高温环境中发汗暖体假人的热生理数值模型

在工业生产、安全防护等领域当中,研究在高温环境中人员与环境间的相互影响具有重要的意义。使用可以模拟人体发热、发汗的暖体假人,可开展人体与环境之间热湿交换模拟研究,以及开展高温环境服装防护性能测试。该文建立了一个基于20分区发汗暖体假人设备的多分区多层传热数值模型,通过实验等方式确定各分区的各项热物理参数,建立热平衡方程组,实现对假人在给定环境中的温度变化以及与服装相互作用的过程。将模型计算结果与实验测试数据对比验证其有效性,在常温和高温范围内的一致性良好。此数值模型可以作为开展高温环境中假人实验的前期计算工具,实现对温度变化和服装性能的快速预测。     

暖体假人裸体试验研究

暖体假人是研究服装舒适性的一个重要设备,表面空气隔热值是评价其性能的主要指标之一.通过对暖体假人多组裸体试验结果的分析,讨论了假人试验设备的测试精确度、重复精度及其影响因素,得出环境温度与空气隔热值之间的关系.     

暖体假人着装试验研究

通过对暖休假人着装试验结果的分析,定量评价了服装的隔热性能,探讨了环境因素对服装隔热值的影响,指出应用暖休假人测试服装隔热值具有较高的精度和分辨率,选择合理的试验方案是获得真实准确试验结果的基本保证.     

暖体出汗假人系统的研制

研制了一种新型的暖体出汗假人系统。从其系统构成、工作原理、本体构造、出汗模拟系统、技术实施效果等方面加以了介绍。     

基于暖体假人的热环境下人体安全评价

工业生产中的高温作业以及应急救援中的消防灭火等,对高温环境中的人体安全防护研究提出了需求。该文建立了将热生理反应理论计算与人体模拟实验相结合的高温环境人体安全评价方法。应用高温实验舱和红外热辐射板建立高温实验环境,应用理论模型实时计算出与热环境相对应的所需出汗率和体温的变化,应用NEWTON暖体假人模拟人体被动升温、显性出汗的交互过程。在热辐射温度为30~40℃的热环境中,研究人体体温、出汗率的变化,并从体温过高、出汗脱水两个角度判断人体所处的安全状态。结果表明,该方法能够模拟人体在高温环境下的热生理响应,并对人体安全情况作出评价。     

应用暖体假人测试服装热阻

服装热工性能的实验研究在国外开展得较早也较深入，研究手段也是多种多样．近年来暖体假人已开始用于成套服装的热工性能研究．文中探讨了在国内应用暖体假人的途径和方法，分析了暖体假人用于服装热阻测试的原理和相关条件，指出用暖体假人测试服装热阻是一种可靠而简便的方法．     

基于暖体假人实验的防刺服热阻和湿阻研究

为有效提高防护服装舒适性、降低人员体力消耗、加快人体防护装备研制与开发,开展了利用出汗暖体假人测量防刺服在不同环境下的热阻与湿阻特性的研究.根据国际标准,假人只适用于常温环境下服装的热阻和湿阻测量.对原有热阻模型进行修正,结合热电偶测量方法以及暖体假人测量技术,实现高温下防刺服热阻和湿阻测量.在温、湿度可控制的气候室内,设置不同环境工况,获得两套防刺服的热阻和湿阻特性,比较了不同防刺基板材料对防刺服热阻和湿阻的影响,以及防刺服不同部位热阻和湿阻的差异.实验结果表明,防刺服热阻随着温度升高而降低;而湿阻随着环境温度升高而增大,随着湿度增加而减少.      

舱外航天服试验用暖体假人的研制与性能分析

研制了一种新型易拆装结构且具有多种测量模式的暖体假人,实现了针对舱外航天服特殊穿着条件下的试验测量.介绍了该暖体假人的设计原则、结构特点和拓展功能.试验表明,在不同测量模式和环境设定下,该暖体假人都具有良好的动态响应特性和测量精度.     

人体着装热调节及其评价

介绍人体着装后的热调节功能,散热模型分类及关于暖体假人模型设计,隔热热阻计算,并分析该模型的使用条件及局限性。     

三种工况下裸体状态数值假人的热传递模拟

为了探索一种能够取代暖体假人现场实验的有效途径,建立数值气候室,利用计算流体动力学(CFD)的数值模拟方法,在送风温度为20℃、速度为0.05m/s工况下,对数值假人体表自然对流边界空气层的温度、速度场分布及热传递属性参数进行模拟,然后在送风温度为20℃、速度分别为0.15和0.50m/s工况下,对室内混合对流的温度场和速度场以及热传递属性参数进行模拟.研究表明模拟结果具备很高的可靠性.     

Heat Production Rate Calculation of Thermal Manikin with a Compensation Method

Thermal manikin plays important roles in simulating thethermal state of human bodies to facilitate the evaluationof thermal comfort properties of various clothing assem-blies.Based on the heat balance principle and analysis ofrelated factors,the heat production rate of manikin isrecommended as an efficient evaluation index.Whereas,its inside heat production which occurs as a result of theexistence of temperature difference between its insidepart and outside surface,should not be ignored.Through a series of theoretical analysis and calculations,a compensative equation is deduced in this paper.     

重力热管自吸地热改善热采井井筒热损失研究

在深入探讨重力热管改善抽油井井筒热损失原理的基础上,结合井筒传热模型,建立了稠油热采井重力热管自吸热过程的热工计算及井筒热损失的计算模型.并结合矿场应用实例进行了计算.结果表明,井口产出液实测温度与计算值相对误差为5.52%,符合工程要求.热管正常工作后能将井口流体温度提高近10℃,在井筒中起到了平衡流体温场的作用.重力热管自吸地热采油技术是采油工程领域一项全新的探索,在稠油热采中有着广泛的应用前景.     

复合换热过程的损失率分析

用热力学第一及第二定律分析由对流与辐射共同构成的复合换热过程,从而建立起能定量评价其流动与换热性能的(火用)损失率方程,并用它分析空气流过平板的层流流动换热过程.结果表明,辐射换热的存在使换热过程的(火用)损失率减小,且随着换热平均温度的升高拥损失率减小的程度更为显著.     

内部收益率与修正内部收益率的一致性分析

研究了内部收益率与修正内部收益率的一致性。通过对基准折现率、内部收益率和修正内部收益率相互关系的分析,探讨了内部收经法与修正内部收益法的一致性条件,证明无论基准折现率为多少,内部收益率法与修正内部收益率法在判断项目的取舍时,可以得到相同的结论,即两者具有一致性,与基准折现率的取值无关。还对基准折现率的确定原则进行了探讨。     

不可逆卡诺热机的火用损率优化

导出一类不可逆卡诺热机在给定功率下的最小火用损率,并作了分析和讨论．所得结论可为热机的优化设计和能量的合理利用等提供些新理论依据．     

地下换热器结构热形变实验与数值模拟研究

针对地下换热器结构热形变开展数值模拟分析和实验研究,利用有限元法对竖直式换热管进行热应变和热形变数值计算,并结合实验验证数值方法的有效性.提出地下换热器结构的热形变、热应变计算方法,通过材料本构方程描述和几何模型建立,并着重研究具有初始弯曲形态换热管的热形变规律,以及对回填材料接触面的热挤压作用,得到了回填材料接触面特征边位移变化规律以及横断面上的塑性应变分布,为进一步探究回填材料接触面的热隙现象和分析换热衰减失效性奠定基础.