體被熱物性參數(shù)測試平臺構(gòu)建及測試應(yīng)用研究.pdf

1、體被作為動物體與外界環(huán)境進行熱量傳遞的重要有機部分之一，對動物體的散熱一保溫平衡調(diào)節(jié)具有重要作用，其結(jié)構(gòu)和功能的多樣性在動物適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境過程中不可或缺。體被熱物性參數(shù)是探索哺乳動物體被保溫、適應(yīng)、進化機制以及毛皮加工工藝等的基本數(shù)據(jù)，然而從國內(nèi)相關(guān)文獻的報道情況看，有關(guān)研究似乎并沒有被納入到相關(guān)研究的主流中，或未能引起相關(guān)學(xué)者的足夠關(guān)注?；诖?，進行體被熱物性參數(shù)基礎(chǔ)研究、積累測試經(jīng)驗和相關(guān)數(shù)據(jù)對相應(yīng)設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用意義深遠。體被是特殊

2、的生物傳熱材料，在借鑒國外相關(guān)研究方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上，與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作構(gòu)建了動物體被穩(wěn)態(tài)過程熱物性參數(shù)測試平臺。采集分布于小興安嶺通河林區(qū)黃鼬東北亞種(Mustelasibirica manchurica Brass)夏季與冬季的雌性、雄性成體各10張毛皮，共計40張毛皮為研究對象。對體被傳熱樣本的制備方法、測試方法進行探索，初步確立了7項試驗操作方法。在夏季與冬季體被傳熱系數(shù)測試中，黃鼬東北亞種夏季與冬季體被的傳熱系數(shù)存在極顯著差

3、異(P<0.01)，且夏季體被傳熱系數(shù)高于冬季體被。
　　 為探索人為改變毛向與體被層厚度對傳熱系數(shù)測定產(chǎn)生的影響，以不同擺放方式實現(xiàn)樣本毛向變化，通過25kg重物壓體被樣本，實現(xiàn)體被層厚度的改變。測試結(jié)果顯示：無風(fēng)條件下，擺放方式對傳熱系數(shù)測定不產(chǎn)生顯著影響(P>0.05)，壓扁體被對傳熱系數(shù)測定產(chǎn)生顯著影響(P<0.05)。低風(fēng)速條件下，擺放方式和壓扁與否對傳熱系數(shù)測定產(chǎn)生影響，擺放方式對未壓扁冬季體被和壓扁夏季體被的測試影

4、響顯著(P<0.05)；壓扁與否對所有傳熱系數(shù)測定組別皆產(chǎn)生顯著影響(all P<0.05)，且對夏季體被測試產(chǎn)生的影響較冬季顯著。所有人為組合處理條件下的傳熱系數(shù)測定試驗中，壓扁與否對體被傳熱系數(shù)測定的影響較擺放方顯著。
　　 在體被樣本冷、熱面溫度和熱流密度三項物理量測定方面，相同熱源溫度條件下，壓扁與否較擺放方式對無風(fēng)條件下體被樣本的冷、熱面溫度和熱流密度的測定影響顯著；壓扁與否較擺放方式對低風(fēng)速條件下體被樣本的冷、熱面溫

5、度和熱流密度的測定影響顯著；低風(fēng)速和無風(fēng)條件下，夏季體被樣本的冷、熱面溫度和熱流密度的測定值高于冬季體被樣本。
　　 同一季節(jié)組別中，5個體被樣本的傳熱系數(shù)測定值存在組內(nèi)差異。為探索產(chǎn)生差異的原因，對測試中處于穩(wěn)態(tài)換熱狀態(tài)下體被樣本的含水率和體被厚度進行測定和比較。相關(guān)關(guān)系分析顯示：傳熱系數(shù)測定值與樣本含水率和體被厚度呈負相關(guān)關(guān)系。體被厚度增加將導(dǎo)致體被樣本含水率上升，但上升幅度較體被厚度百分比小。體被厚度增加的保溫效果較含水率

6、升高所導(dǎo)致的蒸發(fā)冷卻效果顯著，造成傳熱系數(shù)測定值組內(nèi)差異的主要因素是各體被樣本間的體被厚度差異。
　　 將夏季與冬季體被傳熱系數(shù)測定結(jié)果與前人關(guān)于黃鼬東北亞種夏季與冬季毛的形態(tài)學(xué)研究相結(jié)合發(fā)現(xiàn)：皮板厚度對體被保溫性能產(chǎn)生的影響較被毛小。毛的長度、細度、密度、髓質(zhì)指數(shù)、無髓段比例、鱗片類型以及各鱗片類型在毛干上的分布比例與體被保溫性能密切相關(guān)。
　　 利用SPSS17.0統(tǒng)計軟件，對夏季與冬季和全部認為組合處理中體被傳熱系