345-人体不同压力及代谢量下的辐射与对流换热特性分析.pdfVIP

人体不同压力及代谢量下的辐射与对流换 热特性分析 1 青岛理工大学 刘国丹 武月 李立健 摘 要：暖体假人发热稳定，是研究换热系数的常用手段。在理论研究的基础上，本文 以暖体假人作为研究对象，利用高原环境模拟舱，本文利用暖体假人作为研究对象，研究低 压力环境和不同代谢率下人体对流与辐射换热特性，得出对流换热系数、辐射换热系数的变 化规律，并研究人体对流散热量、辐射散热量的相对变化，最终得出其变化规律。 关键词：暖体假人 对流换热 辐射换热 换热量 换热系数 影响因素 0 引言 低气压环境对于我们并不陌生，低压环境下空气密度会发生变化，导致传热特性发生变 化，不同代谢率的情况下，与周围环境之间的显热交换量及热平衡会发生变化，换热系数的 改变是引起这种变化的根本原因。研究高原低气压环境下人体散热特性的变化具有重要的理 论及现实意义，也是进一步研究低气压环境人体热舒适的基础。 1 低气压下人体散热理论基础 1.1 低气压下对流散热分析 常压下人体通过皮肤的对流换热量可通过式(1-1)进行计算： ℎ ( − ) C= (1-1) ℎ +1 式中：C—对流换热量W/㎡； —面积系数，人体着装后的实际表面积与人体裸身面积 ； —服装热阻， =0.155 ，㎡·K/W； cl —皮肤温度，℃。 人体与周围环境的对流换热直接取决于对流换热系数和人体皮肤平均温度与周围环境 的温差。ASHARE Handbook2005 （SI）对低气压下的对流换热系数进行了修正，修正系数 0.55 为 （ ） P [1] 。 101.3 1.2 低气压下辐射散热分析 常压下人体与周围环境的辐射换热量计算公式如（1-2 ）： R= ℎ ( − )=εσ [( + 273) 4 −( + 273) 4] (1-2) 式中：—平均辐射温度，℃； ε—人体表面发射率，无量纲； σ—斯蒂芬—玻尔兹曼常数，5.67× 10−8 4 W/㎡ ; 刘国丹，女，工学博士，教授，研究生导师；266033，青岛市市北区抚顺路11 号青岛理工大学 市政与环境工程学院E-mail：h-lab@163.om —人体姿态影响有效面积的修正系数，坐姿0.7 ，站姿0.72 ； ℎ—辐射换热系数，W/㎡·K； 2 实验系统及实验方法 2.1 实验系统简介 实验在青岛理工大学暖通实验室的高原低气压环境模拟舱中进行的，模拟舱的压力调节 范围为51～101 kPa(0.5～1.0 atm)(最低可达20 kPa) ，并设有远程测量和控制系统。 2.2 暖体假人测试原理介绍2