人体降温服在矿井热环境中的应用综述

降温服是一种应用于高温环境条件下的个体防护设备。根据深矿井热害治理需求,提出用人体降温服对人体直接降温的个体防护方法。结合降温服的降温原理和分类,对个体降温服国内外研究现状及其在矿井热害治理中的可能应用进行了综述和评价分析。为在深矿井热害治理中有针对性的研究、设计和应用矿用人体降温服提供参考。     

降温服对防刺服热湿传递影响的试验研究

为定量研究防刺服(SRBA)的热湿传递性能,改善防刺服的热舒适,采用暖体假人试验测量分析不同温度(25、30和40℃)和湿度(40%,55%,70%)下,降温服、防刺服以及两者叠穿时的热阻和湿阻及其变化特征。发现3个温度下3种着装的热阻变化为防刺服降温服与防刺服叠穿降温服,湿阻则在30℃以上遵循这一特征。温度越高,降温服对防刺服的传热效率影响越大,热阻最高可降低46. 75%,湿阻最高可降低82. 97%。结果表明:在较高环境温度下(30℃以上),降温服可有效降低防刺服的热阻和湿阻,提高防刺服的热湿传递效率。降温服对防刺服的热湿传递影响特征随环境温度、湿度和设计特性而改变。     

高温环境下降温服对消防员热反应的影响

为了降低消防员热应激水平,提升消防救援作业效率,研究高温环境条件下降温服对消防员热生理调节的影响。在高温环境中(35℃)中,设置基础服装(短袖和短裤)、防护服(基础服装和防护服)、降温服(基础服装、防护服及降温服)等3个工况,分别测量受试者在运动及休息阶段典型的热生理参数。结果表明:相对于基础服装而言,防护服导致受试者皮肤温度、核心温度、心率、出汗速率大幅增加,且降低了汗液蒸发率;降温服能够有效抑制穿着防护服情况下的皮肤温度、核心温度、心率和出汗速率的升高,但会进一步降低汗液蒸发率;此外,降温服的冷却效果随着时间增加而降低,工作时间超过40 min后降温服的降温作用几乎消失,甚至会加重人体热生理负担。     

矿用降温服的研制及热舒适性研究

矿用降温服的研制与应用对于解决矿山人员的防暑降温具有重要意义。本文介绍了矿用降温服的工作原理及设计方案,并对矿用降温服的热舒适性进行理论研究和现场试验。结果表明:矿用降温服所采用蓄冷材料的相变温度为-4.6℃,相变潜热为255.1J/g。该矿用降温服具有良好的降温效果和热舒性。     

屏蔽服冷却系统对人体表面温度影响的研究*

为科学有效地论证多种方式组合的冷却屏蔽服在不同环境条件下对人体表面温度控制的效果,需要对冷却系统及人体敏感部位发热量进行客观评估。通过对5名健康男性的高温测试,探究人体在不同环境温度下体表温度的变化,得出胸部、背部及额头为热量最高部位,并构建以“人体-降温屏蔽服-外界环境”为主体的冷却系统数值模型,对不同环境中的屏蔽服冷却效果展开研究,分析穿戴冷却屏蔽服时人体躯干部分的温度分布及影响。结果表明:在屏蔽服中靠近胸部、背部部位引入相变材料和风扇,均可帮助人体降低体温,提高舒适度。     

换气式降温服的实验评价研究

利用出汗暖体假人Walter对换气式降温服的冷却性能进行评价,通过穿着降温服前后对假人皮表温度、衣内湿度、输出功率测试数据对比,结果表明在环境温度40℃以下相对湿度55%的条件下,穿着降温服皮表温度维持在36℃,衣内相对湿度维持在60%左右,制冷量在100w～170w,能够满足工作人员从事中等体力型活动,具有很好的应用价值。     

冷循环便携式半导体降温服设计及制冷性能分析

为缓解高温环境下劳动人员面临的热害问题,设计1种利用半导体制冷片作为制冷源的便携式冷循环降温服,并在高温环境下测试其降温性能.结果表明:在总电源功率100 W、环境温度30℃的情况下,运行12 min后,制冷水温度降低至15.7℃.降温服稳定运行状态下制冷功率为340.4 W.系统运行环境温度对制冷系统的制冷性能有显著...     

矿用降温安全帽降温性能实验研究

本文介绍了矿用降温安全帽的结构、工作原理及性能参数,并在矿井热环境模拟实验室对其进行了降温性能实验研究。结果表明,在模拟矿井热环境下,该矿用降温安全帽具有低于环境温度的冷源,在一定时间内可以对人体头部持续降温,能够为矿工的防暑降温工作提供较好的实施方案。     

电弧防护服性能测试及影响因素研究

针对电力行业电弧引发的事故,电弧防护服相关标准开始制定并逐步完善。现有电弧防护性能的标准测试方法包括开弧测试和盒式测试,针对不同形式的电弧,测试方式仍在不断发展。电弧防护性能的最常用的衡量指标是电弧热性能值ATPV。对于不同工作场所电弧服的选择是基于对工作现场的危害评级。最后文章总结了电弧防护服性能影响因素的研究,包括电弧防护性、热湿舒适性和作业适应性。未来的电弧防护服的开发会朝向更安全、低成本、更舒适的方向进行。     

热防护服降温效果评价指标与方法研究进展

热防护服对作业人员有隔热降温作用,可使其免受热应激反应影响。为考察防护服降温效果的有效性与稳定性,需对其进行安全评价。基于物理、生理、心理三大方向,概述了国内外热防护服降温效果的评价指标和方法,对各种评价方法的特点进行了分析。提出热防护服降温效果的评价可以从人体热反应机理研究、建立科学的综合评价体系两方面展开。     

新型组合式消防服热防护性能分析

本文对不同隔热层材料组成的消防服的热防护性能进行了实验测试与分析验证,评价了新型组合式消防服和传统组合式消防服的隔热性能优劣。结果表明以SiO2气凝胶材料为隔热层的新型组合式消防服的导热系数约为传统型的1/4,具有更显著的热防护效果。     

防护服热湿舒适性的研究进展

1前言 防护服是保护人体安全和健康,防止人体受到化学、物理和生物伤害的功能服装。防护服的一个基本要求是既要保证职业安全,又要使着装人体保持热湿舒适状态。这就需要防护服在职业防护与热湿舒适性之间找到一个平衡点。近年来,众多的研究者针对防护服的热湿舒适性能进行了深入研究,形成了许多评价防护服热湿舒适性能的研究方法。     

压缩空气对井下热环境的降温效果研究

压缩空气是矿山井下常用动力,它具有膨胀吸热的特性,因而可用于改善井下作业环境与气候条件。通过对矿井压缩空气吸热量的计算,分析了压气对井下热工作面的降温影响,并获得了压气与工作面降温效果的数学关系。还对井下采用压气降温进行了经济评价,指出了压气降温仍为我国深井局部降温的一种可供选择的好方法。     

非均匀热环境下热舒适评价的两种方法及其关键技术

针对非均匀热环境下乘员热舒适性的评价问题,提出当量温度评价指标(EQT)和当量均匀温度评价指标(EHT);完成这两种评价指标的关键技术在于如何进行流场的三维Navier-Stokes方程与人体的生物热方程之间的耦合迭代。在进行数值计算时发现:流场计算时人体皮肤表面给温度分布(即提D irichlet问题)、人体的生物热方程求解时给热流密度分布(即提Neumann问题),采用其边界条件的提法后,使得非均匀热环境下的流场与人体生物热方程之间的大迭代容易收敛和稳定。典型算例表明:对同一种物理问题,尽管两种评价下所得到的当量温度不同,但得出的评价效果是一致的,这就从侧面显示了这两种评价方法的一致性与有效性。     

消防服用织物材料热湿舒适性综合评价

为提高消防服的热湿舒适性能,减少消防员在灭火救援过程中的热应激反应,基于现有消防服用织物材料的物性参数和单项热湿舒适性指标,采用多元回归分析的方法综合评价消防服各层材料的热湿舒适性能,研究各外层材料的单项热湿舒适性指标与物性参数之间的关系。结果表明:以黑色芳砜伦为外层材料、Goretex为防水透气层材料、Nomex针刺毡为隔热层材料、Nomex/FR-VISCOSE(50%Nomex,50%阻燃黏胶)为舒适层材料的消防服热湿舒适性最好,并得出织物的吸湿速率常数、透湿率和干燥率与物性参数之间的显著多元回归模型。     

改性涂料安全帽降温性能及热舒适的优越性分析

为探究高温户外作业下改性涂料安全帽在我国不同地区的隔热降温效果差异，本文采用Fluent数值仿真技术结合我国4个不同地区(北京、广州、南京、西藏)的太阳辐射特性，对比研究了改性安全帽和普通安全帽的降温性能及热舒适性差异。结果表明：改性安全帽相比普通安全帽可使帽体表面温度降低10℃左右，同时帽内外部温差降低3～4℃，说明改性安全帽能够有效降低太阳辐射得热；对于4个不同地区，改性安全帽相比普通安全帽的帽内温度可降低5～7℃，并且当太阳辐射量大于1 200 W/m²时，改性安全帽的降温性能愈发显著。进一步研究发现，相比佩戴普通安全帽，佩戴改性安全帽可使人体TEQ指数降低7.6%～9.6%，说明佩戴改性安全帽能够扩大作业者可从事体力劳动的工作范围，可提高户外安全帽佩戴者的热舒适性。     

Outlast腈纶调温纺织品在消防服中的应用

本文介绍了Outlast腈纶调温纺织品的应用现状,分析了Outlast腈纶调温纺织品的动态热湿舒适性能,通过正交实验设计研究了Outlast腈纶调温纺织品经暂时阻燃整理后作为消防服舒适层与竹浆面料作为舒适层的综合热防护性能的差异.结果表明:Outlast腈纶调温纺织品具有优异的调温性能,热湿耦合作用下有效地加速了热湿的传递,将其作为消防服的舒适层具有应用可行性,并能有效地提高消防服的安全性和舒适度.     

基于人体皮肤热模型的热防护服评价方法研究

在热防护服热防护性能测试装置基础上,用自行研制的新型耐高温模拟皮肤传感器代替铜片热流计测量通过应急热防护服装面料的热流量,将热流量作为热波皮肤模型边界条件,得到人体皮肤表层下80μm处的温度值,从而得到一定条件下人体真实皮肤达到二级烧伤所需时间,用其评价热防护服用织物的热防护性能,并将热波皮肤模型(TWMBT)的测试值与Pennes模型以及铜片热流计的测试结果进行分析比较。采用热波皮肤模型分析织物层下的"皮肤"防热时间更接近实际皮肤达到二级烧伤时间值,可较为精确的量化织物热防护性能,为应急救援热防护服装的热设计提供理论依据。     

矿井压气等熵膨胀与节流膨胀降温效果对比研究

压缩空气是矿山井下常用动力,压气绝热膨胀能够吸收风流中的热量,因而可用于改善井下作业环境与气候条件。通过理论与实例分析比较高压气体等熵膨胀和节流膨胀温度随压力变化情况及降温效果,得出等熵膨胀原理更适合用于高温矿井或掘进面降温。通过分析压气与引入气流质量比对井下热工作面空气温度、湿度、含氧量的影响,得出压气等熵膨胀降温后矿井气候变化与压气百分比的数学关系式,并将关系式应用于实例中。以矿山具体实例分析了矿井采用压气等熵膨胀制冷后空气质量的变化以及采用压气制冷的成本。同时与冰制冷系统的效果与成本比较,得出选用压气制冷效果好、成本低,可为我国深井局部降温的一种可供选择的方法     

环境温湿度及风速对消防服热舒适属性影响的定量研究

为量化环境条件对消防服热舒适性能的影响,选取我国02式消防服,测量其在不同环境温度、湿度及风速条件下的热阻和湿阻并得出拟合公式;通过回归分析法分析环境条件对热阻和湿阻的影响,提出其对热阻和湿阻影响的数学模型。结果表明:风速对热阻和湿阻的影响较大,而环境温度和湿度对热阻及湿阻的影响较少;风速与整体热阻及整体湿阻呈负相关,而风速与固有热阻和固有湿阻呈正相关。该研究可为消防服热舒适性能测试及高性能防护装备研发提供理论指导。