面向人体热反应计算的加热服装热湿传递模型

服装热湿传递数值模型是评估服装保暖防护性能、计算人体和环境的热湿传递以及评价人员冷暴露安全的重要工具。现有模型主要关注传统的被动保暖服装,针对主动加热服装的模型研究较少,且仅考虑织物层面,不能用于人体实际穿着服装中热反应计算的模拟。该文构建了适用于与人体热生理反应模型耦合计算的主动加热服装多层热湿传递模型。基于被动保暖服装模型,考虑电加热、相变材料(PCM)、吸湿发热等主动加热技术的产热传热机理,建立了适用于主动加热服装的热湿传递通用模型。针对最为普及的电加热服装,进一步考虑服装结构、辐射传热、分区与横向传热的特性,对模型进行优化改进,建立了适用于电加热服装的改进模型。与实验数据对比表明：所建立的通用模型和电加热服装改进模型对局部皮肤温度的预测误差分别不超过0.58℃和0.47℃,具有较好的准确度。所建立的模型可应用于低温暴露场景中穿着主动加热服装的人体热安全及服装防护性能评价,为公共安全以及环境工效学领域的人员防护、应急管理和防护装备研发提供参考。     

建筑构件内热湿耦合过程分析中的传递函数解析法

建立了建筑构件内耦合的传热传湿动态数学模型，鉴于材料吸湿在传热传湿相互作用中的重要性，在能量方程中考虑湿度梯度作为热源或热汇，在质量方程中把温度梯度作为湿源或湿汇。首次提出用传递函数分析方法研究建筑构件内的热湿耦合过程，并以玻璃纤维板为例应用该方法进行了热湿耦合过程的分析计算，得到了板内温度和含湿量的动态分布特性。计算结果和实测值吻合较好，表明本建立的数学模型和求解方法合理可信。     

服装热湿舒适性和材料的热湿传递特性(摘要)

服装的热湿舒适性是指人体着装后在不同的气候环境中,人体与环境间不断进行热湿能量交换,在这种能量交换达到平衡时,人体感到既不冷又不热,既不闷又不湿的舒适满意的一种性能。服装在热湿能量交换中起着重要的调节作用,随着服装调节作用的进行,经过物理。生理、心理等因素的相互复杂作用,使人体处在感到舒适满意的热湿平衡中。在这种状态下,人的各种器官才能处于正常生理状态,才能进行正常的工作和生活。服装热湿舒适性是人、服装、环境之间的生物热力学的综合平衡,是环境气候条件、人体活动水平、服装款式和服装材料性能等多种因素的综合协调。其中构成服装的物质基础——服装材料的热湿传递特性是影响服装舒适性的重要因素。本文以人体为基本出发点,通过对人体生理——服装功能——环境气候之间关系的分析,探讨了服装热湿舒适性的形成机理,并就服装材料的热湿传递特性及其对服装热湿舒适性的影响进行了讨论。     

影响服装穿着舒适性的各因素分析

通过实验和理论分析，以服装微小气候为对象，讨论了服装材料、服装和皮肤之间的空气层厚度对服装穿着什么性的影响。简要介绍了服装开口度的影响，并对湿扩散系数这一物理量进行了新的诠释，得到了一些规律，对于服装的舒适性设计有一定意义。     

织物结构参数对人体热响应影响数值分析

针对着装人体的热、湿舒适性问题,联合改进的25节点人体热调节模型和服装热湿耦合模型,模拟了人、服装、环境系统的瞬态热、湿传递过程．人体模型中考虑了汗水积聚的影响;服装模型中考虑了水蒸汽扩散、液汗毛细传递和蒸发／凝结、纤维湿吸附／解析;针对不同厚度和孔隙率的服装比较了人体的热响应及服装温、湿度变化．数值分析表明,在高温高湿环境下穿厚度大、孔隙率小的服装较穿厚度小、孔隙率大的服装,皮肤温度、皮肤表面出汗率高,干热损失少．模拟结果可以为服装热、湿舒适性定量设计提供指导。     

织物传热传湿过程中热阻与湿阻的耦合研究

在人体通过衣服向外界的热湿传递过程中，织物的显热和潜热传递会彼此影响，一方面，织物中水汽的变化会引起织物物性参数的改变，因而会改变织物的传热传湿过程，另一方面，织物中水汽的凝结（或蒸发）会释放（或吸收）热量，这又将改变织物中的温度分布，影响到显热传递，上述变化是一个耦合的过程，织物的热阻和湿阻会因为彼此的改变而改变。本文对这种耦合现象进行了数学模型分析，并对一些影响因素进行了分析和讨论。     

功能性三维服装CAD中的数值人体模型

讨论了构造三维着装人体模型对计算过程复杂度的影响及所遇到的技术难点,并以着装状态下服装热、湿舒适性分析预测为例,通过模拟"人体-服装-环境"之间的动态热湿交换来预测系统内相关温度与湿度的动态分布.     

微小气候热湿传递过程的仿真分析

将微小气候热湿传递机理模型及数值分析方法应用于人体—服装—环境这一系统的热湿传递动态过程，通过计算机仿真分析了各种特性参数对微小气候温度场和水蒸汽分压场的影响。     

低Da数多孔填料床的热湿迁移特性

根据多孔介质的孔隙及颗粒的大小和多孔腔内水分的静态分布特性，将封闭腔内含湿多孔介质的流动与传热划分为低Ｄａ数与高Ｄａ数两类流动问题。同时采用二维无量纲非稳态模型对低Ｄａ数封闭多孔腔内的热湿迁移特性进行了数值模拟，分析了低Ｄａ数多孔床的传热特性及内部湿分的迁移规律。     

两侧结构不同的织物传热传湿性能方向性差异的研究

研究织物的接触阻抗理论。以典型的两侧结构不同的丝绒织物为主要研究对象,用织物微气候仪Ⅱ型进行测试。本文设计了包括正面、反面、单层、双层等九种方案,对其传热传湿性的结果进行数学处理,并对丝绒织物正、反面的传热湿性进行了定量描述。     

织物热湿传递性能研究

本文研究了织物热湿传递性能,试制了测试织物热湿传递的装置,并由该装置测试了若干织物热湿传递性能,据此得出、该装置的原理是可行的,能够反映出织物热湿传递的瞬态与稳态特性,并能区分不同织物的热湿传递性能。     

Moisture Absorption, Mass Loss and Evaporative Resistance of Clothing in Transient Condition

The water vapour resistance of clothing ensembles is not as commonly determined as dry thermal insulation. The measurement techniques are more complicated and the measurement values differ among laboratories. Due to complicated moisture transfer process through clothing ensemble, the moisture absorbed and evaporated varies in transient and steady state phases depending on properties, thickness of clothing, and environmental conditions. The purpose of this study was to measure moisture gain inside hygroscopic underwear, and hydrophobic and permeable outer wear as a function of time, to investigate mass loss from ＂skin＂ as well as from the manikin, to quantify evaporative heat loss and total heat loss from the manikin, and to determine water vaponr resistance of clothing. Manikin Tore was used by wearing wet ＂skin＂ to simulate sweating condition. Moisture content in the inner garment gain shows an exponential relation against time. Moisture in the outer permeable layer shows little gain. On the contrary, mass loss directly from the wet skin decreases exponentially. The mass loss from the manikin is relatively stable throughout three test phases. The evaporative heat loss is about 2/3 of the total heat loss from the sweating manikin. While measuring the evaporative resistance of clothing ensembles with hygroscopic inner garment and permeable outer garment, unlike to measure ensembles with impermeable outer layer, one hour measurement time is enough to get relatively stable results. The variation between the 1^rt hour and the 3^nd hour is less than 5%. The length of transient period and measurement time is dependent on the permeability, thickness of clothing ensembles and environmental conditions.     

热管空气预热器改造设计,制造及使用分析

通过在含尘烟气流环境下工作特性的分析,指出发展锅炉热管空气预热器研究的意义。在热管研制中探索了解决工质－管材相容性问题的综合措施及动态蒸汽钝化方法;探讨了热管传热性能的分析计算。换热器的整体设计以传热负荷和允许阻力为目标函数进行各种方案的优化选择。     

基于正交试验和Fluent的管翅式换热器结构优化

通过正交试验和数值模拟相结合的方法研究平直翅片管式换热器的换热和流阻特性,以换热系数和压降作为评价指标,用逐个分析各参数对换热和流阻特性的影响以及综合换热评价指标两种评价方法实现对换热器风机风量、翅片间距、厚度和管横纵向间距的优化。结果表明：翅片间距对压降影响最大,管纵向间距对空气侧换热系数影响最大;一种优化组合为风机风量1 450 m³/h、翅片间距2.4 mm、翅片厚度0.38 mm、管横向间距28 mm和纵向间距15 mm,另一种优化组合为风机风量1 700 m³/h、翅片间距2.4 mm、翅片厚度0.38 mm、管横向间距28 mm、纵向间距21 mm;使用优化换热器的冰淇淋机的换热能力比原设备分别提高了5.73%和6.85%。     

斜向冲刷圆管束的传热与流阻特性

对空气斜向冲刷圆管束时的管外传热系数与流动阻力进行了实验研究,并对实验结果作了分析,给出了实验条件下的传热与流阻关联式,为斜向冲刷圆管束设计提供了数据依据。实验结果表明,斜向冲刷圆管束比横向冲刷时具有更好的综合传热效果。     

Dimension Analysis of Air Layer Confined Underclothing

This study investigates the influence of air layer confinedunderwear on the heat and mass transfer of body-fabric-environment system. For a simple,a single-layer fabric in cotton is modeled.The study focuses on under-standing the combined effect of convection,radiation and evaporation in thermal comfort condition.Based on the-oretical analysis,both sensible heat flux and latent heat flux have been mathematically modeled and quantified for different thickness of underclothing air layer.Thenumerical results have been compared with experimental     

圆形钢串片散热器的自然对流换热研究及优化

对圆形钢串叶散热器自然对流换热的规律进行了试验研究。通过对试验数据的分析整埋得到肋壁局部换热系数的分布和肋壁平均换热系数与结构尺寸之间的经验公式，并得到自然对流换热的准则方程。用多吕标数学规划的方法得出了钢串片散热器的最佳结构尺寸。     

换热器两侧表面最佳匹配的一般化推导

从换热器的传热方程和投资费用方程出发,在各种不同给定条件下,采用函数求极导出换热器两侧换热表面的最佳匹配准则关系式.在考虑投资费用前提下两侧换热表面的选择应遵循的不等效匹配原则.此外,还针对两侧助化的情况推导出最佳匹配关系式     

DEVELOPMENT OF AN APPARATUS FOR MEASURING HEAT TRANSFER PROPERTIES OF CLOTHING MATERIALS

In this paper an apparatus for measuring heat transfer properties of clothing materials is re-ported.In comparison with the similar device based on constant temperature method and em-ploying a hot plate,the characteristics of this apparatus are as follows.(1)By using microcomputer as its testing control and data processing center,the testingfunction is strengthened,while much more information can be achieved.(2)By using numerical PID control technique supported with software,the informationabout the transient heat transfer properties of clothing materials can be obtained,while the costlowered.In this paper a brief evaluation of the apparatus is also reported.It shows that its accuracyand repeatability reaches the level of similar commercial device,so to some extent the apparatusis practical.