高溫環(huán)境下送風(fēng)帽送風(fēng)對(duì)頭部熱舒適影響的模擬研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)中，一些特殊工作崗位因生產(chǎn)條件限制及工藝需求，工作環(huán)境溫度高達(dá)40℃，嚴(yán)重影響工作人員的熱舒適性。為改善高溫車間的工作區(qū)環(huán)境，提高工作人員熱舒適性，工作區(qū)需設(shè)置局部送風(fēng)裝置，但傳統(tǒng)的局部送風(fēng)因其自身的局限性不能很好的滿足工作人員需求。近年來，個(gè)性化送風(fēng)因其獨(dú)有的特性受到人們的關(guān)注。個(gè)性化送風(fēng)可將經(jīng)過處理的低溫空氣直接輸送至工作區(qū)，有效改善工作人員熱舒適性。但對(duì)個(gè)性化送風(fēng)的研究多針對(duì)于民用建筑環(huán)境（如辦公環(huán)境等），而針對(duì)高溫環(huán)境的

2、研究較少。為改善高溫作業(yè)人員的熱舒適性，本文針對(duì)一種便攜式空調(diào)系統(tǒng)中末端所采用的送風(fēng)帽送風(fēng)方式，采用CFD數(shù)值模擬技術(shù)，對(duì)其送風(fēng)性能進(jìn)行了研究分析，為后期的設(shè)備開發(fā)提供理論指導(dǎo)。本文的主要研究工作如下：
　　（1）首先總結(jié)分析個(gè)性化送風(fēng)相關(guān)研究文獻(xiàn)確定了研究思路和技術(shù)路線。其次，對(duì)人體散熱特性、熱調(diào)節(jié)模型及常規(guī)壁面熱邊界條件進(jìn)行分析，基于Pennes生物傳熱方程建立了頭部傳熱模型，解決了常規(guī)熱邊界條件的不適用性。最后，總結(jié)非均勻熱

3、環(huán)境人體熱舒適預(yù)測方法，并基于 Zhang的局部熱感覺模型建立了適用于本課題的頭部熱舒適評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　（2）在環(huán)境溫度40℃時(shí)，分別對(duì)佩戴和不佩戴送風(fēng)帽進(jìn)行瞬態(tài)計(jì)算分析。結(jié)果表明：與不佩戴送風(fēng)帽相比，相同時(shí)刻佩戴送風(fēng)帽時(shí)頭部平均和最高溫度約低1～2℃，且皮膚溫度上升速度明顯降低。分析頭部周圍速度和溫度分布可知：佩戴送風(fēng)帽時(shí)可在頭部周圍形成具有阻隔環(huán)境高溫侵襲作用的氣幕，將頭部與周圍高溫環(huán)境隔離。
　?。?）在送風(fēng)口寬為10

4、mm、風(fēng)口和頭部間距為10mm時(shí)，通過模擬計(jì)算研究了送風(fēng)參數(shù)對(duì)頭部熱舒適的影響。結(jié)果顯示：隨送風(fēng)溫度升高η值先升高后下降，存在最優(yōu)送風(fēng)溫度范圍；η值隨送風(fēng)風(fēng)速的增大逐漸增大，隨送風(fēng)角度的增大逐漸減小，但送風(fēng)角度在0～15°變化時(shí)對(duì)η值幾乎無影響，角度大于15°時(shí)不同工況影響作用不同?；谟?jì)算結(jié)果分析得出合理的送風(fēng)參數(shù)范圍為：送風(fēng)溫度T=24～28℃、送風(fēng)風(fēng)速V=0.6～0.8m/s、送風(fēng)角度α=5～10°。
　?。?）基于送風(fēng)參數(shù)