清华大学学报(自然科学版)

作者：操凯, 李亚运, 付明, 郭贤, 刘小勇, 宋舆涵

单位：1. 安徽建筑大学 机械与电气工程学院, 合肥 230601;<br>2. 清华大学 合肥公共安全研究院, 灾害环境人员安全安徽省重点实验室, 合肥 230601;<br>3. 中国科学技术大学 火灾科学国家重点实验室, 合肥 230026

关键词：高温热辐射,暖体假人,消防员降温背心,传热,降温性能

基金：国家重点研发计划(2022YFC3006103);安徽省重点研发计划标准化专项(202104h04020012)

为降低消防员热应激水平,该文开展降温背心综合性能评价,研究降温背心传热规律以及高温辐射环境、不同劳动强度对降温背心性能的影响。通过环境舱和暖体假人系统评估3个型号的消防员降温背心的降温性能,分别在不同温度(35、40和45℃)、不同定向热辐射(1.5和2.5 kW/m2)和不同劳动强度(低、中等和高)下开展实验。实验结果表明:降温背心可以有效降低消防服内部微环境温度,在200 min后消防服内外层温差仍有6.6℃,辐射直射部位中降温背心对腹部冷却作用最明显;3个型号的降温背心均有不同程度的降温效果,其中降温背心1的降温性能最佳,散热降温功率为4.097 W,散热降温时间超过2 h,降温背心3的降温性能相对最差,散热降温功率为0.753 W,散热降温时间为90 min;随着劳动强度的增大,降温背心的冷却效果下降,其中假人腹部在劳动强度65、110和165 W/m2时温度变化曲线线性拟合直线斜率分别为0.106 8、0.273 4和0.508 6;降温背心的降温性能随环境温度升高而衰减,在环境温度45℃时,假人胸部、肩部、腹部和背部的温度上升梯度与35℃时相比分别增大50.0%、40.6%、60.0%和50.0%;定向热辐射对降温背心的降温性能影响明显,2.5 kW/m2时假人胸部位置仅7 min温度就达到35.69℃。

来源：2023年第10期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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