Биологическая тепловая труба

   Хотя рассматриваемые ниже вопросы в настоящее время составляют всего лишь основу рабочих гипотез и дальнейшие исследования продолжаются, этн гипотезы достаточно интересны. Выдвинута гипотеза о существовании аналогии между действием потовых желез и работой тепловой трубы. Был сделан ряд допущений относительно потовой железы, находящейся в покое, которые опираются на наблюдения за работой желез. Наиболее существенным является допущение о том, что функция экринной потовой железы, находящейся в покое, состоит в терморегулировании и, следовательно, вода постоянно выделяется клубочками. Для обеспечения эффективного охлаждения тела эта вода должна испаряться в основании протоки. Другие наблюдения привели к заключению о существовании возвратного течения воды по потовым протокам благодаря капиллярному подсосу по слизистой оболочке и под действием осмоса. (Под покоящимся состоянием потовой железы понимается такое состояние, при котором не происходит выделения влаги па поверлности кожи, т. е. не происходит активного потовыделения.;

   Представленная модель, а именно испарение воды, ее конденсация н возврат конденсата под действием (частично) капиллярных енл в «испаритель» имеет аналог в технической теплотехнике, а именно в тепловой трубе.

   Теория тепловой трубы была использована для расчета характеристик потозых желез. Полученные результаты сравнивались с измерениями потерь теплоты человеческим телом.

   При приложении этой модели к потовой железе было сделано допущение, что давление генерируемых в протоке водяных паров достаточно для удаления из нее воздуха. Если исходить из данных наблюдений за работой потовых проток, то это допущение представляется обоснованным. (В некоторых случаях, например при пересадке кожи, потовые протоки были полностью закупорены и все же передавали значительное количество теплоты.)

   Математическая модель является упрощенной в том отношении, что в ней принято допущение о переносе жидкости к испарителю исключительно по фитилю. Подтекание жидкости к основанию по-TOBTMi протоки нз других окружающих ее областей может сказаться на ограничении мощности тепловой трубы по передающей способности фигиля в сторону ее увеличения. Однако, если это подтекание также связано с капиллярным подсосом через поры, размер которых одного порядка с порами слизистой оболочки, то результаты расчетов по программе должны быть характерными в качестве первого приближения.

   Результаты расчетов показали, что перекачивающая способность капиллярного фитиля ограничивала осевую теплопередающую способность эквивалентной тепловой трубы величиной в 10~5 Вт.

   Плотность потовых желез в коже человека составляет примерно 200 1 /см2, а поверхность человеческого тела составляет приблизительно 2 м2.

   Если принять, что все потовые железы одного размера и имеют одну н ту же характеристику, а потому обладают одинаковыми характеристиками, и проинтегрировать их производительность по всей поверхности тела, то можно получить суммарное значение диссипации теплоты тела покоящимися потовыми железами. Если взять приведенные выше значения плотности потовых желез и поверхности тела, то суммарная диссипация составит 34 Вт. Полные потери теплоты телом в сидячем положении били измерены независимо, они составили приблизительно 100 Вт.

   Несомненно, эта первая модель нуждается в существенной модификации, и такие факторы, как осмос и распределение радиальных потоков теплоты вдоль потовой протоки, должны быть проанализированы. Однако интересно отметить, что первые расчеты дали результаты, правильные по порядку величины.

 
 

Комментирование закрыто.