高温高湿环境下气体冷却服及其热舒适性实验研究

发布时间：2017-03-30 04:13

  本文关键词：高温高湿环境下气体冷却服及其热舒适性实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代矿山开采程度的加大和开采技术的发展,矿井深度迅速增加,深部巷道和工作面的高温热害问题越来越频繁出现,矿井高温热害问题己成为制约采矿效率、危害井下作业人员身心健康和造成安全事故的重要因素。目前,我国矿用气体冷却服的研制开发和气冷服穿着舒适性的研究较少,仍处于初始阶段,气体冷却服的设计缺乏一定的理论支撑。矿用气冷服的冷却效果和热舒适性都有待验证。因此,研究适用于矿井高温高湿环境下的气体冷却服有非常重要的意义。本文以人体热平衡及热舒适的理论基础为指导,结合矿井高温高湿作业条件,通过服装设计学、流体力学、材料学、职业健康卫生学和安全人机工程学等学科理论设计出实验所用冷却服;对冷却服进行模拟实验,实验样本是20至28岁的男性学生。实验使用气候舱来模拟矿井高温高湿环境下的不同工况,通过不同强度的运动量模拟不同劳动强度,取不同的通气量进行实验;测量记录受试者衣内微环境数据及主观热感觉数据,分析在不同温湿度环境、不同运动强度下,风量变化对衣内微环境的影响;并对不同风量下,人体主观热感觉的变化进行分析。通过实验结果的分析,得出冷却服内温度湿度风速的变化规律,即:衣内微气候的风速与风量成正相关性,而衣内温度和湿度与风量成负相关性;衣内微气候的风速与劳动强度无必然相关性,而衣内温度和湿度与劳动强度成正相关性。实验结果还表明了人体主观热感觉的变化规律:随着冷却服风量增大,人的热感觉、潮湿感降低,气流感增大;热舒适、热可接受度增加,气流期望减小;随着劳动强度增大,人的热感觉、潮湿感增大,气流感减小;热舒适、热可接受度减小,气流期望增大。实验结果还显示环境温度的变化对衣内微气候和人体主观热感觉影响较大,当环境温度升高至34℃时,风量需要大幅提高。并通过人体主观热感觉投票与衣内微环境数据的结合,得出了高温高湿环境下衣内微气候的热舒适区。而对穿着冷却服后,高温高湿环境下人体的热可接受度的投票分析发现,现行的煤矿采掘工作面温度控制标准可适当放宽。
【关键词】：矿井 高温高湿环境 冷却服 衣内微气候 舒适区 主观热感觉
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS941.731;TD727.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 矿井开采趋势10-11
• 1.1.2 矿井高温高湿环境11-12
• 1.2 研究意义12-14
• 1.2.1 矿井高温高湿环境的危害12-13
• 1.2.2 矿井降温技术现状及局限13-14
• 1.3 国内外研究现状及尚未解决的问题14-19
• 1.3.1 国内外矿用防护服发展现状14-16
• 1.3.2 国内外矿井人体热舒适研究现状16-17
• 1.3.3 矿井人体热舒适标准17-19
• 1.4 研究目的及内容19
• 1.4.1 研究目的19
• 1.4.2 研究内容19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 人体热平衡及热舒适理论基础20-32
• 2.1 人体热平衡理论20-23
• 2.1.1 人体新陈代谢20-21
• 2.1.2 人体热交换21-23
• 2.1.3 人体热平衡23
• 2.2 人体体温调节机制23-25
• 2.2.1 温度感受系统23-24
• 2.2.2 体温调节机制24-25
• 2.3 人体热舒适理论25-30
• 2.3.1 人体热舒适定义及影响因素25-26
• 2.3.2 人体热舒适方程26-27
• 2.3.3 PMV热舒适模型27-29
• 2.3.4 建筑环境及衣内微环境舒适区29-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第三章 冷却服的设计32-38
• 3.1 冷却服的工作原理32-33
• 3.2 冷却服的结构及大小设计33-35
• 3.2.1 冷却服的款式分析与确定33-34
• 3.2.2 冷却服的细部结构分析与确定34
• 3.2.3 冷却服大小设计34-35
• 3.2.4 冷却服材料选择35
• 3.3 冷却服内部机构设计35-36
• 3.3.1 冷却服内部结构选择35-36
• 3.3.2 冷却服内部管路分布设计36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 高温高湿环境下衣内微环境及人体主观热感觉实验设计38-47
• 4.1 实验准备38-42
• 4.1.1 实验对象38
• 4.1.2 人工气候室及工位38-40
• 4.1.3 实验工况40
• 4.1.4 活动强度的设定40
• 4.1.5 实验仪器及设备40-42
• 4.2 实验方案42-47
• 4.2.1 测试参数42-45
• 4.2.2 实验步骤及方法45-47
• 第五章 高温高湿环境下衣内微环境及人体主观热感觉实验结果分析47-67
• 5.1 实测环境工况参数47
• 5.2 实测衣内微环境参数47-52
• 5.2.1 第一阶段实测衣内微环境参数47-51
• 5.2.2 第二阶段衣内实测微环境参数51-52
• 5.3 主观热反应参数52-64
• 5.3.1 第一阶段主观热反应52-60
• 5.3.2 第二阶段主观热反应60-64
• 5.4 热舒适区参数64-65
• 5.5 冷却服及实验的改进65-66
• 5.6 本章小结66-67
• 第六章 结论与展望67-69
• 6.1 本文的主要结论67-68
• 6.2 主要创新点68
• 6.3 不足及展望68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-74
• 附录：攻读硕士学位期间的学术成果74-75
• 附表1 实际测量数据记录表75
• 附表275

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：276197