清华大学学报(自然科学版)

作者：陈飞宇, 申梁昌, 付明, 申世飞, 李亚运

单位：1. 清华大学 工程物理系, 公共安全研究院, 北京 100084;<br>2. 清华大学 合肥公共安全研究院, 合肥 230601;<br>3. 灾害环境人员安全安徽省重点实验室, 合肥 230601

关键词：主动加热服装,冷环境,个体防护,热湿传递,数值模型

基金：国家重点研发计划项目(2019YFF0302101);国家自然科学基金面上项目(52074163);安徽省杰出青年科学基金项目(1908085J22)

服装热湿传递数值模型是评估服装保暖防护性能、计算人体和环境的热湿传递以及评价人员冷暴露安全的重要工具。现有模型主要关注传统的被动保暖服装,针对主动加热服装的模型研究较少,且仅考虑织物层面,不能用于人体实际穿着服装中热反应计算的模拟。该文构建了适用于与人体热生理反应模型耦合计算的主动加热服装多层热湿传递模型。基于被动保暖服装模型,考虑电加热、相变材料(PCM)、吸湿发热等主动加热技术的产热传热机理,建立了适用于主动加热服装的热湿传递通用模型。针对最为普及的电加热服装,进一步考虑服装结构、辐射传热、分区与横向传热的特性,对模型进行优化改进,建立了适用于电加热服装的改进模型。与实验数据对比表明：所建立的通用模型和电加热服装改进模型对局部皮肤温度的预测误差分别不超过0.58℃和0.47℃,具有较好的准确度。所建立的模型可应用于低温暴露场景中穿着主动加热服装的人体热安全及服装防护性能评价,为公共安全以及环境工效学领域的人员防护、应急管理和防护装备研发提供参考。

来源：2023年第6期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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