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 ℃。     

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。     

低温复合条件下救灾帐篷环境适应性试验与评价

目的研究救灾帐篷性能受恶劣环境的影响。方法建立多灾复合环境试验平台,利用其平台开展救灾帐篷不同工况下的试验研究,探究不同环境下救灾帐篷内部热环境分布和保温性能的变化。结果帐篷内部热环境分层现象只发生在温度上升阶段,而在附加风载后,分层现象减弱,在下降阶段,各内表面温度变化情况表现基本一致,当附加雪载环境温度低于–10℃时,救灾帐篷的保温性变差。利用价值函数法建立了救灾帐篷耦合环境适应性评价指标体系,提出了风&低温、雨雪复合环境下救灾帐篷适应性评价方法,得出评价得分,并与试验结果相印证。结论低温复合环境下,帐篷内环境受外界影响较大,保温性能不佳,易出现“冷室效应”,应积极寻找新型材料改善帐篷在恶劣环境下的环境适应性。     

冷环境下基于暖体假人的帐篷内部热舒适性研究

为了解冷环境下帐篷内部温度变化规律和人员服装需求热阻(IREQ)及身体区域失温风险,以国标救灾帐篷和非标防疫棉帐篷为对象,利用暖体假人开展-10～10℃环境下试验,探究不同类型帐篷的保温性能,并利用经验公式评价人员在帐篷内热舒适性,根据服装热阻对人与环境换热过程的影响,分析暖体假人各部位温度变化情况及加热服对身体区域的改善效果。研究结果表明：国标救灾帐篷比非标防疫棉帐篷保温性能好,且温度越低两者相差越大;人在帐篷内部的热舒适性随温度降低而降低,其中,地板温度对人体局部不满意率影响较大;当服装热阻低于需求热阻时,暖体假人左前臂和右小腿温度下降幅度最大,分别为4.7和5.3℃,当打开加热服加热,服装覆盖区域温度明显上升;当环境温度降到-10℃,即使打开45℃加热档位暖体假人各区域温度仍出现明显下降,其中暖体假人左前臂下降5.3℃,右前臂下降6.5℃左右。     

复合灾害条件下可燃气体监测仪环境适应性评价

为研究可燃气体监测仪在高低温、风雨雪冰冻耦合等复合情况下的环境适应性,提出复合情况下可燃气体监测仪关键性能指标,建立环境适应性指标体系,突破传统灾害环境适应性试验平台性能单一的不足,模拟复合灾害环境,构建可燃气体监测仪试验平台,将甲烷作为典型的可燃气体,用可燃气体监测仪监测复合条件下的甲烷体积分数,采取层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)-价值函数法对可燃气体监测仪进行综合评价。结果表明：环境温度低于-20℃和高于60℃时,对可燃气体监测仪监测精度有较大影响,而复合环境相比单一环境对可燃气体监测仪影响大;ZNRQ200L型可燃气体监测仪环境适应性评价等级为优秀,与环境适应性试验结果中甲烷体积分数监测示值误差不超过1%相对应,证明评价体系合理、可行。