[发明专利]假人身体各部位辐射换热量和对流换热量分离的实验方法

摘要

本发明涉及一种假人身体各部位辐射换热量和对流换热量分离的实验方法，步骤为：1）预实验中令局部送风温度与该局部皮肤温度一致，使对流换热量为零；2）根据各组壁面温度、身体局部皮肤温度及其对应的角系数计算身体各部位的辐射温度；3）计算本实验条件下假人身体各部位的辐射换热系数；4）实现不同工况下假人局部皮肤表面与环境的辐射和对流换热量的分离计算，其中假人各部位总换热量及皮肤温度可直接读取。本发明克服了以往由微风速测试仪采集人体周围风速以计算人体对流换热量时，仪器对人体周围流场的干扰和破坏，保证了计算结果的准确性。由本分离实验计算方法得到的不同工况下人体热舒适状态下假人身体各部分辐射和对流换热量的大小和比例关系。

主权项

1.一种假人身体各部位辐射换热量和对流换热量分离的实验方法，在求解舒适状态下的假人身体各部位平均辐射换热系数的基础上，将假人输出的身体各部位换热量分离成辐射换热量和对流换热量两部分，其特征在于，具体包括以下实验计算步骤：1)预实验：将假人调控在热舒适状态下，用可移动送风口分别针对假人20个局部身体部位送风，保证送风温度ta与对应身体局部部位的皮肤温度相等，导致人体与环境的对流换热量为零，使假人输出的换热量仅为相应身体部位的辐射换热量Qr；2)辐射温度t_r计算：实验中测量环境壁面温度t_i，用FLUENT软件求解假人各个局部身体部位对房间六个壁面的角系数F_i，并将其代入公式其中：t_r：辐射温度，℃；F_i：各壁面对该部位的辐射角系数，无因次；t_i：各壁面温度，℃，即可求得各身体部位在不同时刻对应的辐射温度t_r；3)辐射换热系数β0计算：基于上述步骤1)得到的各组辐射换热量Qr和辐射温度tr，结合假人输出的皮肤表面温度tcl，由公式Qr＝β0(Tcl4‑Tr4)，其中Q:辐射换热量，W/m2；β0：平均辐射换热系数，W/m2·K4；Tcl：皮肤温度，K；T：辐射温度，K；计算出假人身体该部位的各组辐射换热系数，进而求得多组数据辐射换热系数的平均值作为其不受风速、温度工况影响下的实验中该部位的平均辐射换热系数；4)热量分离计算：在实验室其他条件不变的情况下，改变气流组织形式和送风温度与风量，由假人输出的皮肤表面温度tcl和实测中的辐射温度tr以及步骤3)求得的辐射换热系数β0，由公式Qr＝β0(Tcl4‑Tr4)计算出该工况下各身体部位辐射换热量，进一步用假人输出的皮肤表面总换热量减去辐射换热量即可得到对流换热量。