换热管路间隔大小对可降温消防服降温效果的影响

文章以循环管路降温方式的消防服为研究对象,研究了当管路间隔分别为3、3.5、4、4.5和5 cm时的散热性能。结果表明:管路间隔大小对间隔处的降温作用有明显的影响,管路间隔为3.5 cm的管路处温度升温速率缓慢且持久,并且对间隔处的降温时间有延长。     

基于管道排列的背心式液冷服研发与测评

为了提高夏季高温作业人员的舒适性，设计研发了3款液冷管道降温服。该液冷服由基础服装和液冷系统构成，液冷管道排列于躯干不同部位。气候舱以温度32℃、相对湿度50%模拟高温环境，进行真人着装试验，并对液冷服热湿舒适性及降温效果进行评价。结果表明:3款液冷服均具有一定的降温效果;与对照组服装相比，液冷服使人体平均皮肤温度、躯干皮肤温度、衣下温度、热感觉均有所下降，而热舒适感提升;其中，躯干前后均排列液冷管的冷却服对人体的降温效果最为显著。     

蒸发型降温服的降温性能研究

为缓解高温环境下作业人员的热应激,利用高分子蓄冷材料设计降温服。通过模拟热环境(34℃),利用恒功率控制干态暖体假人,选择3个劳动强度水平(即20、200和300 W/m²)和3个相对湿度水平(即20%、50%和80%)对该降温服的降温性能进行系统的研究。结果表明：该降温服能降低假人的皮肤温度,各部位皮肤温度最大降温梯度为3.4℃,最大初期降温速度为0.081℃/min;劳动强度对降温服的有效降温时长存在显著影响,在所选劳动强度下的躯干有效降温时长分别为大于420、165和102 min;相对湿度对降温服的降温梯度存在显著影响,在所选相对湿度水平下的躯干降温梯度分别为1.8、1.2和0.4℃。该蒸发型降温服降温过程缓和,无骤冷、过冷现象,适合中等劳动强度、中等相对湿度环境下穿着。     

相变降温矿工服的设计与评价

为缓解井下作业人员的热应激,利用相变材料设计降温矿工服。通过模拟高温高湿环境(温度为30 ℃,相对湿度为80%),采用真人着装实验,获得人体着装时的皮肤温度和主观热湿感受,对该相变降温矿工服的降温效果进行评价。结果表明:穿着相变降温矿工服能显著降低局部皮肤温度、平均皮肤温度和躯干皮肤温度;不同部位的降温效果存在差异,后腰和腹部皮肤温度降低幅度最大,腿部降温持续时间较短;平均皮肤温度和躯干皮肤温度最高分别下降约0.91 ℃和1.70 ℃;主观热感降低,热舒适感升高,但湿感无显著变化。     

高温强辐射下相变降温背心的热调节作用客观测评

摘 要 在消防灭火、炼钢、冶金、玻璃熔制等高温强辐射环境中,作业人员易于遭受热应激的影响。本文研究了一款用于降低热应激的降温背心的热调节性能,通过模拟炼钢高温环境（32℃高温、1000W强辐射热）,采用暖体假人对降温背心的热调节性能进行了客观评价。在模拟的两轮炼钢作业中,假人各个部位的皮肤温度高低排序为：T头颈>T非覆盖部位>T腹臀>T胸背。实验结束时,假人穿着降温背心时胸背部的皮肤温度为34.0℃,比未穿着降温背心辐射30min后低6.3℃。实验结果表明,在高温、强辐射下,穿着相变降温背心能减小假人躯干部位的皮肤温度,减轻热应激,延长高温作业时间。     

液冷背心冰水比例对人体热湿舒适性的影响北大核心CSCD

为探究液冷服进水口温度对制冷效果及人体热舒适的影响,文章采用不同比例冰水混合物(2 kg水、0.5 kg冰加1.5 kg水、1 kg冰加1 kg水)作为冷源,通过真人着装实验,测试了皮肤温度、出汗量等客观指标及主观感受,研究了高温环境下(温度为32℃和36℃、湿度为50%)液冷服的降温效果。研究结果表明,本实验条件下,32℃时冰水比例为1︰3即可满足人体热舒适需求,36℃时冰水比例需要达到1︰1;液冷服设计时应加强肩胛部位的降温。     

温热环境下降温背心的综合效能测评

为了科学有效地评价不同降温背心的降温性能,通过模拟高温中湿环境(温度34℃,相对湿度50%),利用恒功率控制干态暖体假人,获得假人着装时胸部、肩部、腹部、背部和躯干的皮肤温度,对3种降温背心(即蒸发型、相变型和凝胶型)的降温性能进行综合评价。结果表明：3种降温背心均有不同程度的降温效果。蒸发型降温背心质量轻,降温速率缓和,对躯干的有效降温时长为102 min;相变型降温背心质量大,服装动态舒适性差,对躯干的有效降温时长最大为134 min;凝胶型降温背心质量最大,背部降温速率过大,最低温度达29.4℃,存在骤冷、过冷情况,对躯干的有效降温时长最小为96 min; 3种降温背心适合在较低劳动强度下穿着。     

不同横向通风方式降温保水效果对比研究

为了解不同横向通风方式的降温效果和水分损失情况，在2个30 m跨度小麦仓分别实施覆膜式横向通风和揭膜式横向通风。通过检测2个仓通风前后粮温、水分变化和通风时间及能耗等参数，对降温效果、单位能耗、水分损失、温度和水分均匀性进行了评价。结果表明，覆膜式通风降温与揭膜式通风降温相比，通风均匀性和降温效果较好，虽然通风时间、单位能耗分别增加140 h、600 Kw?h，但降温幅度提高0.5 ℃，粮食水分损失较小，整仓平均水分仅减少0.1%，为合理选择横向通风方式提供了依据。     

相变降温军训服的设计开发与评价

为了减轻学生作训时的热应激反应,提高其热湿舒适性,将相变材料应用于学生军训服装中,开发出一款新型相变降温军训服装。通过模拟军训高温环境(温度32℃、相对湿度50%),采用真人着装实验,对传统军训服和新开发服装进行客观和主观热湿舒适性能评价。结果表明:穿着新型军训服时,受试者的局部皮肤温度、平均皮肤温度与躯干温度均有显著性降低,平均皮肤温度较传统军训服最大降低0.95℃;整个实验过程中,受试者穿着新型军训服时的舒适感、热感和湿感都显著优于传统军训服;虽然相变材料在实验30 min后完全融化,使新型服装的降温效果逐渐减弱,但其主观舒适感仍然优于传统军训服。     

内置冷媒管的食用油储罐降温实验

为了有效解决散装食用油在储藏过程中高温季降温速率缓慢、降温成本高的问题,提出了一种内置冷媒管的降温方法,并基于该方法搭建了油罐控温实验台。在实验过程中通过调整冷媒流动方式、冷媒温度和流量,进行了20组对比实验,对不同工况下的降温效果进行分析。结果表明：在上供式高流量下,冷媒温度8 ℃与冷媒温度16 ℃时相比,储油均温与冷媒温差相差3.2 ℃;在冷媒温度为12 ℃时,增加流量对降温效果的影响最为显著。与冷媒下供式降温相比,采用冷媒上供式可降低储油上下层的温差,并可更有效地阻隔外界热量向罐内传递。     

燃烧假人着装实验中表面温度变化研究

防火服装暴露在火场环境下,其表面温度会逐渐升高,并大量传热至人体,可能会引起皮肤烧伤。通过在燃烧假人闪火实验中利用红外热像仪测试实验服装以及假人的表面温度,研究发现闪火燃烧试验结束后,通过服装传递的热量使假人的表面温度在10s内持续升高,四肢的升温速率要大于躯干的升温速率;减少燃烧时间、使用面密度较大的面料会减小这种升温幅度;而增加闪火时间、穿着尺寸较小的服装则会加大升温幅度。针对闪火燃烧试验结束后实验服装系统的散热性能,引入了新变量?–––着装假人系统的散热效能指数（γ）来进行综合表征和比较分析。     

加热装置在防寒服中的位置及其热效用

为明确加热装置与防寒服系统的最优组合方法,以满足人体热舒适性及提高加热效率为原则,选用市场上已有的服装加热装置,采用暖体假人着装测试,在环境温度为-11.8 ℃,假人静止站立条件下,探究加热装置与防寒服系统的最优组合。结果表明:加热装置适宜放置在前胸、肩部、腹部、前臂和小腿等5个部位,且均为防寒服内胆的里料外侧,并推荐加热温度范围在腹部37~40 ℃、肩部40~44 ℃、前胸44~49 ℃、前臂和小腿49 ℃以上时,能够更好地发挥其加热效用,满足人体的热舒适性;另外,隔热值越高的服装,其搭配加热装置后的加热效果越好,研究结果为加热服热功能的设计开发提供了数据参考。     

通风服装对人体热舒适的影响

为研究高温环境中降温服装对人体热舒适的影响,通过出汗暖体假人实验和真人着装实验分别研究了通风服的热湿性能以及对人体热舒适的影响。研究发现：当通风量为0.012 m3/s 时,通风系统的引进使服装的湿阻减小58%。男性受试者穿着通风服在25℃、相对湿度50%的环境条件下运动,其局部皮肤温度、平均皮肤温度均比风扇未打开时低;其中,胸部和腿部皮肤温度降低幅度最为明显;打开与关闭风扇两种实验条件下,受试者的局部皮肤温度以及平均皮肤温度有显著性差异。运动20 min 和休息20 min后,风扇打开时的平均皮肤温度比未打开时分别低2.4、0.9 ℃;研究表明该通风服装可用来作为改善人体热舒适的服装雏形。     

火灾环境下应急救援防护服传热数值模拟

 通过建立穿着于模拟人体的应急救援防护织物传热模型,研究模拟火灾环境下的服装传热特征。模拟人体肢体的圆柱体内核保持恒定温度37℃,模型考虑了织物吸收热辐射及热属性随温度变化的特性,运用有限差分完全隐式格式方法模拟计算了织物与人体皮肤的一维径向温度分布,将计算得到的温度值代入Henriques烧伤模型方程以预测皮肤达到二级烧伤所需的时间,其值与实验结果较为一致。研究结果表明,圆柱几何形状对天然阻燃高聚物纤维织物的热防护性能影响效果较为显著,所建立的模型为覆盖于圆柱体的多孔材料传热提供了系统的研究方法。     

燃烧假人在火场热防护服装研究中的应用

热防护性是个体防护服装的重要功能。燃烧假人作为国际公认的定量评估防护装备阻燃性能的专用设备,在服装热防护研究中发挥着重要作用。通过对国内外相关研究成果的回顾,介绍了燃烧假人的热防护测评原理、发展历史及我国首个具有国际领先水平的燃烧假人-“东华火人”的创新特征,重点从不同火场状况的模拟、阻燃面料的评测与选择、服装款式结构对防护性能的影响以及阻燃防护服热传递机理研究等四个方面探讨了燃烧假人在服装热防护研究领域中的应用进展,最后对燃烧假人的应用前景进行了预测分析。     

热防护服蓄热防护与放热危害双重特性的研究进展

为全面评价热防护服在热暴露阶段的蓄热防护作用以及在冷却阶段因蓄热释放对人体造成的热危害效应,介绍了防护服热蓄积产生的原因,阐述了现阶段防护服热蓄积的测试方法以及数值模拟研究现状;从服装因素、环境因素以及人体因素3个方面归纳了防护服在热暴露阶段蓄热特性的影响因素;并总结了织物基本物理性能、空气层配置、织物水分、织物受压等因素对冷却阶段防护织物放热危害特性的影响。最后提出：在未来的研究中应针对多元化的热灾害环境以及冷却环境开展热防护服蓄放热双重特性的基础研究,并基于热防护服蓄放热双重效应探究其最优的配伍设计。     

Prediction of thermal skin burn based on the combined mathematical model of the skin and clothing

As the result of exposed to thermal radiation and fire exposure, skin burn or even worse injuries are very common for building occupants and fire fighters. To accurately predict their skin temperature and burn situation, an assessment method of the mathematical model is developed for various thermal radiation conditions. The combined mathematical model includes the heat and moisture transfer within the skin and clothing systems. It is validated with a good agreement with the previous experimental study. The effects of thermal radiation, air gap and moisture transfer on burn prediction were also studied. The results showed that the time to the second degree burn is affected by the heat flux level, gap size and moisture location. It is expected that the developed method can be used to evaluate the thermal protective performance of protective clothing during exposure to thermal hazards and provide appropriate information to clinical observation and decision-making for skin thermal injuries.