Тепловой удар - это быстро развивающееся патологическое состояние организма, при котором необходима срочная медицинская помощь. Другие проявления перегревания организма не так серьезны, при их развитии не требуется немедленное лечение. К ним относятся тепловые судороги и тепловое перегревание. Необходимо хорошо знать основные проявления гипертермии и иметь навыки предотвратить удар.

Симптомы теплового удара

Удар, вызванный общим перегреванием организма, относится к наиболее опасным для жизни состояниям. Если не произвести немедленное лечение, человек может погибнуть. По сравнению с тепловым переутомлением, конкретные причины возникновения теплового удара неизвестны. Происходит удар внезапно и без предупреждения.

Он развивается в результате неспособности организма обеспечить охлаждение тела. Постепенно начинают происходить сбои в нормальном функционировании организма: прекращается потоотделение из-за низкого содержания жидкости в клетках; нарушается терморегуляция, резко повышается температура тела. При критическом значении температуры мозг и другие органы перестают нормально функционировать и наступает летальный исход.

К симптомам теплового удара относятся:

• высокая (выше 40, 5°C) температура тела,

• отсутствие пота,

• сухая и горячая кожа,

• учащенное сердцебиение,

• потеря сознания.

Спортсмены испытывают особую разновидность теплового удара, выражающуюся в непрекращающемся потоотделении при высокой (40, 5°C) температуре тела и изменении сознания - потере ориентации, нарушении координации движений, спутанности сознания. Если в таком состоянии не оказать своевременную медицинскую помощь, это может привести к коллапсу и даже коме. Когда замечен любой из перечисленных выше симптомов, необходимо немедленно обратиться за помощью к врачу, и как можно быстрее снизить температуру тела.

Другие проявления гипертермии

Тепловые судороги

Тепловые судороги, как одно из проявлений гипертермии, возникают обычно после интенсивных физических нагрузок в жаркое время - занятий спортом, хозяйственных работ и обильного потения. Очень сильная боль, судороги живота и ног, обильный пот, общая слабость, тошнота, головокружение - вот некоторые симптомы тепловых судорог.

Причиной возникновения этого вида гипертермии может также быть и дефицит натрия в организме. В этом случае необходимо как можно быстрее пополнить запас натрия, и в дальнейшем для профилактики увеличить суточную норму потребления натрия. Необходимый натрий содержится в простой поваренной соли.

Тепловое переутомление

Тепловое переутомление развивается от долговременного воздействия на организм высоких температур. Его, как правило, очень трудно отличить от теплового удара. При тепловом переутомлении в достаточной степени не восполняется потеря жидкости от интенсивного потоотделения. В результате снижается объем циркулирующей крови и жизненно важные органы начинают испытывать недостаток кровоснабжения.

Характерные для теплового переутомления симптомы: слабый пульс, головная боль, тошнота, нарушение координации движений, потеря ориентации, бледная и вспотевшая кожа. Лечение теплового переутомления заключается в обеспечении полного покоя и весьма срочного охлаждения тела.

Некоторые советы для профилактики гипертермии

• Необходимо дать организму привыкнуть к жаре - для этого перед тренировками обязательно надо выделить неделю времени на акклиматизацию.

• Жажда - симптом обезвоживания организма. Для предотвращения этого необходимо употреблять больше жидкости, даже если не хочется пить.

• Если нет такой необходимости, лучше перенести тренировки ближе к утру или вечеру. В это время не так жарко, как днем.

• Одежда должна быть свободного покроя, легкая и светлых тонов, желательно из неудерживающего пот материала - льна, хлопка. Очень хорошо в жару пользоваться одеждой Cool-Max из сеточного материала.

• Для предотвращения солнечного ожога желательно пользоваться солнцезащитными средствами.

• Головной убор должен обеспечивать вентиляцию и защиту головы от жары.

• При занятиях спортом с интервалом в 15 минут необходимо пить больше жидкости, к примеру, спортивные коктейли или просто воду.

• Если стали наблюдаться упадок сил или общая слабость, необходимо срочно прекратить тренировку, принять меры по охлаждению тела и отдохнуть.

• Напитки, содержащие спирт либо кофеин, способствуют ускорению дегидратации. Поэтому нежелательно их употреблять до и после проведения тренировки.

Нельзя забывать о том, что лечить гипертермию гораздо сложнее, чем предотвратить.

Резкое увеличение давления, сопровождающее гидравлический удар - явление крайне негативное, т.к. гидравлический удар может разрушить трубопровод или какие-либо элементы гидравлических машин, испытывающие эффекты гидравлического удара. По этой причине разрабатываются методы предотвращения гидравлических ударов или уменьшения их негативного влияния. Поскольку мощность гидравлического удара напрямую зависит от массы движущийся жидкости, то для предотвращения гидравлического удара следует максимально уменьшить массу жидкости, которая будет участвовать в гидравлическом ударе. Для этого необходимо запорную арматуру монтировать в непосредственной близости к резервуару. В качестве меры уменьшения негативных последствий гидравлического удара используют замену прямого гидравлического удара на непрямой. Для этого достаточно запорную арматуру на напорных трубопроводах сделать медленно закрывающейся, что позволит уменьшить силу удара. Для борьбы с гидравлическим ударом применимы только те случаи увеличения времени закрытия, которые приводят к неполному удару, т.е. у которых t 3 > ф 0 . Снижение ударного давления путем создания условий неполного удара широко используется регламентированием времени закрытия задвижек, пуска мощных насосов и т.д.

Если по условиям эксплуатации или иным причинам снизить ударное давление за счет неполного удара нельзя, то приходится применять дорогие и мощные демпфирующие устройства и иные методы.

Другой мерой борьбы с явлением гидравлического удара является установка на напорных линиях, работающих в условиях циклической нагрузки, специальных компенсаторов с воздушной подушкой, которая принимает на себя удар.

Исходя из формулы Жуковского (определяющей увеличение давления при гидроударе) и величин, от которых зависит скорость распространения ударной волны, для ослабления силы этого явления или его полного предотвращения можно уменьшить скорость движения жидкости в трубопроводе, увеличив его диаметр.

Борьба с гидравлическим ударом:

1. уменьшение фазы удара

где L - длина трубопровода, c - скорость ударной волны.

2. увеличение времени остановки жидкости;

3. уравнительные баки;

4. гидроаккумуляторы, гасящие ударную волну;

1 - штуцер; 2 - стальной оцинкованный фланец; 3 - стальной сосуд с контрфланцем; 4 - сменная мембрана из бутилкаучука; 5 - воздушный клапан; 6 - площадка для крепления насоса для горизонтальной компановки; 7 - ножки.

Работает гидроаккумулятор следующим образом. В мембрану подсоединенного к водопроводу гидроаккумулятора под давлением подается вода от насоса. Объем воздушной подушки при этом уменьшается в зависимости от величины давления в мембране. По достижению установленного на предприятии - изготовителе порога срабатывания по разности давлений автоматика отключает электропитание насоса. При заборе воды баланс разности давлений вновь нарушается, и автоматика включает насос. Эффективность работы гидроаккумулятора напрямую зависит от величины разности давлений мембраны и воздушной подушки и в первую очередь зависит от качества мембраны и объема гидроаккумулятора. Выставленный ранее порог срабатывания автоматики - характеристика строго регламентированная и может корректироваться в небольшом диапазоне. В противном случае возможен разрыв мембраны. По мере эксплуатации гидроаккумулятора, воздух, растворенный в воде, со временем накапливается в мембране. Это приводит к инерционности срабатывания автоматики и в целом тоже отражается на эффективности работы гидроаккумулятора. Избежать этого позволяют профилактические работы с интервалом от 1 до 3 месяцев.

5. предохранительные клапаны.

Гаситель колебаний давления.

Для гашения колебаний давления внутри трубы используют сложные устройства, содержащие поршни, пружины, гибкие оболочки и прочие подвижные элементы. Такие устройства быстро изнашиваются и требуют частой замены. Для гашения гидроударов предлагается использовать гаситель колебаний давления предельно простой конструкции. Гаситель колебаний давления располагается внутри трубопровода 2, по которому перекачивается жидкость. Гаситель представляет собой металлическую ленту 1, по длине которой вырублены окна 3. Образующиеся при этом козырьки 4 отогнуты поочередно в противоположные стороны. Угол между козырьком 4 и плоскостью ленты 1 составляет 35-45° для воды или 25-30° для нефти. Ширина ленты 1 выбирается таким образом, чтобы она свободно входила во внутрь трубопровода 2. Длина ленты 1 равна длине защищаемого участка трубы 2. Один конец ленты с помощью сварки закрепляется внутри трубы, а второй конец ленты поворачивается вокруг продольной оси на 3-5 оборотов и также закрепляется сваркой.

Труба 2 с размещенной внутри нее лентой 1 и является гасителем гидроударов. Гаситель колебаний давления работает следующим образом. Поток жидкости при движении вдоль плоскости ленты 1 входит в окно 3 и отклоняется от плоскости козырьком 4. Поток приобретает колебательное (синусоидальное) движение с определенной частотой. Так как окон на ленте много, то частота колебания потока будет всегда превышать собственную частоту колебаний потока жидкости, определяемой неровностями местности. Таким образом, сглаживаются наиболее резкие колебания давления и дробятся наиболее крупные пузыри газа. Дополнительному гашению колебаний давлений способствует поворот ленты вокруг продольной оси с шагом 1,5-2 м (5-7 м для труб большого диаметра), в результате чего поток приобретает дополнительно вращательное движение, которое также гасит часть энергии гидроудара. Так происходит гашение энергии гидроударов за счет преобразования энергии ускоренного поступательного движения потока жидкости в колебательное и вращательное движения. Суть предложения заключается в том, что внутренний просвет трубопровода в месте установки гасителя изменяется незначительно (определяется сечением ленты), поэтому сопротивление гасителя потоку жидкости при ламинарном и неразрывном течении мало. При течении по трубе жидкости в турбулентном режиме и с включениями газовых пробок сопротивление резко возрастает из-за изменения направлений потока. Происходит выравнивание скоростей газового и жидкостного потоков при прохождении разнонаправленных козырьков, что приводит к гашению гидроударов. Оптимальное место установки гасителя в низинах, после пологих и, особенно крутых склонов, где поток жидкости разгоняется и приобретает дополнительную энергию, вызывающую впоследствии разрушительный гидроудар из-за схлопывания пузырей (разрывов потока) в жидкости.

Также применяют устройства плавного пуска, которые в целом снижают опасность возникновения гидравлического удара, но не предотвращают её полностью.

В трубопроводах представляет собой возникающий мгновенно скачок давления. Перепад связан с резким изменением в скорости движения водного потока. Далее подробнее узнаем, как возникает гидравлический удар в трубопроводах.

Основное заблуждение

Ошибочно считается гидравлическим ударом результат заполнения жидкостью надпоршневого пространства в двигателе соответствующей конфигурации (поршневом). Вследствие этого поршень не доходит до мертвой точки и начинает сжатие воды. Это, в свою очередь, приводит к поломке двигателя. В частности, к излому штока либо шатуна, обрыву шпилек в головке цилиндра, разрывам прокладок.

Классификация

В соответствии с направлением скачка давления гидравлический удар может быть:

В соответствии со временем распространения волны и периодом перекрытия задвижки (либо прочей запорной арматуры), в течение которого образовался гидравлический удар в трубах, его разделяют на:

• Прямой (полный).
• Непрямой (неполный).

В первом случае фронт образовавшейся волны двигается в сторону, обратную первоначальному направлению водяного потока. Дальнейшее движение будет зависеть от элементов трубопровода, которые располагаются до закрытой задвижки. Вполне вероятно, что фронт волны пройдет неоднократно прямое и обратное направление. При неполном гидравлическом ударе поток не только может начать двигаться в другую сторону, но и частично пройти далее через задвижку, если она закрыта не до конца.

Последствия

Самым опасным считается положительный гидравлический удар в системе отопления либо водоснабжения. При слишком высоком скачке давления может повредиться магистраль. В частности, на трубах возникают продольные трещины, что приводит впоследствии к расколу, нарушению герметичности в запорной арматуре. Из-за этих сбоев начинает выходить из строя водопроводное оборудование: теплообменники, насосы. В связи с этим гидравлический удар необходимо предотвращать либо снижать его силу. становится максимальным в процессе торможения потока при переходе всей кинетической энергии в работу по растяжению стенок магистрали и сжатия столба жидкости.

Исследования

Экспериментально и теоретически изучал явление в 1899 г. Исследователем были выявлены причины гидравлического удара. Явление связано с тем, что в процессе закрытия магистрали, по которой идет поток жидкости, либо при ее быстром закрытии (при присоединении тупикового канала с источником гидравлической энергии), формируется резкое изменение давления и скорости воды. Оно не одновременно по всему трубопроводу. Если в данном случае произвести определенные измерения, то можно выявить, что изменение скорости происходит по направлению и величине, а давления - как в сторону снижения, так и увеличения относительно исходного. Все это означает, что в магистрали имеет место колебательный процесс. Он характеризуется периодическим понижением и повышением давления. Весь этот процесс отличается быстротечностью и обуславливается упругими деформациями самой жидкости и стенок трубы. Жуковским было доказано, что скорость, с которой осуществляется распространение волны, находится в прямой пропорциональной зависимости от сжимаемости воды. Также значение имеет величина деформации стенок трубы. Она определяется модулем упругости материала. Скорость волны зависит и от диаметра трубопровода. Резкий скачок давления не может возникнуть в магистрали, наполненной газом, поскольку он достаточно легко сжимается.

Ход процесса

В автономной системе водяного снабжения, например загородного дома, для создания давления в магистрали может использоваться скважинный насос. возникает при внезапном прекращении потребления жидкости - при перекрытии крана. Водяной поток, совершавший движение по магистрали, неспособен останавливаться мгновенно. Столб жидкости по инерции врезается в водопроводный "тупик", который образовался при закрытии крана. От гидравлического удара реле в данном случае не спасает. Оно только лишь реагирует на скачок, отключая насос после того, как будет перекрыт кран, а давление превысит максимальное значение. Выключение, как и остановка водяного потока, не осуществляется мгновенно.

Примеры

Можно рассмотреть трубопровод с постоянным напором и движением жидкости, имеющим постоянный характер, в котором был резко закрыт клапан или внезапно перекрыта задвижка. В скважинной системе водоснабжения, как правило, гидравлический удар возникает в случае, когда обратный затворный элемент располагается выше, чем статический уровень воды (на 9 метров и более), либо имеет утечку, в то время как находящийся выше следующий клапан удерживает давление. И в том, и в другом случае имеет место частичное разряжение. В следующем пуске насоса протекающая с высокой скоростью вода будет заполнять вакуум. Жидкость соударяется с закрытым обратным клапаном и потоком над ним, провоцируя скачок давления. В результате происходит гидроудар. Он способствует не только образованию трещин и разрушению соединений. При возникновении скачка давления повреждается насос или электродвигатель (а иногда и оба элемента сразу). Такое явление может возникнуть в системах объемного гидравлического привода, когда применяется золотниковый распределитель. При перекрытии золотником одного из каналов нагнетания жидкости возникают процессы, описанные выше.

Защита от гидравлических ударов

Сила скачка будет зависеть от скорости потока до и после перекрытия магистрали. Чем интенсивнее движение, тем сильнее удар при внезапной остановке. Скорость самого потока будет зависеть от диаметра магистрали. Чем больше сечение, тем слабее движение жидкости. Из этого можно сделать вывод о том, что использование крупных трубопроводов снижает вероятность гидроудара или ослабляет его. Еще один способ заключается в увеличении продолжительности перекрытия водопровода либо включения насоса. Для осуществления постепенного перекрытия трубы используются запорные элементы вентильного типа. Специально для насосов применяются комплекты по плавному пуску. Они позволяют не только избежать гидроудара в процессе включения, но и существенно увеличивают эксплуатационный срок насоса.

Компенсаторы

Третий вариант защиты предполагает применение демпферного устройства. Оно представляет собой мембранный расширительный бак, который способен "гасить" возникающие скачки давления. Компенсаторы гидравлического удара работают по определенному принципу. Он заключается в том, что в процессе увеличения давления происходит перемещение поршня жидкостью и сжатие упругого элемента (пружины или воздуха). В результате ударный процесс трансформируется в колебательный. Благодаря рассеиванию энергии последний затухает достаточно быстро без существенного повышения давления. Компенсатор применяют в линии наполнения. Его заряжают сжатым воздухом при давлении 0,8-1,0 МПа. Расчет производится приближенно, в соответствии с условиями поглощения энергии движущего столба воды от наполнительного бака или аккумулятора до компенсатора.

Работа компрессора в режиме влажного хода в отдельных случаях может привести к гидравлическому удару .

Могут быть вызваны поступлением в цилиндр компрессора жидкого хладагента, паров повышенного влагосодержания (при их сжатии в цилиндрах влажный пар превращается в жидкость или смеси масла с хладагентом). Чаще всего это происходит из-за несовершенства охлаждающих систем, а также из-за нарушения режимов эксплуатации.

Основной причиной поступления жидкого хладагента в компрессор является неправильное регулирование подачи его в отделитель жидкости . Обычно кратность циркуляции хладагента n>1. Чтобы избежать неправильного регулирования подачи жидкости, необходимо уровень поддерживать постоянным. Для этого на отделителях жидкости устанавливают указатели уровня, а иногда поплавковые регулирующие вентили. При переменном тепловом потоке установка этих приборов не исключает возможности поступления жидкости из отделителя в компрессор. С повышением величины теплового потока в камерах происходит выброс части жидкости из батарей в отделитель жидкости . Уровень ее в отделителе повышается, поплавковый вентиль прекращает подачу жидкости из , а жидкость в отделитель может продолжать поступать из батарей, что и приводит к гидравлическим ударам.

Отделитель жидкости , чтобы избежать его переполнения, соединяют с ресивером трубой перелива, а запорный вентиль на пломбируют в открытом состоянии. Это приводит к необходимости установки ресиверов повышенного объема.

Причиной поступления жидкого хладагента в компрессор может быть и уменьшение плотности парожидкостной смеси в батареях при повышении теплового потока в камерах. Чем больше удельный тепловой поток, тем выше паросодержание в парожидкостной смеси, заполняющей батареи. В камерах с нестационарным тепловым режимом изменение заполнения батарей жидким аммиаком происходит непрерывно. Повышение теплового потока сопровождается интенсивным и приводит к уменьшению плотности парожидкостной смеси в батареях. К таким же последствиям приводит и резкое снижение давления в системе, при котором пар выделяется во всей толще жидкости, вызывая ее взбухание, переполнение батарей и других сосудов . Это наблюдается при включении в систему дополнительных компрессоров, а также при включении части потребителей холода.

Чтобы исключить подобные явления, необходимо осуществлять плавный переход от одного давления к другому, а потребителей холода подключать постепенно или останавливать компрессоры при включении или выключении потребителей холода.

Жидкость в компрессор может поступать также из всасывающих трубопроводов, если в них есть участки, способствующие выделению жидкости из пара, особенно при нижней разводке трубопроводов. Сечение коллекторов бывает обычно больше, чем сечение основного трубопровода. Поэтому в них постепенно собирается жидкость, которая с течением времени уменьшает сечение прохода пара. При этом увеличивается скорость пара в них, что и приводит к уносу жидкости в компрессор и гидравлическому удару. Удалять жидкость из коллекторов трудно, так как они изолированы и происходит медленно.

При работе с открытым пламенем горючего газа работник подвергается риску пострадать из-за воспламенения горелки или других элементов оборудования. Обратный удар при резке металла сопровождается резким хлопком, дымом из мундштука и прекращением (продолжением) горения. Чтобы избежать этого явления, необходимо проверить оборудование и при необходимости уменьшить величину отверстия подачи газа в горелке или снизить объем кислорода в смеси.

Что такое — обратный удар

Обратным ударом называется процесс горения газа по направлению, противоположному перемещению струи. Скорость сгорания выше скорости истечения, огонь перемещается в мундштук, рукава или баллон.

Важно знать, как происходит обратный удар при резке металла. Всегда слышен хлопок, потом:

• пламя горелки гаснет, появляется черный дым из мундштука;
• пламя горит, слышно еще несколько хлопков;
• горелка гаснет, дым отсутствует.

Наиболее опасен последний вариант, так как может случиться взрыв.

После первого хлопка нужно перекрыть подачу кислорода и газа. Обязательна проверка давления в баллонах. После того, как горелка охладилась, ее необходимо почистить. Если хлопков несколько, следует осмотреть шланги, проверить герметичность соединений. После окончания всех манипуляций можно повторно зажечь горелку.

Причины возникновения

Причин возникновения обратного удара при резке металла несколько:

• ошибки при регулировке объемов подачи газа и кислорода;
• неправильный подбор пропорций смеси;
• перегрев мундштука, провоцирующий воспламенение газа;
• накопление в мундштуке сора, повышающего давление потока;
• нечаянное прикосновение к мундштуку, перекрывающее отверстие;
• переохлаждение редуктора;
• засорение инжектора;
• пустой баллон кислорода.

Это значит, что основная причина обратного удара – увеличение давления кислорода до уровня, превышающего пропускную способность горелки, или снижение из-за утечки или пустого кислородного баллона.

Причины аварий проще предотвратить, чем последствия. Поэтому работая с газом, необходимо:

• затянуть соединения и проверить герметичность обмыливанием;
• в процессе эксплуатации соблюдать правила, установленные Гостехнадзором;
• перемещать баллоны на специальных тележках;
• предотвратить удары баллонов друг о друга;
• закрепить баллоны и отделить барьером, предотвращающим удары и попадание искр;
• закрытые рабочие помещения оснастить качественной вентиляцией;
• не хранить емкости с газом вместе с емкостями с кислородом;
• запасные баллоны хранить в отдельном помещении;
• не допускать попадания на баллоны жиров и масел;
• не греть металл газом без примеси кислорода.

Важно так же каждые 5 лет проводить освидетельствование баллонов.

Последствия обратного удар

Обратный удар при резке металла пропановым резаком может разорвать шланг, редуктор, баллон, выводя оборудование из строя. Но самые страшные последствия: ожоги, травмы, человеческие жертвы.

Чтобы обезопасить работников, необходимо на горелку или редуктор установить клапан. Существуют 2 вида этих устройств: для горючих газов и кислорода. Принцип работы простой. Пламя, проникшее в рукав или горелку, гасится специальным веществом. Потоки кислорода и газа перекрывает запорная пружина.

Чтобы не страдать от обратного удара, необходимо соблюдать технику безопасности и принять дополнительные меры, позволяющие обезопасить работников. Покупка и монтаж клапанов экономически выгоднее, чем восстановление испорченного или взорвавшегося оборудования. А травмы или потерю жизни никакими деньгами не возместить.