出汗暖体假人的研究现状与发展方向

较系统地概述国内外出汗暖体假人的研究状况和服装舒适性的表征方法;综述出汗暖体假人在日常服装、特种防护服装等研究中的应用,重点指出出汗暖体假人在皮肤非均匀出汗、局部服装舒适性测试及假人皮肤材质等方面存在的缺陷;提出出汗暖体假人最迫切的发展方向,即服装舒适性测试标准的统一。     

加热区域设计对电加热服热舒适性的影响

研究加热区域的设计对电加热服热舒适性的影响。以碳纤维电加热服为例,利用Newton暖体假人试验,测试了4种不同加热区域的服装总热阻、加热效率、服装表面温度分布。结果表明:加热前后服装的总热阻有显著提高,最大加热效率为14.08%;加热后马甲内侧温度升高3.9℃～16.2℃,比马甲外表面的温度升高快。认为:加热装置均匀分布且尽量远离服装开口部位,可以实现加热效率最高、热量散失最少、保暖性最佳和节约能源的目的。     

纯电动汽车热泵系统室外侧微通道换热器温度分布实验研究

为了探究室外侧微通道蒸发器制冷剂分布和换热器表面温度分布的均匀性,课题组设计了一种4换热器的热泵系统。分别在制冷和制热工况下,对室外侧换热器在不同的制冷剂充注量和不同的压缩机转速下的表面温度分布均匀性进行了实验研究。使用K型热电偶布点并测量换热器表面温度并使用红外热成像仪了解其温度分布情况。结果表明:制冷工况下,充注量在1 050~1 075 g时,在不同转速下,系统的制冷性能最佳,同时换热器表面温度分布均匀性最好;而在制热工况下,充注量在500~700 g时,换热器表面温度分布均匀性随着制冷剂充注量的增加而改善。同一换热器在作为冷凝器和蒸发器时,制冷剂充注量和压缩机转速对其温度分布均匀性的影响不同。     

不同使用环境下被服系统的动态热湿舒适性

为动态评价被服系统的热湿舒适性能,采用出汗暖体假人测试系统模拟人体睡眠时代谢产热,建立了一种表征被服动态热湿舒适性的客观测试方法,测量出汗暖体假人平均皮肤温度、被内温度、被内湿度3个指标;并在不同环境条件下,以不同种类的被子产品为代表,对被服系统的热湿舒适性进行比较分析。结果表明：睡眠时假人平均皮肤温度与被子的热阻密切相关,同时高温环境下被子透气性对平均皮肤温度也产生一定的影响;被内温度与假人平均皮肤温度变化趋势一致,二者均可以用于评价被服的热舒适性;被内湿度与被子的透气性、面料结构等有关;纱布被因其良好的透气性而在多种环境条件下具有较好的舒适性。研究结果提供了评价被服系统热湿舒适性的有效方法,并为不同睡眠环境中被子产品的选择提供参考。     

可降温式消防服的设计与降温效果评价

为解决消防服厚重多层的结构带来的热应力问题,设计一款可降温式消防服,采用液冷循环管路降温装置缓解消防员的热应激反应。通过模拟高温环境（温度为40 ℃,相对湿度为50%）,应用暖体假人对可降温式消防服的降温效果进行分析,考察不同管路排列对假人皮肤表面、管路下及管路间隔处、进出水口处温的影响。结果表明,液冷降温装置对降低假人皮肤温度有明显效果,且不同管路排列的降温效果不同：横向管路排列下假人皮肤表面温度比纵向高0.58℃,且在管路下以及管路间隔处的降温量始终大于纵向;横向进出水口处温差比纵向高3.8 ℃,20 min后,温差值依然大于纵向。穿着横向管路排列的可降温式消防服能有效缓解热应力问题,延长消防员工作时间,提高救援效率。     

闪火中防护服装的形变及其影响因素

防火服在火焰中的收缩形变会影响其热防护性能并制约人体的肢体运动。本文提出用捺印的方法,通过燃烧假人闪火燃烧试验研究防火服各部位形变量的分布规律,探究形变差异的原因及影响因素,对比分析服装形变与假人皮肤表面烧伤程度的关系。结果显示,燃烧试验后防火服在四肢和背部发生了显著收缩形变,热流量、衣下空气层等是主要影响因素。着装姿势越复杂、闪火持续时间越长,服装越宽松,服装面料的面密度越大,服装形变越显著。服装形变显著的对应部位衣下皮肤的烧伤也越严重。     

出汗假人系统特征方程与稳定性判定

采用实验方法,通过出汗假人皮肤表面温度和湿润度的单位阶跃响应,求得系统的结构参数阻尼比ξ和自然振荡频率ωn,判定该出汗假人系统的稳定性。实验结果表明:假人皮肤表面温度控制过程的阻尼比ξ为0.804,说明皮肤表面温度控制系统为欠阻尼二阶系统,振荡过程为衰减振荡,且自然振荡频率ωn为0.004 6,温度控制过程平稳性较好;假人出汗控制过程的阻尼比ξ为0.643,说明出汗控制系统也为欠阻尼二阶系统,振荡过程为衰减振荡,自然振荡频率ωn为0.002 8,出汗控制过程平稳性也很好。     

电加热服饰加热性能的评价研究

为客观评价电加热服饰的加热性能，从市场上选择6款具有代表性的电加热服饰进行测试。采用红外热成像法和热电偶法对其电加热元件进行测试，以获得电加热元件的电路图、最高温度、温度变异系数及温差作为评价加热性能的指标，并根据服饰的日常洗涤要求，对试样进行水洗测试。结果表明：6款电加热服饰的加热电路设计试样主要采用了并联电路或含交叉电极的复杂电路；最高温度结果显示，有2款试样的最高温度大于50℃,超出标准限值；表面温度均匀性结果显示，6款试样的温度变异系数均小于10%,最大温差为7.5℃,最小温差为1.4℃,其中电加热织物的表面温度均匀性优于其他试样；以柔性织物为基底的电加热元件经过20次水洗测试后，织物外观无损，且能进行加热工作，具有较好的耐水洗性能。文章针对试验中产品出现的质量问题，提出了对应的改进建议，可为电加热服饰的研发和品质评价提供参考。     

针织加热织物的设计及其电热性能测试

为开发发热稳定且均匀的电热织物,对织物所用镀银纱线的最大负载电流和电阻稳定性进行了测试。通过改变镀银纱线和涤纶纱线横列的排列方式织造了5种不同的加热织物,测试了织物通电过程中的电阻稳定性、升温特性以及表面温度均匀性。结果显示:镀银纱线(10 cm)的最大负载电流为0.213 A,所能承受的最高温度为110℃;加热织物通电后温度升高并达到稳定状态,当镀银纱线和涤纶纱线横列排列方式为3∶2时织物达到的平衡温度最高,而电阻变化相对较大;通过分析5种织物的红外温度图像可知,当镀银纱线和涤纶纱线横列排列方式为1∶2时,其表面温度分布均匀性最好。     

燃烧假人衣下空气层的三维现场扫描测量与表征

为准确获取燃烧假人测试中防火服热暴露前后衣下空气层厚度及其分布,提出一种基于三维现场扫描的测量和表征方法。利用Kinect深度相机,通过在燃烧假人室内构建扫描平台,现场获得假人裸体及着装状态点云数据;基于Geomagic逆向工程软件进行三维建模、对齐和比较,并通过实现假人表面传感器在三维空间的准确定位,快速有效地表征衣下空气层厚度及分布。经验证发现:即使是相同的服装每次穿着后衣下空气层分布也存在较大差异;背部区域热暴露前后空气层厚度平均变异系数分别达到46%、35%。结果表明,以往异地扫描获得的数据难以准确反映燃烧测试时的真实状态,现场扫描更有利于准确分析因服装材料、规格、高温收缩等因素导致的衣下空气层变化对热防护性能的影响。     

钢丝的感应加热(待续)

对比内热式、外热式钢丝加热方式的特点,指出采用感应加热技术应当满足的技术条件;利用一系列公式介绍感应加热系统的参数计算方法,从加热工件的电磁能、电流穿透层、感应器的结构参数等方面介绍了钢丝的感应加热系统;分析细钢丝感应加热面临的2个技术难题,讨论钢丝感应加热温度均匀化及稳定化处理生产线的保温问题。     

钢丝传导加热规律探讨

传导加热方式常用于钢丝的热处理,铅浴热处理就是最典型的应用。依据热传导理论,通过建立合适的数学模型,对铅浴加热的热传导过程进行分析,推导出传导加热方式下,不同直径钢丝的中心温度达到与表面温度相同时所需的时间与钢丝直径的平方成正比,即D2v为常数的基本规律。它不同于采用辐射加热方式时Dv为常数的规律,在生产工艺的制定及铅浴加热槽的设计中应该注意。     

琴钢丝热处理马弗炉改造

介绍将琴钢丝热处理马弗炉由煤气加热改造为电加热的情况,从炉型、马弗砖材质及电气控制等方面对比新旧炉型,新炉型在线温的均匀性、力学性能、保温节能、成材率等方面均有明显提高,从而保证了琴钢丝的产品质量。     

FIB明火加热炉在钢丝生产中的应用

介绍ＦＩＢ燃气明火加热炉炉体结构、燃烧系统、安全系统、测量与控制系统、热能回收利用系统。该炉具有结构简单、操作维修方便、控制精度高、能源消耗量低、热效率高及安全可靠等特点，可根据不同的工艺要求，有效地控制不同加热区段的炉内气氛及加热温度，以控制钢丝表面的氧化、脱碳状况，有效地避免钢丝在铅浴淬火过程中产生的挂铅现象。     

新型热管式烫光辊的开发

为了解决印染行业传统铝芯式烫光辊存在启动慢、温度不均匀的问题,开发了一种新型热管式烫光辊。径向热管具有传热功率大、均温性能优良的特点,将径向热管技术应用于烫光辊,并设计实验系统来测试其启动性能,均温特性及保温能力。试验结果表明:相较于传统的烫光辊,热管式烫光辊具有更快的启动速度,到达工作温度的时间比铝芯式烫光辊快20~30 min;较好的均温特性,达到工作温度后热管式烫光辊的表面最大温差为1.4℃,而铝芯式烫光辊最大温差高达26.4℃;优良的保温能力,停止加热30 min后,热管式烫光辊的表面温度比铝芯式烫光辊高7℃,并且加热后能在更短的时间内再次达到工作温度。     

焊接用盘条拉拔断裂原因分析

对在拉拔过程中出现断裂的焊接用盘条进行化学成分和金相组织检测。原料表面裂纹、表面组织不均、贝氏体组织、成分偏析、夹杂物严重是引起焊接用盘条拉拔断裂的主要原因。轧制时采用1000℃加热温度,开轧温度在1050～1000℃,吐丝温度小于950℃,保持炉温均匀,控制辊道速度小于0.05m/s,吐丝后的冷却速度约为0.37℃/s可得到符合要求的盘条。     

强对流气体保护退火炉热平衡计算

说明钢丝加热、炉体表面散热和电功率计算公式。以具体实例计算出装炉量为8~15 t,最高使用温度为900℃的退火炉在考虑装料炉架、炉盖、内胆、保护气体和冷却水消耗情况下的加热功率为280 kW,并以此为基础,推算出不同退火温度和不同装炉量时的加热时间,为制定退火工艺提供依据。     

ER70S-6盘条拉拔断裂原因分析

采用低倍检测、金相组织检验、能谱分析、化学分析以及夹杂物检测,对ER70S-6拉拔断裂的盘条进行分析,发现盘条表面裂纹和组织混晶是导致拉拔断裂的主要原因。保证钢坯表面完整,如有缺陷应予以铲除,不合格钢坯严禁入炉,可避免盘条表面裂纹;加热温度过高形成的混晶组织可通过选择1000~1050℃加热来解决;适当提高加热温度可避免在轧制前出现混晶;吐丝温度设定950~980℃有利于得到易于拉拔的均匀细小晶粒组织。     

65Mn梯形钢丝退火工艺的制定

在现有条件下，通过试验探索加热温度、保温时间对６５Ｍｎ梯形钢丝表面脱碳和抗拉强度的影响规律，制定合理的退火工艺。     

卡电加热模拔式稳定化处理生产线

常见的稳定化处理生产线有感应加热两组双牵引轮式和铅锅加热模拔式两大类 ,新开发的卡电加热模拔式是利用以牵引机为动力拉丝减径时对钢丝产生张应力 ,并且将拉丝模和牵引机分别作为卡电加热的两个极 ,使之间具有张应力的钢丝产生焦尔 -楞次热 ,实现钢丝在回火温度下的预张拉 ,然后进入水槽 ,达到稳定化处理的目的。