Теплоотдача (в физиологии)

Теплоотда'ча в физиологии, переход теплоты, освобождаемой в процессах жизнедеятельности, из организма в окружающую среду. Осуществляется излучением, испарением, проведением (конвекцией). Т. часто называется физической терморегуляцией. У человека в оптимальных условиях (см. Тепловой комфорт ) около 50% освобождаемой в организме теплоты рассеивается во внешней среде вследствие излучения, около 25% — в результате испарения воды с поверхности кожи и слизистых оболочек и 25% — за счёт конвекции. Задержка Т. может привести к повышению температуры тела и перегреванию организма . Угроза перегревания возникает при резком повышении теплопродукции (мышечная работа) и температуры окружающей среды (высокая влажность воздуха и влагонепроницаемая одежда). Усиленной Т. способствуют физиологическая реакция увеличения кожного кровотока, повышение температуры кожи и испарение пота. Когда температура среды приближается к температуре поверхности тела (около 34 °С), единственным средством Т. остаётся испарение воды в виде потоотделения или тепловой одышки у непотеющих животных. У человека отделение пота может достигать 2 л/ч и позволяет организму сохранять нормальную температуру тела в течение определённого времени даже при очень высокой температуре среды. См. также Терморегуляция .

  К. П. Иванов.

Теплопеленгация

Теплопеленга'ция, определение направления на объекты по их собственному тепловому излучению ; вид пассивной пеленгации . Осуществляется с помощью теплопеленгаторов (или теплопеленгационных систем). В состав теплопеленгатора обычно входят (см. рис. ): оптическая система, улавливающая тепловое (инфракрасное) излучение и концентрирующая его на приёмнике излучения (ПИ); система сканирования , осуществляющая изменение положения оси оптической системы по определённому закону, т. е. обеспечивающая «просмотр» оптической системой воздушного, космического или наземного (водного) пространства; усилитель электрических сигналов, поступающих от ПИ; индикаторный блок, на управляющий электрод электроннолучевой трубки которого подаётся усиленный сигнал. Изменение положения оси оптической системы и движение луча на трубке индикатора осуществляются синхронно, по одному и тому же закону. В момент попадания излучения от объекта на ПИ на экране индикатора высвечивается пятно, по положению которого, используя разметку, нанесённую на экран, определяют угловые координаты пеленгуемого объекта.

  Теплопеленгаторы обладают более высокой (по сравнению с радиопеленгаторами, работающими на более длинных волнах) точностью пеленгации, повышенной помехозащищенностью и скрытностью действия (вследствие пассивного характера Т.). Недостаток теплопеленгаторов — их ограниченное применение в сложных метеорологических условиях (дождь, снег, облачность и т. п.) из-за сильного поглощения теплового излучения. Кроме того, Т., в отличие от оптической локации , не может быть использована (из-за отсутствия активного облучателя) для определения расстояния до объекта. Т. с успехом применяется в морской, воздушной и космической навигации, в военном деле для обнаружения самолётов, судов, танков и т. п. объектов по излучению выхлопных газов их двигателей, а также для снятия тепловых карт местности.

  Лит.: Козелкин В. В., Усольцев И. Ф., Основы инфракрасной техники, М., 1974; Левитин И. Б., Инфракрасная техника, Л., 1973.

  И. Ф. Усольцев.

Схема теплопеленгатора: 1 — приёмник теплового излучения; 2 — оптическая система, улавливающая излучение; 3 — блок управления системы сканирования; 4 — приводы системы сканирования; 5 — усилитель электрических сигналов; 6 — датчики положения оптической системы; 7 — индикаторный блок.

Теплопередача

Теплопереда'ча, теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними. Т. включает в себя теплоотдачу от более горячей жидкости к стенке, теплопроводность в стенке, теплоотдачу от стенки к более холодной подвижной среде. Интенсивность передачи теплоты при Т. характеризуется коэффициентом Т. k, численно равным количеству теплоты, которое передаётся через единицу поверхности стенки в единицу времени при разности температур между жидкостями в 1 К; размерность k — вт/ (м ² ×К) [ккал/м ² ×°С)]. Величина R, обратная коэффициенту Т., называется полным термическим сопротивлением Т. Например, R однослойной стенки

 

,

где a ₁ и a ₂ — коэффициенты теплоотдачи от горячей жидкости к поверхности стенки и от поверхности стенки к холодной жидкости; d — толщина стенки; l — коэффициент теплопроводности. В большинстве встречающихся на практике случаев коэффициент Т. определяется опытным путём. При этом полученные результаты обрабатываются методами подобия теории . См. также Конвективный теплообмен .

  Лит.: Гребер Г., Эрк С., Григулль У., Основы учения о теплообмене, пер. с нем., М., 1958; Шорин С. Н., Теплопередача, 2 изд., М., 1964; Михеев М. А., Михеева И. М., Основы теплопередачи, 2 изд., М., 1973.

  И. Н. Розенгауз.

Теплопроводности уравнение

Теплопрово'дности уравне'ние, дифференциальное уравнение с частными производными параболического типа, описывающее процесс распространения теплоты в сплошной среде (газе, жидкости или твёрдом теле); основное уравнение математической теории теплопроводности . Т. у. выражает тепловой баланс для малого элемента объёма среды с учётом поступления теплоты от источников и тепловых потерь через поверхность элементарного объёма вследствие теплопроводности. Для изотропной неоднородной среды Т. у. имеет вид:

 

,

где r — плотность среды; c_v — теплоёмкость среды при постоянном объёме; t — время; х, у, z — координаты; Т = Т (х, у, z, t ) — температура, которая вычисляется при помощи Т. у.; l — коэффициент теплопроводности; F = F (x, y, z, t ) — заданная плотность тепловых источников. Величины r, C_v , l зависят от координат и, вообще говоря, от температуры. Для анизотропной среды Т. у. вместо l содержит тензор теплопроводности l _ir , где i, k = 1, 2, 3.

  В случае изотропной однородной среды Т. у. принимает вид:

 

,

где DT — Лапласа оператор , a ² = l /(rc _v ) — коэффициент температуропроводности; f = F/ (rc_v ). В стационарном состоянии, когда температура не меняется со временем, Т. у. переходит в Пуассона уравнение DТ = f /a ² = F /l или, при отсутствии источников теплоты, в Лапласа уравнение DТ = 0. Основными задачами для Т. у. является Коши задача и смешанная краевая задача (см. Краевые задачи ).