高温环境下送风帽送风对头部热舒适影响的模拟研究

发布时间：2018-04-30 23:21

  本文选题：高温环境 + 热舒适　； 参考：《郑州大学》2017年硕士论文

【摘要】：工业生产中,一些特殊工作岗位因生产条件限制及工艺需求,工作环境温度高达40℃,严重影响工作人员的热舒适性。为改善高温车间的工作区环境,提高工作人员热舒适性,工作区需设置局部送风装置,但传统的局部送风因其自身的局限性不能很好的满足工作人员需求。近年来,个性化送风因其独有的特性受到人们的关注。个性化送风可将经过处理的低温空气直接输送至工作区,有效改善工作人员热舒适性。但对个性化送风的研究多针对于民用建筑环境(如办公环境等),而针对高温环境的研究较少。为改善高温作业人员的热舒适性,本文针对一种便携式空调系统中末端所采用的送风帽送风方式,采用CFD数值模拟技术,对其送风性能进行了研究分析,为后期的设备开发提供理论指导。本文的主要研究工作如下:(1)首先总结分析个性化送风相关研究文献确定了研究思路和技术路线。其次,对人体散热特性、热调节模型及常规壁面热边界条件进行分析,基于Pennes生物传热方程建立了头部传热模型,解决了常规热边界条件的不适用性。最后,总结非均匀热环境人体热舒适预测方法,并基于Zhang的局部热感觉模型建立了适用于本课题的头部热舒适评价指标。(2)在环境温度40℃时,分别对佩戴和不佩戴送风帽进行瞬态计算分析。结果表明:与不佩戴送风帽相比,相同时刻佩戴送风帽时头部平均和最高温度约低1~2℃,且皮肤温度上升速度明显降低。分析头部周围速度和温度分布可知:佩戴送风帽时可在头部周围形成具有阻隔环境高温侵袭作用的气幕,将头部与周围高温环境隔离。(3)在送风口宽为10mm、风口和头部间距为10mm时,通过模拟计算研究了送风参数对头部热舒适的影响。结果显示:随送风温度升高η值先升高后下降,存在最优送风温度范围;η值随送风风速的增大逐渐增大,随送风角度的增大逐渐减小,但送风角度在0~15°变化时对η值几乎无影响,角度大于15°时不同工况影响作用不同。基于计算结果分析得出合理的送风参数范围为:送风温度T=24~28℃、送风风速V=0.6~0.8m/s、送风角度α=5~10°。(4)基于送风参数的计算结果,通过模拟计算分析了送风口结构参数对头部热舒适的影响。分析得出合理的结构参数范围为:风口宽B=10~15mm、风口和头部水平间距D=10~15mm。
[Abstract]:In industrial production, the working environment temperature is as high as 40 鈩，

本文编号：1826694