高溫環(huán)境下送風帽送風對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40℃，嚴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)置局部送風裝置，但傳統(tǒng)的局部送風因其自身的局限性不能很好的滿足工作人員需求。近年來，個性化送風因其獨有的特性受到人們的關(guān)注。個性化送風可將經(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。但對個性化送風的研究多針對于民用建筑環(huán)境（如辦公環(huán)境等），而針對高溫環(huán)境的

2、研究較少。為改善高溫作業(yè)人員的熱舒適性，本文針對一種便攜式空調(diào)系統(tǒng)中末端所采用的送風帽送風方式，采用CFD數(shù)值模擬技術(shù)，對其送風性能進行了研究分析，為后期的設(shè)備開發(fā)提供理論指導。本文的主要研究工作如下：
　?。?）首先總結(jié)分析個性化送風相關(guān)研究文獻確定了研究思路和技術(shù)路線。其次，對人體散熱特性、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價指標。
　?。?）在環(huán)境溫度40℃時，分別對佩戴和不佩戴送風帽進行瞬態(tài)計算分析。結(jié)果表明：與不佩戴送風帽相比，相同時刻佩戴送風帽時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：佩戴送風帽時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。
　?。?）在送風口寬為10

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