трети своего веса, а старый человек - еще меньше. Взрослый человек при нормальных условиях выдыхает за 1 час около 25,5 г воды (это в сутки около 600 г). С годами любой человек теряет воду и тепло, а с ними уходит и жизненная сила. Влажная банная процедура позволяет организму человека пополнять и то и другое. В результате этого жизненные проявления в организме человека восстанавливаются. Особенно это полезно для пожилых и старых людей.
Влияние на кровообращение вообще. Как ранее указывалось, жар сильно стимулирует циркуляторные процессы в организме. Главной циркулирующей жидкостью в организме является кровь. Поэтому активизируется деятельность сердца, кровь быстро циркулирует по организму, орошая все органы и системы без исключения. Вот почему простой прогрев помогает просто и эффективно избавиться от застоя крови. Здоровье, сопротивляемость организма внешним и внутренним неблагоприятным факторам во многом зависят от кровообмена. А с возрастом кровообмен имеет тенденцию сокращаться. Так, после обследования кровообмена у 500 людей, было установлено, что в среднем у 18-летних лиц через 1,5 см3 мышц проходит 25 см3 крови. К 25 годам количество циркулирующей в мышцах крови уменьшается почти наполовину. Особенно снижается кровоснабжение мышц у тех, кто ведет малоактивный образ жизни. Что особенно ценно, в результате нагрева организма приходит в движение резервная кровь, которой у человека 1 л (из 5-6 л). Резервная кровь, богатая ценнейшими питательными веществами, осуществляет прекрасное питание клеток организма. В начале разогрева организма давление крови несколько повышается. А потом - благодаря расширению кровеносных сосудов - идет его снижение.
Влияние жара на капиллярное кровообращение. Если рассматривать кровеносную систему, то в капиллярах находится 80% всей циркулирующей крови в организме. Общая протяженность капилляров около 100 тыс. километров. Система капилляров представляет своеобразный сосудистый скелет, орошающий каждую нашу клеточку организма. В каждом плохо функционирующем органе, как правило, находят спазм капилляров, их расширение или сужение. Любой болезнетворный процесс это, прежде всего, нарушение капиллярного кровообращения. Жар бани увеличивает циркуляторные процессы в организме, расслабляет спазмы в тканях и органах, что способствует восстановлению нормальной циркуляции крови, а значит, восстанавливает работу органа или ткани.
Влияние жара на картину крови. Академик И. Р. Тарханов доказал, что после банной процедуры количество эритроцитов и гемоглобина увеличивается. Новейшие исследования подтвердили это открытие. Под влиянием банной процедуры увеличивается и количество лейкоцитов - белых кровяных шариков, участвующих в иммунной защите организма.
Влияние жара на сердце. Под влиянием жара банной процедуры происходит активизация работы сердечной мышцы. Сила ее сокращений увеличивается. Регулярная парная приводит к тренирующему эффекту сердечной мышцы. Это было подтверждено экспериментально. Группе мужчин в возрасте 30-40 лет был предложен тест на определение работы сердечной мышцы - как можно быстрее подняться без лифта на 12-й этаж. Фиксировались время, затраченное на это восхождение, частота сердечных сокращений и дыхание, а также время восстановления этих показателей. Затем все участники эксперимента были разделены на две группы. Одна группа стала два раза в неделю заниматься бегом трусцой, другая столько же раз в неделю посещала баню, где применялись контрастные воздействия: четыре-пять заходов в парную по 5-7 мин, с последующим обливанием холодной (12-15° С) водой в течение 20-40 с и 1-2 мин теплой (35-37° С). Между каждым заходом в парную отдых 5-7 мин. Через три месяца контрольный тест был повторен (подъем на 12-й «этаж без лифта). У тех, кто занимался бегом трусцой и кто парился в бане, положительные сдвиги оказались примерно одинаковыми. Все участники эксперимента значительно сократили время подъема вверх, и при этом у представителей обеих групп отмечалась более благоприятная реакция сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Но что весьма важно, время восстановления функций резко сократилось, особенно у тех, кто посещал баню.
Влияние жара на обмен веществ. Затруднение теплоотдачи организмом вызывает активность кровообращения. Усиление кровообращения в свою очередь приводит к повышению температуры тела. Повышение температуры сказывается на увеличении активности окислительно-восстановительных ферментов в клетках. В итоге в организме активизируются окислительные процессы. Быстрая циркуляция крови, выход резервного количества и увеличение гемоглобина в ней позволяют доносить до клеток большее количество кислорода. Это в свою очередь стимулирует процессы окисления веществ. Вот так банная процедура повышает примерно на одну треть обмен веществ. Лучше усваиваются пищевые вещества, шлаки окисляются и выводятся из организма. Активность ферментов, повышенный обмен веществ приводят к тому, что у человека появляется здоровый аппетит. Это позволяет нормализовать многие отклонения в работе пищеварения, повысить усвояемость пищевых веществ.
Влияние жара на функцию дыхания. Баня прекрасно стимулирует дыхание. Горячий увлажненный воздух воздействует на гортань и на слизистые оболочки носа. Поскольку усиленный обмен веществ во время жара требует кислорода, дыхание учащается, становится глубже, а это в свою очередь улучшает воздухообмен в легочных альвеолах. Вентиляция легких по сравнению с показателями до бани возрастает более чем в два с половиной раза. После жара бани лучше дышится потому, что прочищены поры кожи, выведено токсическое содержимое из крови, улучшена кровяная циркуляция. После банной процедуры потребление кислорода увеличивается в среднем на одну треть.
Влияние жара на железы внутренней секреции. Улучшение кровоснабжения, обмена веществ и дыхания, удаление токсинов в результате банной процедуры стимулирует железы внутренней секреции, в результате чего лучше регулируется и координируется деятельность органов и систем организма.
Улучшение психического состояния человека. Когда организм человека улучшает свое функционирование в результате описанных выше действий жара, то человек чувствует себя комфортно. Это приводит к тому, что человека теперь ничего не раздражает, и он психологически отдыхает. К тому же жар бани снимает утомление, которое постепенно накапливается к концу недели. Из мышц с потом удаляется молочная кислота, которая усугубляет чувство утомления. Банный жар, прогрев кожу, мышцы, различные ткани и органы, вызывает приятную расслабленность. Расслабленность и прогрев - основное, что необходимо для благоприятного восстановления жизненных сил. Все это создает окрыленное, оптимистическое настроение. Когда организм расслаблен и нет скованности, наступает здоровый, безмятежный сон.
Парная и повышение остроты зрения. Теплота - одна из функций жизненного принципа «Желчи», который контролирует кроме пищеварения функцию зрения. Поэтому нет ничего удивительного, что у человека в результате применения парной улучшается функция зрения. Ученые в своих исследованиях банной процедуры лишь подтвердили это положение Аюрведы.
Жар и инфекции. Порог температурной чувствительности целого ряда болезнетворных микробов ниже порога температур, которые могут переносить клетки человеческого организма. Поэтому широко используют повышение температуры (сауну, парную) для лечения ряда инфекционных болезней.
По материалам книги Г.П. Малахова "Основы здоровья"
