نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگر دوره فوق دکترا، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس

3 استادیار، گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی شیراز

10.22041/ijbme.2010.13373

چکیده

در اغلب مدل های پاسخ حرارتی بدن، مدلسازی بر اساس پارامترهای فردی و محیطی انجام می گیرد و تاثیر برخی از پارامترهای فرعی نظیر صرف غذا در این مدلسازی ها لحاظ نمی شود. این در حالیست که نتایج برخی تحقیقات نشان می دهد که صرف غذاهای سرد و گرم اثر قابل ملاحظه ای بر شرایط حرارتی بدن دارد. در این تحقیق پاسخ حرارتی بدن در شرایط گذرا تحت تاثیر صرف غذاهای سرد و گرم مدلسازی شده است. بدین منظور با افزودن ترمی به مدل ناپایای گایج سعی شده است تا پاسخ حرارتی بدن در مقابل صرف غذای سرد یا گرم در شرایط مختلف محیطی مورد بررسی قرار گیرد. این بررسی ها برای سه حالت حرارتی مختلف بدن (گرم، خنثی و سرد) در شرایط گوناگون صرف غذا انجام شده است. نتایج نشان می دهد که در بازه زمانی صرف غذا و حتی مدتی پس از آن، از اثرات غذای صرف شده بر شرایط حرارتی بدن نمی توان صرف نظر نمود. به طوری که احساس افراد در شرایط حرارتی خنثی نسبت به صرف غذاهای گرم بیشتر از غذاهای سرد متاثر می شود. صرف غذاهای گرم می تواند احساس حرارتی افراد را از حالت خنثی به حالت احساس گرما تغییر دهد. در حالی که صرف غذاهای سرد نمی تواند تغییر چشمگیری بر احساس حرارتی افراد و خروج آن از منطقه خنثی داشته باشد. همچنین معلوم شد که صرف غذای سرد دمای مرکز بدن را بیشتر تحت تاثیر قرار می دهد، در حالی که صرف غذای گرم بر دمای پوست اثر بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Thermal Response Modeling Of Human Body Under The Influence Of Eating Cold Or Hot Food

نویسندگان [English]

  • Seyed Alireza Zolfaghari 1
  • Mehdi Maerefat 2
  • Amir Omidvar 3

1 Postdoctoral Researcher, Energy Conversion Group, Department of Mechanical Engineering, School of Engineering, Tarbiat Modares University

2 Associate Professor, Energy Conversion Group, Department of Mechanical Engineering, School of Engineering, Tarbiat Modares University

3 Assistant Professor, Energy Conversion Group, Department of Aerospace and Mechanical Engineering,Shiraz University of Technology

چکیده [English]

Generally, most of the human thermal response models are dependent upon a narrow range of personal/environmental parameters. In other words, the effects of other parameters such as eating foods are not considered in these models. On the other hand, previous studies have indicated that the overall thermal condition of the body can be significantly affected by eating cold or hot foods. In the present study, the time-dependent thermal response of the human body is simulated with considering the effect of eating hot/cold food. This simulation is performed by adding an extra term to Gagge’s transient model. In this study, three thermal conditions of the human body (hot, neutral and cold) are considered and the effects of eating hot/cold food are investigated under the mentioned conditions. Results indicate that the effects of eating hot or cold food are not negligible during the eating time and also in a period of time after that. At the neutral condition, the human thermal sensation is more sensitive to hot food than to cold ones. Eating hot food changes the body thermal sensation from neutral to hot. But, eating cold food would not make significant changes in the thermal sensation of the body. Results also show that cold food changes the body core temperature more than hot food. While hot food influences the skin temperature significantly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermal Response
  • Human Body
  • Hot/Cold Food
  • Thermal comfort

[1]     Jones B.W., Capabilities and limitations of thermal models for use in thermal comfort standards, Energy and Buildings, 2002; 34: 653-659.

[2]     Fanger P.O., Thermal comfort analysis and application in environmental engineering, USA (New York): McGraw-Hill; 1970: 19-67.

[3]     Gagge A.P., Stolwijk J.A.J., Nishi Y., An effective temperature scale based on a simple model of human physiological regulatory response, ASHRAE Transactions, 1997; 77 (1): 247-262.

[4]     ASHRAE; ASHRAE Fundamentals Handbook (SI); USA (Atlanta): American Society of Heating, Refrigerating, and Air conditioning Engineers Inc; 2001: 8.1-8.29.

[5]     Höppe P.R., Heat balance modeling, Experientia, 1993; 49: 741-746.

[6]     ذوالفقاری سید علیرضا، معرفت مهدی، امیدوار امیر؛ مدلسازی و تحلیل پاسخ حرارتی بدن انسان در برابر تابش های شدت بالا؛ شانزدهمین کنفرانس بین‌المللی مهندسی مکانیک، کرمان، اردیبهشت 1387.

[7]     ذوالفقاری سید علیرضا، معرفت مهدی؛ مدلسازی و تحلیل ناپایای پاسخ حرارتی بدن انسان در هنگام خواب؛ هفدهمین کنفرانس بین‌المللی مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1388.

[8]     ذوالفقاری سید علیرضا، معرفت مهدی؛ ارائه مدلی جدید به منظور ارزیابی احساس حرارتی افراد در هنگام خواب؛ هفدهمین کنفرانس بین‌المللی مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1388.

[9]     Zolfaghari A., Maerefat M., A new simplified model for evaluating non-uniform thermal sensation caused by wearing clothing, Building and Environment, 2010; 45: 776-783.

[10] Imre L., Bitai A., Horvath C.D., Banhidi L., Pammer Z., Thermal analysis of human body clothing environment system, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1988; 25: 357- 371.

[11] Stolwijk J.A.J., A mathematical model of physiological temperature regulation in man, USA (Washington, DC): National Aeronautics and Space Administration, 1971; NASA contractor report, NASA CR-1855).

[12] Yigit A., Combining thermal comfort models, ASHRAE Transaction, 1999; 105 (1):149-158.

[13] Kaynakli O., Unver U., Kilic M., Evaluating thermal environments for sitting and standing posture, International Communications in Heat and Mass Transfer, 2003; 30 (8): 1179-1188.

[14] Kaynakli O., Kilic M., Investigation of indoor thermal comfort under transient conditions, Building and Environment, 2005; 40:165-174.

[15] Stolwijk J.A.J., Hardy J.D., Temperature regulation in man-a theoretical study, Gesamate Physiology, 1966; 291: 129-162.

[16] Huizenga C., Zhang H., Arens E., A model of human physiology and comfort for assessing complex thermal environments, Building and Environment, 2001; 36: 691-699.

[17] Gordon R.G., Roemer R.B., Horvath S.M., A mathematical model of the human temperature regulatory system-transient cold exposure response, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 1976; 23 (6): 434-444.

[18] Ferreira M.S., Yanagihara J.I., A transient three dimensional heat transfer model of the human body, International Communications in Heat and Mass Transfer, 2009; 36 (7): 718-724.

[19] Stolwijk J.A.J, Hardy J.D., Partitional calorimetric studies of responses of man to thermal transients, Journal of Applied Physiology, 1966; 21(3): 967-977.