一種多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法，包括以下步驟：建立通過衣下空氣層的熱濕傳遞方程；建立通過服裝面料層的熱濕傳遞方程；建立服裝外表面與外環(huán)境間的熱濕傳遞方程；根據(jù)穩(wěn)態(tài)條件下的能量守恒定律，得出多層服裝系統(tǒng)的熱阻和濕阻。本發(fā)明有利于估計服裝系統(tǒng)的熱濕傳遞性能，從而設(shè)計出滿足人體熱濕舒適要求的服裝產(chǎn)品。
【專利說明】一種多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及服裝熱濕舒適性【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當人體穿著服裝時，由人體向外環(huán)境的熱濕傳遞途徑包括人體皮膚與最內(nèi)層服裝之間的微氣候、服裝面料層、服裝層與層之間的衣下空氣層，是一個由多層織物與多層空氣所組成的復雜系統(tǒng)。其熱濕傳遞性能不僅受環(huán)境溫濕度及風速的影響，還受到織物性能、月艮裝號型、服裝款式等諸多因素的影響。在溫濕度可控的人工氣候室中，應(yīng)用出汗熱平板儀、出汗暖體假人等先進儀器可以實現(xiàn)對多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的準確測量，但這些實驗儀器昂貴，操作復雜，難以實現(xiàn)廣泛應(yīng)用。而建立一種根據(jù)織物的基本性能(纖維導熱系數(shù)、孔隙率)和服裝寬松量(衣下空氣厚度)來預(yù)測多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的方法，有利于估計服裝系統(tǒng)的熱濕傳遞性能，設(shè)計出滿足人體熱濕舒適要求的服裝產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法，適用于模擬人體穿著多層服裝時，計算由服裝材料及衣下空氣層所構(gòu)成的服裝系統(tǒng)的熱濕阻。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法，包括以下步驟:
[0005](I)建立通過衣下空氣層的熱濕傳遞方程，其中，包括顯熱流和潛熱流，顯熱流為衣下空氣的導熱/自然對流、和皮 膚與最內(nèi)層服裝之間的輻射換熱；潛熱流為分子擴散傳質(zhì)/自然對流傳質(zhì)；
[0006](2)建立通過服裝面料層的熱濕傳遞方程，其中，包括顯熱流和潛熱流，顯熱流為通過纖維及孔隙間的導熱；潛熱流為通過織物孔隙和纖維表面的擴散傳質(zhì)；
[0007](3)建立服裝外表面與外環(huán)境間的熱濕傳遞方程，其中，包括顯熱流和潛熱流，顯熱流為由環(huán)境風速引起的受迫對流、和服裝外表面與環(huán)境間的輻射換熱；潛熱流為受迫對流傳質(zhì)；
[0008](4)根據(jù)穩(wěn)態(tài)條件下的能量守恒定律，得出多層服裝系統(tǒng)的熱阻和濕阻。
[0009]所述步驟(1)中根據(jù)瑞利數(shù)Ra來判斷是否衣下空氣層內(nèi)是否出現(xiàn)自然對流，在衣下空氣層內(nèi)沒有出現(xiàn)自然對流時，水蒸汽以分子擴散的方式通過衣下空氣層向外界傳遞；當衣下空氣層內(nèi)開始出現(xiàn)自然對流時，水蒸汽以對流傳質(zhì)的方式進行傳遞，通過衣下空氣層的水蒸汽傳遞率進行分段表示；根據(jù)傳熱與傳質(zhì)系數(shù)之間的類比關(guān)系可知，通過衣下空氣層的熱濕傳遞方程分段表示為:
[0010]當衣下空氣層內(nèi)沒有出現(xiàn)自然對流時，通過衣下空氣層的熱濕傳遞方程分別為:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)建立通過衣下空氣層的熱濕傳遞方程，其中，包括顯熱流和潛熱流，顯熱流為衣下空氣的導熱/自然對流、和皮膚與最內(nèi)層服裝之間的輻射換熱；潛熱流為分子擴散傳質(zhì)/自然對流傳質(zhì)； (2)建立通過服裝面料層的熱濕傳遞方程，其中，包括顯熱流和潛熱流，顯熱流為通過纖維及孔隙間的導熱；潛熱流為通過織物孔隙和纖維表面的擴散傳質(zhì)； (3)建立服裝外表面與外環(huán)境間的熱濕傳遞方程，其中，包括顯熱流和潛熱流，顯熱流為由環(huán)境風速引起的受迫對流、和服裝外表面與環(huán)境間的輻射換熱；潛熱流為受迫對流傳質(zhì)； (4)根據(jù)穩(wěn)態(tài)條件下的能量守恒定律，得出多層服裝系統(tǒng)的熱阻和濕阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟(1)中根據(jù)瑞利數(shù)Ra來判斷是否衣下空氣層內(nèi)是否出現(xiàn)自然對流，在衣下空氣層內(nèi)沒有出現(xiàn)自然對流時，水蒸汽以分子擴散的方式通過衣下空氣層向外界傳遞；當衣下空氣層內(nèi)開始出現(xiàn)自然對流時，水蒸汽以對流傳質(zhì)的方式進行傳遞，通過衣下空氣層的水蒸汽傳遞率進行分段表示；根據(jù)傳熱與傳質(zhì)系數(shù)之間的類比關(guān)系可知，通過衣下空氣層的熱濕傳遞方程分段表示為: 當衣下空氣層內(nèi)沒有出現(xiàn)自然對流時，通過衣下空氣層的熱濕傳遞方程分別為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟(2)中服裝面料層的熱濕傳遞方程為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟(3)中根據(jù)臨界雷諾數(shù)確定環(huán)境風速產(chǎn)生的受迫對流的流態(tài)為層流還是紊流，利用傳熱與傳質(zhì)的類比關(guān)系，服裝外表面與環(huán)境間的熱濕傳遞方程分段表示為: 當環(huán)境風速產(chǎn)生的受迫對流的流態(tài)為層流時，服裝外表面向環(huán)境的熱濕傳遞方程為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層服裝系統(tǒng)熱濕阻的預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟(5)中在穩(wěn)態(tài)條件下，通過服裝系統(tǒng)的總熱流量和總質(zhì)流量分別等于衣下空氣層、面料層、服裝外表面向環(huán)境所傳遞的熱流量和質(zhì)流量得到多層服裝系統(tǒng)的熱阻和濕阻的表達式為:
【文檔編號】G01N33/36GK103499602SQ201310442454
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】張昭華, 李俊, 王云儀, 張向輝 申請人:東華大學