Nghiên cứu sinh lý của cơ thể con người bằng mô hình toán học của cân bằng năng lượng tạm thời

Sādhanā - Tập 48 Số 4 - Trang 1-7 - 2023
Das, Shashikant1, Subudhi, Sudhakar2
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee, India
2Department of Mechanical and Industrial Engineering, Indian Institute of Technology-Roorkee, Roorkee, India

Tóm tắt

Sinh lý học của cơ thể con người có thể dễ dàng xác định dưới bất kỳ điều kiện môi trường nào bằng cách sử dụng một mô hình phân tích. Nghiên cứu này sử dụng cân bằng năng lượng tạm thời để phát triển một mô hình dự đoán cách cơ thể con người sẽ hoạt động dưới các điều kiện môi trường nhất định. Mô hình hiện tại được xác thực bằng tiêu chuẩn ISO-7730 trước khi thực hiện phân tích sinh lý. Cân bằng năng lượng được áp dụng cho cơ thể con người, được coi là khối kiểm soát. Các biến đổi của các chế độ truyền nhiệt khác nhau được nghiên cứu đối với nhiệt độ môi trường vừa phải (tức là từ 20 °C đến 30 °C). Trong khoảng nhiệt độ này, truyền nhiệt hữu hình đạt giá trị cực đại so với các chế độ khác. Truyền nhiệt hữu hình được phát hiện tăng lên khi nhiệt độ môi trường giảm. Tuy nhiên, với sự gia tăng nhiệt độ môi trường, truyền nhiệt bay hơi cũng tăng lên. Đóng góp của truyền nhiệt qua hô hấp được phát hiện ở mức tối thiểu cho một môi trường vừa phải so với các chế độ khác. Khi nhiệt độ môi trường giảm, truyền nhiệt qua hô hấp tăng lên. Các biến đổi nhiệt độ lõi và da được nghiên cứu với sự thay đổi của nhiệt độ môi trường. Sau khi ngồi 30 phút ở các mức 30 °C, 25 °C và 20 °C, nhiệt độ da lần lượt khoảng 34,2 °C, 32,12 °C và 30,4 °C. Nhiệt độ da được nghiên cứu thông qua sự biến đổi của độ ẩm tương đối, và được nhận thấy rằng khi độ ẩm tăng, nhiệt độ da cũng tăng theo.

Từ khóa

#sinh lý cơ thể #cân bằng năng lượng #truyền nhiệt #nhiệt độ môi trường #độ ẩm tương đối

Tài liệu tham khảo

Fanger P 1970 Thermal comfort: analysis and applications in environmental engineering. Copenhagen Danish Technical Press citation_journal_title=Renewable and Sustainable Energy Reviews; citation_title=Thermal comfort: A review paper; citation_author=N Djongyang, R Tchinda, D Njomo; citation_volume=14; citation_issue=9; citation_publication_date=2010; citation_pages=2626-2640; citation_doi=10.1016/j.rser.2010.07.040; citation_id=CR2 citation_journal_title=International Journal of Environmental Science and Technology; citation_title=A review on different methodologies to study thermal comfort; citation_author=S Das, S Subudhi; citation_volume=6; citation_publication_date=2021; citation_pages=1-17; citation_id=CR3 citation_journal_title=Textile Research Journal; citation_title=Effect of underwear on microclimate heat transfer in clothing based on computational fluid dynamics simulation; citation_author=P Cheng, D Chen, J Wang; citation_volume=90; citation_issue=11–12; citation_publication_date=2020; citation_pages=1262-1276; citation_doi=10.1177/0040517519890033; citation_id=CR4 citation_journal_title=Journal of Thermal Biology; citation_title=Calculation method of mean skin temperature weighted by temperature sensitivity of various parts of human body; citation_author=G Liu, S Liang, S Hu; citation_volume=100; citation_publication_date=2021; citation_pages=102995; citation_doi=10.1016/j.jtherbio.2021.102995; citation_id=CR5 citation_journal_title=Indoor Air; citation_title=Effects of increased humidity on physiological responses, thermal comfort, perceived air quality, and Sick Building Syndrome symptoms at elevated indoor temperatures for subjects in a hot-humid climate; citation_author=C Zuo, L Luo, W Liu; citation_volume=31; citation_issue=2; citation_publication_date=2021; citation_pages=524-540; citation_doi=10.1111/ina.12739; citation_id=CR6 citation_journal_title=Building and Environment; citation_title=Thermal comfort and physiological responses with standing and treadmill workstations in summer; citation_author=L Yang, S Gao, S Zhao, H Zhang, E Arens, Y Zhai; citation_volume=185; citation_publication_date=2020; citation_pages=107238; citation_doi=10.1016/j.buildenv.2020.107238; citation_id=CR7 citation_journal_title=Building and Environment; citation_title=People's subjective and physiological responses to the combined thermal-acoustic environments; citation_author=H Guan, S Hu, M Lu, M He, Z Mao, G Liu; citation_volume=172; citation_publication_date=2020; citation_pages=106709; citation_doi=10.1016/j.buildenv.2020.106709; citation_id=CR8 citation_journal_title=Building and Environment; citation_title=Study on the influence of air velocity on human thermal comfort under non-uniform thermal environment; citation_author=C Song, G Duan, D Wang, Y Liu, H Du, G Chen; citation_volume=196; citation_publication_date=2021; citation_pages=107808; citation_doi=10.1016/j.buildenv.2021.107808; citation_id=CR9 citation_journal_title=Building Services Engineering Research and Technology; citation_title=Feasibility study to detect occupant thermal sensation using a low-cost thermal camera for indoor environments in Indonesia; citation_author=F Faridah, MM Waruwu, T Wijayanto, R Budiarto, RC Pratama, SE Prayogi, NM Nadiya, RJ Yanti; citation_volume=42; citation_issue=4; citation_publication_date=2021; citation_pages=389-404; citation_doi=10.1177/0143624421994015; citation_id=CR10 citation_journal_title=Energy and Buildings; citation_title=Towards non-intrusive and high accuracy prediction of personal thermal comfort using a few sensitive physiological parameters; citation_author=C Shan, J Hu, J Wu, A Zhang, G Ding, LX Xu; citation_volume=207; citation_publication_date=2020; citation_pages=109594; citation_doi=10.1016/j.enbuild.2019.109594; citation_id=CR11 citation_journal_title=International Journal of Industrial Ergonomics; citation_title=Application of thermoregulatory modeling to predict core and skin temperatures in firefighters; citation_author=JH Kim, WJ Williams, A Coca, M Yokota; citation_volume=43; citation_issue=1; citation_publication_date=2013; citation_pages=115-120; citation_doi=10.1016/j.ergon.2012.11.011; citation_id=CR12 citation_journal_title=Applied Ergonomics; citation_title=An investigation of thermal comfort inside a bus during heating period within a climatic chamber; citation_author=U Pala, HR Oz; citation_volume=48; citation_publication_date=2015; citation_pages=164-176; citation_doi=10.1016/j.apergo.2014.11.014; citation_id=CR13 citation_journal_title=International Communications in Heat and Mass Transfer; citation_title=Determination of required core temperature for thermal comfort with steady-state energy balance method; citation_author=MU Kilic, O Kaynakli, R Yamankaradeniz; citation_volume=33; citation_issue=2; citation_publication_date=2006; citation_pages=199-210; citation_doi=10.1016/j.icheatmasstransfer.2005.10.003; citation_id=CR14 ISO-7730, 1994 Moderate thermal environments – determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort. ISO—International Organization for Standardization citation_title=Standard-55 2010 Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy; citation_publication_date=2010; citation_id=CR16; citation_author=ASHRAE Standard; citation_publisher=American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers