冷环境下化学加热和电加热服装舒适性能评价

本研究采用暖体假人研究了冷环境下化学加热和电加热服装的舒适性参数,包括:服装总热阻、有效加热功率和加热效率,并研究了两种不同风速对上述参数的影响,最后采用红外热像仪研究了各服装组合在其局部部位处的温度分布。研究结果表明,化学加热服装和电加热服装的总热阻均显著大于非加热服装;在0.4±0.1 m/s的风速下,化学加热服装的总热阻及化学加热片的有效加热功率均显著低于电加热服装,而在1.0±0.1 m/s的风速下两者没有显著差异。此外,化学加热片的加热效率低于电加热片,而化学加热服装的表面温度则高于电加热服装。     

常温条件下服装热阻测试方法研究

对常温环境条件下模拟低温环境用暖体假人测试服装热阻的实验技术进行了研究。通过提高假人皮肤温度的控制水平,适当提高皮肤温度与环境湿度的差值,只要保证△T在一定的范围内,常温与低温下热阻的测试结果就无明显差异。这样,常温条件下服装的热学性能实验就能代替低温条件下的测试实验,克服实验条件的限制,从而促进暖体假人测试技术的推广应用。     

服装热阻和湿阻的测量与计算

热阻和湿阻是影响服装热湿舒适性的两个重要参数,其测量方法对于研究和改善服装的热湿舒适性具有重要意义。本文介绍了面料和服装的热阻、湿阻的概念和测量方法,以一件连体型防静电无尘服为例,使用出汗暖体假人"Newton",对其热阻、湿阻进行测量,详细阐述了服装的局部到整体的热阻、湿阻的测量与计算,并分析了服装各个局部热阻、湿阻的特点。     

出汗假人在服装热湿舒适性中的测试与评价

服装热湿舒适性能的测评是服装实际使用之前的关键步骤,而出汗假人又是测试评价服装热湿舒适性的必要手段。因此,本文对出汗假人在服装热湿舒适性中测试指标、测试标准和方法等进行了综述,分析了出汗假人的测试特点,重点阐述了出汗假人测试方法的局限性。最后,本文还介绍了数值暖体假人的测试方法,对出汗假人测评服装热湿舒适性提出建议与展望。     

淋雨及不同温度条件对消防员防护服各部位热阻的影响

为了研究淋雨及不同温度条件对消防员防护服各部位热阻的影响，以消防防护服为研究对象，利用环境舱和暖体假人系统，在20 mm/h降雨强度和20~30 ℃的复合环境条件下，研究淋雨、不同温度复合环境对服装各部位热阻的影响。研究结果表明:淋雨过程中，服装热阻的变化趋势为先上升再下降最后趋于稳定；淋雨与不同温度复合环境会使得消防防护服热阻降低，其中影响较大的部位为上臂部、腹部、胸部、背部及臀部等。     

服装面积因子的测评

利用暖体假人测定服装热阻时,考虑到着装后服装外表面积变大导致的边界空气层变化对服装的基本或固有热阻的影响,需引入服装面积因子的概念。本文首先阐述了服装面积因子的定义和应用：接着从直接法和间接法两大方法归纳现有测评服装面积因子的研究：最后对服装面积因子与热阻间的关系做了详细论述。     

热湿舒适性研究中暖体假人的应用

世界上第一个暖体假人是在20世纪40年代由美国军队建造的，它是用铜管和金属片建造的无头、无脚的单段铜人。假人体内有一个中心加热器并用风扇将热量吹向其他区域。1942年．Belding与通用电器公司的工程师一起用电镀铜板建造了一个暖体假人．其内部用导线对假人表面均匀加热．手和脚的温度还可以单独控制。随着暖体假人的发展，多段暖体假人开始出现，目前大多数假人都可提供超过15个体段的独立控制。为了减少费用和重量，现代暖体假人还使用铝和塑料等材料，并采用数字校准技术使测量更加精确：后来又出现了坐姿及可运动的暖体假人和出汗假人。     

用暖体假人测定服装保暖量的标准化问题

论述了用干热暖体假人在恒温条件下测定服装热阻的标准化问题。为实现标准化,首先应该建立一个统一的考核指标体系,它包括准确度、重复精度和量程,同时还对影响测试结果的诸因素进行了讨论。     

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。     

极端温度下帐篷内部热环境适应性实验及模拟研究*

为揭示民用救灾帐篷热环境适应性变化规律,通过大尺度环境气候舱构建高温与低温环境,采用Ansys Fluent商用软件代码进行仿真验证,并对帐篷蓬围结构和内部热环境分布变化规律进行实验与数值模拟。研究结果表明:使用大尺度环境舱直接进行模拟帐篷内外热环境变化可行,其内部热环境变化规律与实验基本一致;帐篷特殊的篷围结构导致高温环境下帐篷内部温度高于外界,帐内人员头部和脚部温差可达5 ℃,低温环境下帐篷同一高度横向区域温度对称分布,在中心区域温度较低,边缘和中心温差近8 ℃。     

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。     

火灾节流过程参数变化时序及其影响因素的研究

巷道火灾节流过程中各物理参数变化时序是正确模拟非稳态火灾过程和救灾决策的基础。通过实际规模的火灾试验,三维布点,自动采集数据。研究揭示:节流发生的时段为着火初期燃料挥发分的快速释放和燃烧的数分钟以内;此时,烟温小于330℃,升温速率为138℃/min,耗氧速率为3.4%/min,阻力的响应速率为8.5Pa/min;着火分支节流函数的最小值为0.83,其入口风速滞后下降速率为1.67×10-3m/s2;温度峰滞后于氧气浓度谷点、节流函数最小点和阻力峰的时间分别为1.6min,4.2min和5.6min,使用温度峰值计算最大阻力的传统方法是错误的。提出了描述节流度的定量方法,并导出了影响节流效应的因素为系统和风机特性参数、火灾发生的位置、比燃料消耗速率、火风压和热阻的方向及增长速率。     

矿井通风热阻力数值模拟研究

矿井风流流经井下热水、干热岩、火灾地点等局部高温区域时,风流吸收热量使其内能增加,高温风流在巷道内流动时会产生热阻力。针对如何确定井下风流加热流动时巷道内热阻力的实测范围这一问题,通过理论推导与数值模拟的方法对巷道内热阻力分布情况进行分析。由压力场的模拟结果得出风流加热流动时,所产生的热阻力不仅存在于加热区,高温风流向加热区下风侧流动时热阻力仍然存在。模拟结果表明:对于水平等截面管道,风流流经加热区时,风流速压增加,加热区内风流的静压降幅大于全压降幅;流出加热区的风流向管道出口处流动时,高温风流不断克服阻力做功,并与管道内的新鲜风流、壁面进行热交换,风流温度逐渐下降,当测定区间为加热区入口至模拟管道出口时,风流的静压降幅与全压降幅近似相等。研究结果对井下巷道、隧道及实际工程应用中热阻力的分析与研究都具有重要价值。