基于结构特征的织物热传递性能预测研究进展

为了预测织物热传递性能,更好地进行织物设计,从而提高织物的热舒适性能,从不同建模方法的角度介绍了与织物结构参数及内部特征相关的织物热传递性能预测模型,包括统计模型、人工神经网络模型、数学理论模型和有限元模型,并分析了各类预测模型的特点和适用范围。回顾并总结了近年来国内外织物传热模拟的研究现状。此外,总结了含水分织物以及含相变材料织物的热传递模型及研究进展。综合以上文献分析,指出可通过优化织物结构特征提升织物热传递性能,并提出织物传热性能预测研究的发展趋势,为服装热舒适性研究提供新的思路。     

消防服衣下空气层热传递机制研究进展

空气层热传递机制的研究不仅可为更加准确的实验室热防护性能测试提供指导,也可提高消防服热湿传递数值模拟的精确度。在阐述了热防护性能测试中空气层的作用以及空气层热传递模型的研究现状的基础上,分析了服装与人体之间空气层微气候的特征,从热传导、对流换热和辐射换热3个方面总结了空气层的热传递机理,提出不同条件下空气层传热模型建立的基本思路,并对未来消防服衣下空气层热传递机理的研究动向作出了预测。     

热防护服装测评用传感器的发展及其研究现状

为揭示热传感器的测评规律和当前相关研究的不足,通过对热传感器相关研究及历史文献的梳理和对比,分析归纳了热传感器的类别,各类热传感器的结构特征、信息采集方法、传热模拟模型、应用场景及测评特点。研究表明:铜片式传感器测试稳定性好,但其热学性能与人体皮肤有一定差异,存在低估烧伤发生的风险;皮肤模拟传感器可更为真实地模拟人体皮肤受热的热响应状态,但其应用范围受限。根据研究的发展现状可以预测,铜片式传感器的功能应用将集中在标准化测试中,皮肤模拟传感器还需要更多的技术完善,新型传感器可考虑将模拟范围扩大到皮肤内部的热性能模拟上。     

着装人体热应激评估中热生理模型的研究进展

在消防及工业场景中,穿戴防护服的作业人员于高温热环境下工作,可能面临体温升高、脱水、疲劳及中暑等热应激问题。相较于真人实验、假人测试及热应力预测模型,热生理模型具有建模灵活、预测稳定等优势,已被广泛应用于高温环境中的热应激评估。文章从人体建模仿真、人体-环境传热模型和服装传热模拟三个方面,归纳了热生理模型评估的影响因素,并展望了未来研究的发展方向。首先,结合生理学、神经科学等领域的研究,以提高高温环境下人体热调节模拟的准确性;其次,整合动态传热系数于人体与环境传热模型,克服模型区段差异和高温热传递模拟的挑战;最后,进一步细化服装模型,并加强与热生理模型的结合。     

低辐射热暴露下消防服热防护性能测评方法研究进展

为全面准确地评价低辐射热暴露下消防服的热防护性能,分析了现阶段的实验室测评方法和数值模拟方法。基于消防服内传热机制的研究,阐述了消防服内干态传热模型和热湿耦合传递模型的研究现状,总结了热防护性能的影响因素;分析了现阶段低辐射热暴露下织物和服装热防护性能测评方法,分别从测试方法的差异因素和局限2个角度阐述不同实验方法及实验装置对热防护性能预测的影响;总结了目前数值模拟在消防服热湿传递机理研究方面的应用;最后指出在未来的研究中,应全面准确模拟真实的低辐射热暴露环境,提高消防服热防护性能测评的准确性。     

婴儿纸尿裤着装下的热湿舒适性影响因素研究进展

为提升婴儿穿戴纸尿裤时的热湿舒适性和安全性,基于目前该领域的研究现状和技术发展,深入分析了着装状态下影响纸尿裤热湿舒适性的各项因素,研究认为：穿着纸尿裤时,纸尿裤与婴儿皮肤之间所形成的微空间是影响其热湿舒适性的关键研究对象;相关影响因素中,除了纸尿裤材料本身的水分管理能力与热湿传递性能外,还涉及到纸尿裤与人体间的交互影响,包括尿湿前纸尿裤款式结构、婴儿体型、照顾者穿戴习惯等因素共同导致的适体性差异,尿湿后纸尿裤材料的力学性能、尿液质量、尿湿位置、婴儿姿势等因素共同引起的微空间形态差异;纸尿裤热湿舒适性受外部环境因素的影响比服装小,但不能忽略。     

婴儿被服热舒适性研究进展

为促进婴儿热生理舒适,推动婴儿被服热舒适性测评方法及理论体系的建立,回顾了婴儿被服热舒适性的相关研究,在分析婴儿与环境热传递机制的基础上,讨论了婴儿被服热舒适性的影响因素及测评方法,并根据当前研究现状提出了发展方向。研究表明：婴儿主要依靠传导、对流、辐射显热热交换维持人体热平衡,其体表热传递系数明显大于成人;被服的过高隔热、头部覆盖与俯卧姿势可能造成睡眠时婴儿的热应激反应;目前,婴儿暖体假人被认为是研究被服热舒适性最理想的装置,未来的发展应聚焦于婴儿被服热湿传递过程、使用数值模拟方法研究婴儿体表热传递及建立婴儿体温调节模型等方面。     

热防护织物热湿传递数值模拟研究进展

总结国内外热防护织物传热仿真的研究进展与发展趋势。介绍了热防护织物模型的发展,并从热暴露阶段的瞬态传热、热湿耦合传递以及织物冷却过程传热等方面阐述了热防护织物热湿传递模型的研究现状,总结了热湿传递的数值模拟方法。指出:热防护织物微观建模、耦合多因素及更加注重应用需求的发展趋势,为热防护织物与服装的性能及结构优化,以及新材料的设计开发提供一个新的发展方向。     

数值模拟在织物传热方面的研究进展

阐述织物的传热机理,并分别从梭织物与针织物传热模型的建立以及相应的计算方法方面综述近年来研究人员在这一领域做出的巨大贡献,指出今后织物热传递数值模拟研究的发展方向。结果表明,织物内部的传热过程在人类生活中起着非常重要的作用,通过数值模拟探究织物的传热机理可为新型热防护材料的开发及织物热性能的评估提供重要的理论基础,数值模拟在织物传热方面的研究技术对于探索织物热传递过程及热防护织物的设计优化,提高试验安全性等具有非常重要的意义。     

可穿戴电加热元件的制备及可靠性

可穿戴电加热元件在人体热舒适调节领域具有重要意义。电加热材料的研究与发展，促使电加热元件的加热性能得到不断提升，功能实现多样化。目前可穿戴电加热元件的研究除材料性能研究外，缺少研究元件与实际应用需求间的差距分析。为分析目前可穿戴电加热元件的可靠性及发展趋势，对不同材料的一维线性、二维平面及三维气凝胶状元件的制备工艺、性能、有害物质引入途径进行了讨论，发现先进的可穿戴电加热元件距离成熟的产品应用仍存在制备成本高、不耐水洗、柔性差、不透气及有害物质残留等问题。可穿戴电加热元件研究涉及材料选择、工艺制备、人体服用舒适性，但实际使用的可靠性，如元件的柔性、透气性、安全性及耐用性易在研究中被忽视。先进的可穿戴电加热元件满足使用需求的潜在解决方案为：综合应用不同材料以节约成本，优化制备工艺避免有害物质的残留，改进元件结构以提高其可靠性。     

用于个人热湿舒适管理的功能纺织品研究进展

为提高个体舒适性,降低建筑制冷和供暖能耗,研发可调节人体与环境热湿交换的纺织品是一种极具前景的解决方案,为此对国内外热湿管理功能纺织品的研究进行了回顾。首先介绍了个人热湿舒适管理机制,其次归纳了辐射调温纺织品、相变调温纺织品、智能响应纺织品、导热纺织品、能量转换的调温纺织品和水分管理纺织品6种常见的可用于个人热湿管理的先进功能纺织品,概述了基于不同热湿管理机制功能纺织品的研究进展及其在多个领域的潜在应用。研究认为:织物调控人体-服装微气候热量和水分平衡是个体舒适的关键;指出目前热湿管理先进功能纺织品存在规模制备困难、功能单一化、智能化不足和缺乏体系的热湿舒适性评价等问题;展望了用于个人热量管理的高级纺织品、能量收集技术和柔性电子设备的集成是未来智能服装的发展趋势。     

热防护服装热湿传递模型研究及发展趋势

 合理地评价热防护服装的热防护性能对减少消防员的皮肤烧伤具有重要的意义。本文主要回顾并评价了热防护服装的热湿传递模型国内外的研究现状,包括皮肤传热模型及其烧伤评价模型、单层或多层面料的一维和二维热湿传递以及整体服装的三维热湿传递模型等,并比较分析了这些模型的应用缺陷,预测了热防护服装热湿传递模型研究未来的发展趋势。热湿传递模型的研究不仅可以为热防护服装的使用提供科学的理论指导以减少皮肤烧伤或蒸汽烧伤,而且能够进一步推动服装热防护性能测试技术的发展,满足我国“安全发展”和“公共安全防治”的技术需要。     

柔性智能纺织品与功能纤维的融合

21世纪柔性智能电子纺织品概念热销,但虽经过多年发展,产品市场中对其定义和要求还比较模糊和落后,部分技术含量低的产品也以此自诩进入市场,而最先进的柔性可穿戴纺织技术则止步于学术研究成果,未被有效运用到产品设计开发中去,但终端市场将来对此类高附加价值产品的需求巨大。针对上述问题以及前端生产商和终端消费市场之间的矛盾,通过对柔性智能纺织品和功能纤维科学技术发展现状的简述,对柔性可穿戴智能纺织技术进行新的界定,认为柔性、灵活地连结电子元件,通过纺织品载体实现人衣交互及纤维化的电子元件制造技术将成为未来发展的3 个基础点。此外,在技术市场化转变的过程中,综合考虑诸多产品设计和使用因素,提出一种全面的设计方案,辅助众多纺织企业实现转型。     

可穿戴技术在纺织服装中的应用研究进展

为促进可穿戴技术与智能纺织服装领域的融合及产业化发展,系统介绍了近年来国内外关于可穿戴设备的材料、制备方法与工艺及其特点。针对目前可穿戴技术在纺织服装领域的研究现状,介绍了可穿戴设备的发展历程及其柔性化进程,对纺织服装领域用可穿戴设备进行了分类;详细阐述了信号感测、收集与传输装置、能量收集与管理装置、纺织天线等典型柔性可穿戴设备的发展现状;最后讨论了目前可穿戴设备存在的一些问题,并对其未来的发展趋势和前景进行展望。     

《国家纺织品基本安全技术规范》标准的执行

介绍了GB 18401-2003<国家纺织品基本安全技术规范>的特点和适用范围.指出了该标准将纺织品分为3大类,即婴幼儿产品、直接接触皮肤的产品、非直接接触皮肤的产品,并列举了3类纺织品的基本安全技术要求,结合实际阐述了纺织产品基本安全技术项目的控制方法.     

数值模拟在热防护服装性能测评中的应用

对热防护服装性能合理的评价在公共安全领域具有重要意义。数值模拟成为继试验研究之后相关领域的重要研究手段。从模型的建立及验证2方面出发,主要对传热模型、皮肤烧伤预测模型和火场环境仿真等相关研究进行回顾,并对典型模型的发展过程、特点和不足进行归纳。根据相关技术的发展,预测了热防护服装数值模拟的发展趋势。未来将在完善热湿传递模型的基础上,发展全尺度的数值模拟,并结合人体热调节等模型对防护服进行多方位的评价。通过在优化热防护服装方面的应用,充分体现数值模拟研究的实用价值。     

镀银纱线电热针织物的开发及性能评价

为开发保暖服用电加热针织物,使用镀银纱线织造了6款不同组织、不同镀银纱线含量的加热织物。基于电加热模块及红外线温度采集系统,对6款织物进行了电热性能实验,选取其中热稳定性最好、产热量最多的一款织物进行服装模拟发热实验。实验结果显示：常温下,双罗纹组织织物的电阻值比纬平针组织低,且电阻热稳定性更好;镀银纱线含量越高电阻值越低;通电时双罗纹组织织物表面温度分布更均匀且其中镀银长丝和涤纶短纤喂入比为3：7的试样升温最明显,在6V 电压下,以该试样为发热元件的服装面料系统表面可获得35℃的加热温度,足以起到发热保暖效果且能保证人体热舒适性。     

纤维材料与可穿戴技术的融合与创新

针对目前柔性智能可穿戴领域面临的产品功能单一、续航能力低、穿着舒适性差及三维扭曲形变时与人体贴合性不佳等问题,研究了基于纺织、材料、电子、通信、生物、能源及环境等多学科交叉领域的柔性智能可穿戴纺织品,分析了纤维基柔性智能可穿戴器件的制备方法、组成结构、三维形变与性能之间的关系。综述了近年来可 穿戴技术与产品的研究进展及纤维材料在柔性应变传感器、有机电化学晶体管基生化传感器、超级电容器、微生物燃料电池等柔性智能可穿戴领域的最新应用,指出可穿戴技术与纺织材料的融合是可穿戴产品发展的必然趋势和客观需求。     

Dry heat transfer from the skin surface into textiles: subjective and objective measurement of thermal haptic perception of textiles – preliminary studies

The aim of the study is the assessment of thermal haptic perception of textiles based on subjective and objective evaluations. This subjective evaluation is based on the questioning of human subjects about their thermal perception related to touching textiles. The objective evaluation relies on measurements of temperature changes between fabrics and a human fingertip when textiles are touched. The proposed objective method for estimation of the thermal haptic perception of textiles is far more precise than traditional subjective methods based on the assignment of certain verbal or numerical parameters to the perceived features of textiles. The results provided by the objective methods are congruent with an analytical approach, utilising the heat transfer formula to calculate the heat lost from fingertip skin into textiles, as well as with the theory explaining the boosting of the warm feeling of textiles due to their roughness. It was found that the Q_MAX parameter of the textiles is in opposition to the results of subjective assessment and partly to the results of objective assessment.     

纤维基可穿戴电子设备的研究进展

为促进纤维基柔性可穿戴电子产品的发展,推动柔性可穿戴电子产品的更新换代,带动传统纺织服装行业的转型升级,归纳了近几年柔性纤维基可穿戴电子设备的研究进展,并对其进行系统分类,包括传感器、能量收集储存设备和其他功能性电子设备;讨论了目前纤维基可穿戴电子设备中存在的问题和面临的困境;指出多领域交叉综合、电子集成以形成系统、对人体安全无危险、可洗且穿着舒适是柔性纤维基可穿戴电子设备的发展趋势,而基于纤维或纱线基的柔性可穿戴电子设备将成为下一代多功能柔性可穿戴电子产品的发展重点。