Предлагаю участникам форума расчёт температурного режима тела человека, умершего от переохлаждения в условиях, предположительно существовавших в ночь с 01 на 02 февраля 1959 года на Перевале, и в такой же примерно одежде. Целью расчёта является оценка времени, потребного на охлаждение и замерзание поверхностных тканей тела, и сравнение этого времени с временем формирования трупных пятен.
Коротко об используемой программе.
Это моя разработка. Она предназначена для моделирования методом конечных элементов нестационарного (изменяющегося во времени) процесса теплопереноса внутри двумерного массива. Программа позволяет рассчитывать в двумерной постановке неоднородные тела произвольной формы с учётом неоднородных изменяющихся во времени граничных условий, а также фазовых переходов (замерзания/оттаивания) фрагментов среды.
Алгоритм расчёта представляет пошаговое решение уравнения теплопроводности с неоднородными краевыми и начальными условиями (внешний поток тепловой энергии, эффективная поверхностная теплоизоляция), с переменными во времени параметрами теплоёмкости, теплопроводности, а также с учётом фазовых переходов (замерзание/оттаивание влаги).
Сценарий, положенный в основу расчёта, таков. Предполагается, что человек в одежде, соответствующей одежде туристов, лежит на поверхности снега, будучи частично погружённым в него. От действия холодных воздуха и снега тело человека охлаждается. В некоторый момент времени температура внутри тела опускается до 25С, что можно интерпретировать как смерть. В этот момент в трупе начинаются постмортальные процессы, в частности, образование трупных пятен. Скорость образования пятен в трупе, температура подкожных тканей которого уже к моменту смерти понизилась ниже +10С, уменьшается в 8-10 раз. Поэтому было бы интересно сравнить время охлаждения и замерзания трупа со временем появления и образования трупных пятен.
Исходные данные.
Тело условно представлено овалом (в поперечном разрезе) размерами 0.4 х 0.3 метра. Поверх тела имеется одежда. Тело частично погружено в снег.
Теплофизические параметры тела:
- влажность 90%,
- теплоёмкость "сухой" части тела 1200 Дж/кг/К,
- температура начала замерзания жидкости 0К,
- температура окончания замерзания жидкости -5К,
- теплоёмкость жидкой жидкости 4200 Дж/кг/К,
- теплоёмкость замерзшей жидкости 2200 Дж/кг/К,
- коэффициент теплопроводности "сухой" части тела 1.5 Вт/м/К/c,
- коэффициент теплопроводности жидкой жидкости 0.58 Вт/м/К/c,
- коэффициент теплопроводности замерзшей жидкости 2.38 Вт/м/К/c,
- начальная температура тела 30С,
- удельная теплота оттаивания 336000 Дж/кг.
Небольшое пояснение.
Тканевая жидкость и кровь замерзают не так, как вода. Сначала, при достижении температуры начала замерзания, тканевая жидкость теряет текучесть: образуется "кашица", которая при дальнейшем охлаждении густеет и при достижении температуры конца замерзания превращается в лёд.
Теплофизические параметры одежды:
- толщина 3 см (в запас, в реальности толщина наверняка была меньше),
- коэффициент теплопроводности 0.15 Вт/м/К/c (учитывая сложный состав одежды, взята некая усреднёная величина, учитывающая шерстяной свитер, хлопчатобумажную ковбойку, майку и верхнюю парусиновую одежду),
- влажность 0% (в запас, поскольку одежда, соприкасающаяся со снегом, наверняка намокла из-за таяния снега под телом),
- начальная температура одежды 20С,
Параметры снега:
- плотность 250 кг/куб.м,
- параметры теплоёмкости и теплопроводности приняты в соответствии с плотностью,
- начальная температура -15С.
Ветер 10 м/с.
Рис.00. Расчётная схема.
Расчётная модель предусматривает, что наружная температура воздуха понизилась до -30С, после чего началось охлаждение тела. Достижение внутренними тканями тела температуры 25С интерпретируется как момент смерти. Последующее охлаждение интерпретируется как охлаждение трупа.
Рис.0. Температурное поле в начальный момент времени.
Рис.1. Температурное поле спустя 3 часа. Условно можно считать, что такое распределение температуры в теле на момент смерти. Периферические ткани остыли примерно до +5С, ткани в глубине - примерно до +25С. Согласно Десятову, при температуре тканей +5С гипостаз (натёк) замедляется примерно в 8-10 раз.
Рис.2. Температурное поле спустя 6 часов. Периферические ткани остыли примерно до 0С - +2С, ткани в глубине - примерно до +10С. Ввиду спазма сосудов гипостаз прекратился. Охлаждение препятствует гемолизу эритроцитов, поэтому стаз не происходит.
Рис.3. Температурное поле спустя 9 часов. Периферические ткани остыли примерно до -2С, ткани в глубине - примерно до +2С. Тёмнозелёная "нулевая" изотерма показывает границу начала замерзания. Образование трупных пятен полностью прекратилось.
Рис.4. Температурное поле спустя 12 часов. Температура наружных тканей примерно -3С, внутренних - примерно +1С. Переходная зона постепенно увеличивается.
Рис.5. Температурное поле спустя 15 часов. Температура наружных тканей примерно -4С, внутренних - около 0С. Переходная зона продолжает увеличиваться.
Рис.6. Температурное поле спустя 18 часов. Процесс промерзания продолжается.
Рис.7. Температурное поле спустя 21 часа. Температура наружных тканей примерно -5С, появляются признаки оледенения (красная изотерма). Температура внутренних - около 0С. Талая зона практически исчезла.
Рис.8. Температурное поле спустя 24 часа. Температура наружных тканей ниже -5С, оледенение наружных тканей усиливается. Температура внутренних тканей - ниже 0С. Талая зона полностью исчезла.
Рис.9. Температурное поле спустя 27 часов. Толщина ледяной корки достигла примерно 3 см, снаружи тело полностью оледенело.
Рис.10. Температурное поле спустя 30 часов. На этом и последующих рисунках видно, что оледенение усиливается и постепенно охватывает всё тело.
Рис.11. Температурное поле спустя 33 часа.
Рис.12. Температурное поле спустя 36 часов.
Рис.13. Температурное поле спустя 39 часов.
Рис.14. Температурное поле спустя 42 часа.
Рис.15. Температурное поле спустя 45 часов.
Рис.16. Температурное поле спустя 48 часов.
Вывод.
Расчёт показал, что в момент смерти (3 часа с момента начала моделирования) поверхность тела охлаждается до температуры +5С. Согласно данным Десятова, скорость образования трупных пятен при такой температуре снижается в 8-10 раз. Спустя 3 часа после смерти (6 часов с момента начала моделирования), поверхность трупа охлаждается до 0С, поэтому образование трупных пятен (гипостаз) к этому моменту времени полностью прекращается. Таким образом, из-за быстрого охлаждения поверхностных тканей тела трупные пятна не успевают образоваться: гипостаз прекращается из-за повышения вязкости крови, спазма кровеносных сосудов и холодового спазма мышц. Стаз и имбибиция также не могут протекать в замерзшем теле.
Таким образом, те трупные пятна, которые описаны Возрождённым в акте СМЭ, это если их так можно назвать "ложные" трупные пятна, которые образовались уже в морге после размораживания трупов:
1. Оттаявшая кровь имеет повышенную текучесть из-за отсутствия эритроцитов, поэтому она легко пропитывает ткани.
2. Оттаявшие ткани (мышцы, сосуды и пр.) имеют микроповреждения, поэтому они относительно легкопроницаемы для плазмы с гемоглобином.
3. Ткани после оттаивания очень быстро загнивают.
Показательным примером являются трупные пятна Слободина. По намерзшему под его телом льду и его позе можно с уверенностью утверждать, что его труп был обнаружен именно в том положении, в каком его застала смерть, то есть лежащим животом лицом вниз. Тем не менее, в акте СМЭ сказано:
Трупные пятна синюшнокрасноватого цвета обильно расположены на задней поверхности шеи туловища и конечностей.
Таким образом, на примере трупа Слободина прекрасно видно, что при смерти от замерзания на морозе с ветром и при отсутствии верхней одежды темп замерзания трупа опережает темп образования трупных пятен, в результате расположение трупных пятен на теле в момент проведения СМЭ может не соответствовать положению тела в момент смерти.
Ещё одним показательным примером является труп Дубининой. В момент обнаружения он находился в наклонном положении лицом вниз. Если судить по "классическим" представлениям об образовании трупных пятен,они должны быть расположены на передней части тела и (или) на ногах. В действительности, СМЭ отметил:
Трупные пятна синюшно-серого цвета, расположенные обильно, на задней и боковой поверхностях шеи (нечётко-?), туловища и конечностей.
Таким образом, целых два примера иллюстрируют то, что трупные пятна не соответствуют "классическому" их положению, что может говорить только о том, что образовались они не сразу после смерти, а уже в морге, во время размораживания.
Последняя версия этой и других моих статей размещены на сайте
http://so-pro-mat.ru/, раздел "Дятловщина".