低气压环境下二节点人体热调节模型研究

发布时间：2017-06-30 20:03

  本文关键词：低气压环境下二节点人体热调节模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：舒适的工作、生活环境对人体健康以及工作效率都有着积极的作用。目前国内外热环境的相关研究大都是在常压环境下展开的。随着海拔增加大气压力下降，空气密度及含氧量的变化对人体的生理及热舒适性产生一定的影响。针对低气压环境开展相关研究，对明确人体生理热反应及提高舒适性都有积极意义。 本文针对3000米以下低气压范围开展人体热调节相关研究，在此范围内，低压低氧会引起人体生理机能的一些补偿性生理反应，但不会产生病理上的医学反应(海拔3000m以上的区域首先应解决的是高原反应及高原病的预防与治疗问题，这通常需要通过高原医学的手段实现)[1]。研究主要以人体生理学及热调节理论为指导，对低气压下人体热调节相关的生理参数进行实验研究及理论分析。通过设计不同的压力工况来模拟不同海拔高度的低气压环境，并且设计不同的环境温度和人体运动形式来模拟不同的热环境和人体活动水平，分析人体对热环境的需求以及人体产热和各项生理参数的变化。在研究人体生理参数变化和低气压环境中人体散热模型基础上，建立适用于低气压环境的二节点人体热调节模型并对其进行了验证。利用该模型对热环境评价指标—标准有效温度SET*进行了计算，分析了低气压下标准有效温度的变化规律。建立了实验中人体平均热感觉投票MTS与标准有效温度的线性拟合关系，并对低气压环境下ASHRAE舒适标准55-74的舒适区进行修正，希望对低气压下热舒适的研究提供一定参考。 主要研究结论如下：（1）随着大气压力的降低，代谢量显著增加且在不同活动水平下的新陈代谢率变化趋势一致，均随大气压力降低而上升；（2）在20℃~30℃温度范围内，新陈代谢与环境温度的关系曲线呈倒U型；（3）在相同干球温度与相对湿度下，随着大气压力的降低，对应的标准有效温度降低；（4）相同的干球温度和大气压力环境下，随着相对湿度的增加，对应的标准有效温度升高，相对湿度的增加可以适当补偿大气压力降低带来的冷感；（5）在不同的大气压力环境下，热感觉均与标准有效温度呈较好的线性关系，随着大气压力的降低，热感觉随标准有效温度变化越显著，随着大气压力的降低，热中性温度升高；（6）不同大气压力环境下人体的舒适区域不同，随着大气压力的降低，人体的舒适区域范围向干球温度较高的方向移动，低气压环境中的舒适区的干球温度上下限值要比常压下ASHRAEStandard54-74中舒适区的上下限值高，人体热舒适区域范围变宽。
【关键词】：热舒适 二节点模型 低气压环境 新陈代谢量 标准有效温度
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R339.5;TU111
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 国外人体热调节模型的发展历程13-16
• 1.2.2 我国人体热调节模型研究的回顾16-17
• 1.2.3 人体热调节模型存在问题17-18
• 1.3 课题研究内容18-20
• 第2章 人体热调节模型理论基础20-42
• 2.1 人体温度控制系统的组成和原理20-22
• 2.1.1 人体温度调节控制系统的组成20-21
• 2.1.2 人体温度调节控制系统原理21-22
• 2.2 人体与环境间的热交换22-27
• 2.2.1 人体热平衡方程22-23
• 2.2.2 人体与环境间的热交换23-27
• 2.3 Gagge 二节点模型及低气压环境下的改进27-36
• 2.3.1 Gagge 二节点模型27-29
• 2.3.2 低气压环境下二节点模型的改进29-36
• 2.4 相关生理参数36-39
• 2.4.1 新陈代谢量36-37
• 2.4.2 皮肤温度37-39
• 2.5 本文涉及的舒适性指标39-40
• 2.6 本章小结40-42
• 第3章 低气压下热调节生理参数实验42-53
• 3.1 实验目的42
• 3.2 实验方法与实验对象42-45
• 3.2.1 实验方法设计42-44
• 3.2.2 实验对象44-45
• 3.3 实验设备及测试指标45-51
• 3.3.1 低气压环境模拟舱简介45-46
• 3.3.2 新陈代谢量测试46-47
• 3.3.3 皮肤温度测试47-48
• 3.3.4 运动器材48-49
• 3.3.5 环境参数测试49-51
• 3.3.6 人体热感觉实验问卷51
• 3.4 实验数据分析方法51-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第4章 低气压环境下人体代谢量及散热量分析53-67
• 4.1 低气压环境下人体代谢率的分析53-63
• 4.1.1 活动水平对新陈代谢率的影响53-55
• 4.1.2 温度对新陈代谢率的影响55-57
• 4.1.3 新陈代谢影响因素显著性分析57-58
• 4.1.4 低气压下新陈代谢率变化规律58-59
• 4.1.5 低气压下新陈代谢率变化的原因59-63
• 4.2 低气压环境下人体换热量的分析63-65
• 4.3 本章小结65-67
• 第5章 低气压下二节点热调节模型应用研究67-78
• 5.1 模型验证与实验结果对比分析67-68
• 5.2 低气压下二节点模型的应用68-76
• 5.2.1 标准有效温度 SET*的计算68-72
• 5.2.2 标准有效温度对热舒适的影响72-74
• 5.2.3 低气压下舒适区域的确定74-76
• 5.3 本章小结76-78
• 第6章 结论与展望78-80
• 6.1 结论78-79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作84-85
• 致谢85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：503256