制冷專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(家用空調(diào))(論文+DWG圖紙),制冷,專業(yè),畢業(yè)設(shè)計(jì),家用空調(diào),論文,dwg,圖紙 鄭州輕工業(yè)學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 英文翻譯 題 目 在汽車中熱化階段和 冷卻階段的熱舒適性 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 院 （系） 指導(dǎo)教師(職稱) 完成時(shí)間 18 在汽車中熱化階段和冷卻階段的熱舒適性 在汽車中熱化階段和冷卻階段的熱舒適性 O. Kaynakli . E. Pulat . M. Kilic 摘要: 大多數(shù)汽車有暖氣通風(fēng)和空調(diào)裝置來(lái)控制車輛內(nèi)部的熱環(huán)境。但是在炎熱或者寒冷的冬季里，從汽車啟動(dòng)到行駛穩(wěn)定很難達(dá)到并且保持熱舒適度，在這些過(guò)渡階段，人類有體溫調(diào)節(jié)程序領(lǐng)悟并促使冷暖系統(tǒng)改進(jìn)和改良。這一項(xiàng)研究呈現(xiàn)出在汽車內(nèi)部環(huán)境和人類身體之間的熱交換作用的模型。模型基于人類身體的熱平衡等式.和定義出漢率和皮膚表面平均溫度的經(jīng)驗(yàn)公式相結(jié)合，這種模擬已被短暫的情況下使用運(yùn)行。汽車內(nèi)部熱化和冷卻過(guò)程對(duì)熱舒適度的影響已經(jīng)被研究。結(jié)果跟現(xiàn)在的測(cè)量和文獻(xiàn)資料中可獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符合。它表明實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模型的協(xié)議結(jié)合非常好。 符號(hào)目錄 A 表面區(qū)域,m2 熱傳導(dǎo)率，W 特性熱,J/(kg K) 織物層的外部半徑 CSIG 寒冷信號(hào) R 熱或蒸發(fā)阻力，(m2 K)/W 或者 (m2 KPa)/W 修正常數(shù) S 儲(chǔ)蓄熱，W 傳熱系數(shù),W / (m2 K) t 時(shí)間,s (除非在數(shù)分鐘內(nèi)指定) 片段系數(shù) 溫度， 空氣或織物層數(shù) 熱感覺(jué) 傳導(dǎo)的傳熱系數(shù),W/ (m K) 空氣流速，m/s 熱負(fù)荷, W / m2 皮膚濕度 身體塊,kg 濕氣比，kg H2O/kg dry air 每單位區(qū)域塊流程率；kg / (s m) 外部工作完成速率，W 熱量制造的新陳代謝率；W WSIG 溫暖信號(hào) nl 分層的數(shù)量 厚度，mm 水蒸氣壓力；KPa 希臘符號(hào) 皮膚層塊與身體總塊的比率 滲透效率 下標(biāo)數(shù)字 a 空氣 ex 呼氣 al 空氣層 f 織物 b 身體 int 外部衣物表面和固體的 界面（例如座位或靠背） bl 血液 max 最大值 cd 傳導(dǎo) n 中間的 cl 衣服 rex 呼吸 cr 核心 rd 輻射 cv 對(duì)流 s 飽和的 dif 散布 sk 皮膚 e 易受到對(duì)流和輻射的環(huán)境 sw 汗液 ev 蒸發(fā) t 總數(shù) 1介紹 一輛汽車的司機(jī)和乘客的舒適感部分取決于車輛內(nèi)部空氣的質(zhì)量和溫度，三個(gè)相關(guān)的系統(tǒng)被用于提供所需求的空氣溫度和質(zhì)量。這些是通風(fēng)系統(tǒng)，暖氣通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)。一輛車的暖氣通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的作用是為它的乘坐者提供完全的熱舒適。因此，非常必要去了解人身體的熱量方面的情況，以便設(shè)計(jì)一個(gè)的效的HVAC系統(tǒng)。 為了估計(jì)熱舒適水平，環(huán)境熱量方面的準(zhǔn)確信息是必需的。環(huán)境熱量能概略地被汽車內(nèi)部的空氣溫度、速度和濕度表現(xiàn)。在交互作用中，熱量和傳質(zhì)一起發(fā)生。完成人類舒適的模型包括能量平衡液體和材料熱力性能相等，熱量和傳質(zhì)特性，一輛汽車的乘客坐的車廂在冬季中被通過(guò)冷卻劑------空氣的熱交換器的循環(huán)熱引擎冷卻加熱以使車廂的空氣暖和。加熱系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成與空氣流通系統(tǒng)一同操作，以便能提供所需的溫度。 隨著引擎大小的改進(jìn)變小，從燃料的經(jīng)濟(jì)方面和車輛加熱系統(tǒng)的可利用熱量相應(yīng)地減少方面考慮，從考慮市場(chǎng)情況出發(fā)為確保乘客的熱舒適感，甚至在極端的情況下，有一種發(fā)展更有效的系統(tǒng)的興趣為達(dá)到并保持乘客的熱舒適感是很困難的。一些輔助的加熱或冷卻裝置或許極大地減少了需要達(dá)到熱舒適的時(shí)間，但是這個(gè)裝置的能量需求是很大的。 在嚴(yán)熱的季節(jié)，空調(diào)被應(yīng)用。當(dāng)提起空調(diào)裝置時(shí)。腦海里第一個(gè)想法是冷卻和清爽的空氣。事實(shí)上汽車空調(diào)系統(tǒng)不僅冷卻空氣而且清潔、除溫使空氣流通以使乘客健康舒服，這些程序同加熱和通風(fēng)系統(tǒng)一起運(yùn)行。 人類的熱舒適感早被認(rèn)為是先前的研究課題，有許多被證明和編成法典的可利用的數(shù)據(jù)[3]。在文獻(xiàn)中，大多數(shù)研究考慮熱量狀況幾乎一致完整地覆蓋乘客的整個(gè)身體。在乘客身體被很不均勻和短暫覆蓋的狀況下比較少的注意出現(xiàn)在指向在同一汽車內(nèi)的熱舒適。 Yigit[18]計(jì)算了每一個(gè)身體部分的熱損失和穿五件不同套裝時(shí)整個(gè)身體的熱損失。然而身體各個(gè)部位的熱損失沒(méi)有被考慮，衣物阻擴(kuò)抗對(duì)臺(tái)戲熱舒適的影響也沒(méi)有被估計(jì)。 Mccullough et al[13，14]出版了絕緣價(jià)值，典型的衣服套裝蒸發(fā)與熱力模型對(duì)比。這些參數(shù)也被用于測(cè)量使用熱力裝置加濕的部分織物。一個(gè)計(jì)算機(jī)模型被開(kāi)了出來(lái)用于估計(jì)熱傳遞中干燥和蒸發(fā)空氣的阻力。Olesen et al.[15]研究了五套具有相同全部熱力絕緣的不同衣服套裝，但是對(duì)16個(gè)靜止不動(dòng)的實(shí)驗(yàn)主題實(shí)驗(yàn)是知身體的上部分到下部分排列，他們的實(shí)驗(yàn)研究將會(huì)給測(cè)量衣服套裝的熱阻不均勻提供一個(gè)方法，并且檢查它是如何影響使當(dāng)?shù)責(zé)崃坎环€(wěn)定。 Tanebe et al.[16]，用一個(gè)模型調(diào)查了人體幾個(gè)部分有感覺(jué)的潛伏的熱損失。對(duì)于身體上每一個(gè)考慮過(guò)的部分，總的熱傳遞系數(shù)和熱阻力被出現(xiàn)。既使他們的研究是在封閉的環(huán)境中進(jìn)行，它沒(méi)有提供任何熱舒適的結(jié)果。Kaynakli et al.[11]報(bào)告一頇研究說(shuō)人類身體被分成16個(gè)部分，在每一個(gè)16個(gè)身體部位和環(huán)境之間熱交互的計(jì)算機(jī)模型被開(kāi)發(fā)出來(lái)。隨著模型的使用，坐著和站著時(shí)身體的各個(gè)部分和整個(gè)身體的皮膚濕潤(rùn)情況和潛在（蒸汗蒸發(fā)，擴(kuò)散）和有感覺(jué)的（傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射）的熱量損失被計(jì)算出來(lái)。Kaynakli et al. [12]呈現(xiàn)人體和環(huán)境間和質(zhì)量傳遞的數(shù)學(xué)模型。在他們的研究中，人們?cè)诓蛔兊那闆r下獲得滿足感所需的環(huán)境的個(gè)人狀況和總計(jì)的有感覺(jué)的和潛在的熱損失，皮膚溫度、出漢、預(yù)測(cè)的平均贊成率（PMV）和預(yù)測(cè)的不滿意百分比（PPD）的價(jià)值經(jīng)由模型被計(jì)算出來(lái) 。 Chakroun和Al-Fahed[7]研究了一輛在科威特夏季數(shù)個(gè)月內(nèi)停在太陽(yáng)下的一輛汽車的溫度變化和熱舒適性。他們也認(rèn)為在汽車內(nèi)部用不同的內(nèi)部材料混合物對(duì)溫度有影響。Burch et al.[4]報(bào)告了在嚴(yán)寒冬季升溫時(shí)期的駕駛狀況下的一系列關(guān)于乘客熱舒適性的試驗(yàn)結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn)安裝在座位和靠背上的小功率電力加熱設(shè)備極大地減少升溫時(shí)間可以綜合通過(guò)在空氣管道中安裝電加熱器實(shí)現(xiàn)，雖然與這種方法有關(guān)的能量需求是很大的，除了他們的實(shí)驗(yàn)研究之后。他們將關(guān)于這個(gè)課題的一項(xiàng)分析研究發(fā)表在Burch et al.[5]。 汽車啟動(dòng)時(shí)加熱和降溫期間需要一些時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定的狀況。在這些時(shí)期，乘車者身體熱量分布十分不均。乘客感覺(jué)局部寒冷歸究于與一個(gè)最初的涼座位或于車輪接觸與環(huán)境不均勻的輻射熱傳遞，局部太陽(yáng)照射和空氣調(diào)速器的位置，儀表板控制的設(shè)定所決定的不均勻的空氣速率有關(guān)。因此為了達(dá)到保持汽車內(nèi)乘客的熱舒適性的技術(shù)發(fā)展中產(chǎn)生了很大興趣。 這項(xiàng)研究呈現(xiàn)一個(gè)人類與汽車內(nèi)環(huán)境之間熱交互的模型。因此部分分析認(rèn)為局部不舒服是由在一個(gè)相對(duì)狹小空間內(nèi)。衣服隔熱不均勻造成的。比如汽車車廂內(nèi)?，F(xiàn)在的模型是基于被分成16部分的人體的熱力平衡相等結(jié)合Gagge et al.’s[10]和Olesen et al.’s[15]的方法，所有身體部分被看作是二同心圓筒，需要背后數(shù)據(jù)比如身體部分的表面積，它們質(zhì)量從現(xiàn)有文獻(xiàn)中提取，這樣，除了gagge et al.’s[10] 的模型，盡量通過(guò)計(jì)算身體各個(gè)部分的熱交換和皮膚溫度，出漢率來(lái)定義局部不舒適性。在短暫的情況下模擬被運(yùn)行應(yīng)用。汽車內(nèi)部加熱和降溫過(guò)程對(duì)舒適性的影響已經(jīng)被證明。實(shí)驗(yàn)也指導(dǎo)了冷卻周期，直到汽車達(dá)到熱舒適性，溫度和溫度才發(fā)生改變。司機(jī)和乘客被這些變化極達(dá)地影響，為證明現(xiàn)在的模型，模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)做了比較。 2 數(shù)字模型 從乘客上面流過(guò)的環(huán)境空氣的速度從小空間熱舒適性觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)樗泻艽蟮募訜岷徒禍啬芰?，例如在汽車車廂?nèi)，在司機(jī)和乘客上方流動(dòng)的空氣進(jìn)入衣服開(kāi)衩口對(duì)于任何乘客身體沒(méi)有相同作用。雖然對(duì)于典型戶內(nèi)狀況取代平均速度是好的近似值，但以汽車內(nèi)部看來(lái)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大的錯(cuò)誤。坐著的乘客身體上方局部空氣流速被Burch et al.[5] （表1）經(jīng)實(shí)驗(yàn)列出。在這項(xiàng)研究中，測(cè)定乘客身體各部分熱損失的因素基于這些速度值。 在這項(xiàng)研究中用的模型是基于Olesen et al.[15]中描述的方法。在這項(xiàng)研究中為了證明冬天和夏天條件下，環(huán)境熱量對(duì)于乘客坐者尤其是司機(jī)詳細(xì)的影響，考慮身體上衣服和當(dāng)?shù)乜諝饬魉俚挠绊懭梭w被分成16部分。在表2中，表面積和他們身體表面積的各小部分都已給出。 用身體各部分儲(chǔ)存的能量來(lái)計(jì)算當(dāng)時(shí)，溫度變化許多這些身體部分大量的身體部分和他們身體的保各個(gè)小部分見(jiàn)表3。 將人體視作一個(gè)整體，從熱舒適性觀點(diǎn)看平均皮膚溫度是個(gè)不主意，但是四肢例如：手、腳和臉或者裸露和身體部分的溫度可能增加或減少不必要的數(shù)值。通過(guò)使用發(fā)展了的模型，影響熱舒適性的每一個(gè)身體部分的有感覺(jué)的和潛能在熱損失的參數(shù)變化的時(shí)間率，皮膚溫度和皮膚出汗率可能被研究。 2．1人類身體的熱力和生理學(xué)模型 兩包廂間過(guò)渡性熱量平衡模型被Gagge et al.[10]發(fā)明，將身體描述成兩個(gè)同心圓筒，里面的圓筒代表身體核心（骨骼、肌肉、內(nèi)臟）另外一個(gè)圓筒代表皮膚層。這個(gè)模型考慮到核心和皮膚部分即時(shí)的熱量?jī)?chǔ)存，假定這些部分的溫度隨時(shí)間變化。這個(gè)熱力模型用一對(duì)熱力平衡等式來(lái)描述，其中一個(gè)適用于任何部分[3]： 式子中，代表熱力產(chǎn)生的新陳代謝率，代表機(jī)械工作的熟練程度，呼吸的熱損失率，熱量從體內(nèi)到皮膚的傳輸率，, , 從皮膚層到環(huán)境分別以傳導(dǎo)對(duì)流和輻射方式的熱損失率，和表示在體內(nèi)和皮膚層儲(chǔ)存的能量在為些部分引起的瞬時(shí)溫度改變。這些效果可用下列等式表示： 代表身體部分質(zhì)量，代表身體特有熱量。和出現(xiàn)在等式2中代表對(duì)流和輻射和熱傳遞，可用下列關(guān)系計(jì)算： 式中，是暴露到環(huán)境中的身體部分的外表面積總面積除去與座位接觸的面積，靠背面積等等）代表穿衣服的身體部分與裸露的身體部分表面區(qū)域的比率包括平均輻射和周圍空氣溫度如下所示： 熱輻射傳熱系數(shù)取值4.7n/(m2.k)是因?yàn)樗糜趦?nèi)部狀況足夠精確[3]身體各部分的對(duì)流熱傳遞數(shù)在de Dear et al.[8]中取值。由于皮膚總的潛熱損失來(lái)自蒸發(fā), 表示為： 式中, 是蒸發(fā)比率, 是皮膚溫度的飽和水蒸汽分壓力, 是環(huán)境空氣的水蒸汽分壓力, 是衣物的浸透高效率,LR是蒸發(fā)熱傳遞與對(duì)對(duì)流熱傳遞系數(shù)的比的路易斯系數(shù).McCullough et al.[14]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通常室內(nèi)衣物浸透系數(shù)平均值=0.34 總皮膚的潮濕度(),包括常規(guī)出汗引起的和通過(guò)皮膚擴(kuò)散的濕度,均由下列式子給出. 最大的蒸發(fā)潛能,當(dāng)皮膚表面完全浸濕(=1)時(shí), 出現(xiàn). 在一輛汽車中身體表面的重要部分(15—20%)是由座位,靠背和方向盤(pán)接觸的,這部分不是認(rèn)為以對(duì)流、輻射方式散失熱量.由于皮膚熱傳導(dǎo)的熱損失由下式給出： 在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)模型中,身體中心和皮膚間的熱交換由通過(guò)直接接觸和皮膚血液流動(dòng)發(fā)生的。身體的平均熱電導(dǎo)常量被假定為=5.28W/(m2 k)從身體中心到皮膚的熱流動(dòng)如下式： 血液的特定熱，是4.187J/(kg k)呼吸熱損失大約是總熱損的10%,呼吸熱損失大約是總熱損的10%。由于呼吸的熱損失如下式： 式中是吸入空氣的流動(dòng)率, 和分別是出氣溫度和周圍空氣溫度。和分別是呼氣和周圍空氣的濕氣比.蒸發(fā)的熱量是2.43×106J/kg. 皮膚塊與總身體塊的比率()被當(dāng)作身體核心的下述功能與皮膚中血液流動(dòng)的比的模型: 每單位皮膚面積內(nèi)核心到皮膚的血液流動(dòng)被表示成: 每單位皮膚區(qū)域的出汗率被估計(jì)為: 人體平均溫度能通過(guò)皮膚到核心的重要平均溫度預(yù)測(cè): 身體中間溫度能用同樣方法通過(guò)皮膚到核心的中間溫度計(jì)算. 身體被分成16個(gè)統(tǒng)一穿衣物的部分.每個(gè)部分的總熱阻和總蒸發(fā)熱阻如下各項(xiàng). 假定通過(guò)空氣層和衣物層的熱傳遞是以傳導(dǎo)和輻射方式發(fā)現(xiàn),在這種情況下空氣層的熱阻如下式: 式中,Xa是空氣層厚度, Hrd和k的數(shù)值是Hrd=4.9(㎡k)和k=0.024W/(mk)[14]蒸發(fā)熱阻也能寫(xiě)成相似的等式.空氣層的蒸發(fā)熱阻如下式: 式中a和b是常數(shù).a和b的數(shù)值分別是0.0334(㎡kpa)/W和15mm[14]裸露在環(huán)境中的外表面處理的有一點(diǎn)不同.外層的熱阻為: 外層的蒸發(fā)熱阻通過(guò)對(duì)流的熱傳遞系數(shù)和路易斯關(guān)系決定: 2.2 熱感覺(jué)的預(yù)測(cè) 上述等式描述了人體環(huán)境和溫度調(diào)節(jié)裝置間的熱交換.身體E熱能量熱負(fù)荷的組合,影響在身體與環(huán)境間熱量交換中的人熱舒適性.如果身體的熱負(fù)荷(L)幾乎是零,中間狀況或熱舒適性就達(dá)到了.運(yùn)動(dòng).衣服和四個(gè)環(huán)境系數(shù)(氣溫,平均發(fā)光溫度,空氣流速和濕度)的組合都影響熱舒適性.應(yīng)用最廣泛的熱舒適參數(shù)是熱感覺(jué)(TS),數(shù)值在式27中給出 式中,Ab是身體的總表面積,表4 給出了TS的比值. 2.3 假定和起始狀況 裸露的身體表面積取為Ab=1.75/㎡,體重是80千克,核心和皮膚的初始溫度值分別取為36.8℃和33.7℃ 夏季衣物隔熱率,冬季衣物隔熱率,夏季衣物的衣服面積因素,冬季衣物的衣服面積因數(shù)和活動(dòng)的新陳代謝率分別取為:0.5clo,1.5clo,fcl=1.1,fa=1.15和75W/㎡.[5,6] 身體上的局部空氣速度在表1中給出,加熱和冷卻過(guò)程的平均空氣溫度(Ta)見(jiàn)圖1和圖2,加熱階段相關(guān)的溫度取0.35[5],冷卻階段見(jiàn)圖3,平均輻射溫度在加熱階段取為在冷卻階段取為 在加熱階段與身體(Tint)接觸的物體的表面溫度(t從起動(dòng)開(kāi)始的以分鐘計(jì)的時(shí)間)如下式 座位: 與座位接觸的穿衣物的身體面積:0.07㎡. 靠背: 與靠背接觸的穿衣物的身體面積:0.07㎡. 方向盤(pán): 與方向盤(pán)接觸的穿衣物的身體面積:0.01㎡. 在冷卻階段,發(fā)現(xiàn)身體有接觸物體的表面溫度(Tint)與運(yùn)行實(shí)驗(yàn)（t是以分鐘計(jì)）的結(jié)果一樣（表5）。 3 結(jié)果與討論 為了證明加熱和冷卻過(guò)程對(duì)汽車內(nèi)部狀況的影響，數(shù)學(xué)模型部分中的等式運(yùn)用Delphi6系統(tǒng)語(yǔ)言來(lái)指導(dǎo)計(jì)算機(jī)媒體。在加熱階段，需要靠背和方向盤(pán)表面溫度都取自Burch et al.[5]，在他們的實(shí)驗(yàn)研究中，內(nèi)部空氣已經(jīng)被從-20℃加熱到20℃，如圖1所示。 冷卻過(guò)程所需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在1991年裝有一個(gè)2000-cc引擎的豐田汽車被測(cè)量。汽車停在日光下，觀察到車內(nèi)氣溫上升到64℃，周圍環(huán)境溫度大的是30℃。稍后，標(biāo)準(zhǔn)的冷卻程序隨空調(diào)器的啟動(dòng)而開(kāi)啟。在這個(gè)過(guò)程中，車內(nèi)溫度，相關(guān)的溫度，座位，靠背和方向盤(pán)表面溫度被測(cè)量。測(cè)量的參數(shù)見(jiàn)圖2和圖3。因?yàn)樵谄噧?nèi)溫度升到64℃時(shí)相關(guān)的濕度從50﹪減少到11﹪，所以在冷卻階段相關(guān)濕度從11﹪開(kāi)始。 在升溫過(guò)程中從身體到環(huán)境的熱損失在圖4中相比較地給出。因?yàn)锽urch et at.[5]的模型和現(xiàn)在的模型存在一些原則上不同（例如：在Burch的模型中身體被分成4個(gè)部分，但在我們的模型中身體被分成16個(gè)部分），故一些差別在開(kāi)始階段出現(xiàn)。除去這些相對(duì)小的時(shí)間間隔，結(jié)果間達(dá)成的一致也在可接受的范圍內(nèi)。由于與物體表面接觸的身體各部分的面積小于其它身體表面積，故座位、靠背和方向盤(pán)的傳導(dǎo)熱損失與總的對(duì)流和輻射熱損失相比相當(dāng)?shù)?。在升溫過(guò)程的開(kāi)始階段，因?yàn)槠噧?nèi)溫度和內(nèi)部表面溫度相當(dāng)?shù)?，傳?dǎo)、對(duì)流和輻射的熱損失很高。甚至這些總的熱損失比熱力過(guò)程中的新陳代謝高。因?yàn)檫@個(gè)原因，身體核心和皮膚溫度有一點(diǎn)減小。但是皮膚溫度的減小要比核心溫度減小的多。顯然這些熱損失的快速減小歸究與汽車內(nèi)溫度的升高。在這個(gè)過(guò)程中，身體試圖保持最小限度的呼吸和蒸發(fā)熱損失以便平衡熱損失。 升溫階段相對(duì)比的變化的Ts值見(jiàn)圖5，通過(guò)圖5的驗(yàn)證，與Burch et at.[5]有一個(gè)好的相吻合處。 這些計(jì)算在和分析研究中運(yùn)行。在他們的實(shí)驗(yàn)中，Ts的數(shù)值由參考數(shù)據(jù)獲得，平均熱舒適性和參考數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差通過(guò)時(shí)間計(jì)算?，F(xiàn)在研究計(jì)算結(jié)果在Ts±16范圍內(nèi)，的值取0.62。最初，從身體到環(huán)境的時(shí)間熱力損失由于汽車內(nèi)的低溫度緣故一直很高。因此，由于內(nèi)部溫度和外表面溫度升高，熱舒適性得到改善。 指出汽車車廂升溫階段環(huán)境狀況對(duì)人舒適的影響的一個(gè)參數(shù)是身體表面平均溫度和它隨時(shí)間的變化見(jiàn)圖6。在最初幾分鐘內(nèi)，由于車內(nèi)和物體內(nèi)部都很低的溫度，平均皮膚溫度立即下降。隨著車內(nèi)溫度隨時(shí)間而升高，在它的值降低到一個(gè)最小值32℃后平均皮膚溫度開(kāi)始升高。雖然平均表面溫度對(duì)人類舒適狀況是一個(gè)好的信息，但也必須注意人體的局部不識(shí)。和固體表面接觸的身體背部、大腳和手的溫度在圖7中給出。內(nèi)部溫度對(duì)背部背部和腳的溫度影響不大，故它們的變化不重要。但是手面的溫度減小到17.5℃可以被估計(jì)為一個(gè)相當(dāng)?shù)偷臏囟?。在文獻(xiàn)中，提到當(dāng)手面溫度達(dá)到20℃時(shí)引起認(rèn)為不舒服的寒冷，達(dá)到15℃就極其寒冷[3]。 在冷卻過(guò)程中身體上的熱傳遞見(jiàn)圖8。由于在開(kāi)始車內(nèi)溫度和表面內(nèi)部溫度很高，有感覺(jué)的熱流動(dòng)（傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射）從環(huán)境到人體發(fā)生。這種情況導(dǎo)致從身體內(nèi)部到皮膚溫度的升高。為繼續(xù)維持身體重要功能和另外確保舒適的狀況，從環(huán)境對(duì)身體的熱量和熱力過(guò)程的新陳代謝熱量必須被排放到環(huán)境中。因此，身體增加了出汗的次數(shù)，很快身體的很大部分被汗覆蓋。這樣，蒸發(fā)熱損失的增加見(jiàn)圖8。然而呼吸熱損失不受環(huán)境狀況的影響，它保持在大約10W。 Chakroun和 Al-Fashed′s[7]的研究中，冷卻階段的熱舒適性的變化分別在圖9中給出。在Chakroun和 Al-Fashed′s[7]的書(shū)中，詳細(xì)的環(huán)境狀況沒(méi)有給出，所以我們的模型無(wú)法直接應(yīng)用于他們的測(cè)量狀況。因此，這一個(gè)圖只是一個(gè)性質(zhì)上的比較。在他們的研究中，可以肯定停在太陽(yáng)下的汽車內(nèi)部溫度達(dá)到大約65℃。然后，冷卻程序通過(guò)操作A/C開(kāi)關(guān)研究調(diào)查。但是在相當(dāng)熱的氣候中進(jìn)行而環(huán)境溫度是45℃。然而在我們的實(shí)驗(yàn)中它是30℃。太陽(yáng)的輻射也比我們的情景下強(qiáng)。由于這個(gè)原因，汽車內(nèi)描述的溫度是不同的，所決定的Ts值也不一樣。在最早的幾分鐘內(nèi)，由于車內(nèi)高溫，熱量通過(guò)傳導(dǎo)，對(duì)流和輻射從環(huán)境傳到人體。因此，由于身體有一個(gè)明顯的熱負(fù)荷，Ts有一個(gè)很高的初始值。然后，熱負(fù)荷隨車內(nèi)溫度減小而減小，表面溫度和舒適狀況得到改善。 冷卻過(guò)程中身體、腳和手面平均溫度的變動(dòng)見(jiàn)圖10。但是，直接與空氣接觸的手的溫度的升高比其它部分大。隨著車內(nèi)冷卻時(shí)間變化，這個(gè)溫度升高度下降。手部最易受到環(huán)境狀況的影響，所以溫度的明顯減小呈現(xiàn)在手上。相似的情形對(duì)頭部來(lái)說(shuō)也很有效。既然鞋子是重要的隔熱元素，腳沒(méi)從內(nèi)部溫度變化受到影響。由于這一原因，在冷卻過(guò)程最后最高的溫度出現(xiàn)在腳部。身體的平均表面溫度在手和腳的溫度間改變。 改變舒適感的一個(gè)重要參數(shù)是皮膚濕度，它隨著時(shí)間的變化見(jiàn)圖11。在冷卻過(guò)程的初始階段，由于車內(nèi)溫度高，出汗率增加，以便增加身體的熱損失。因此皮膚的濕度增加。由于鞋子緣故，最快的增加發(fā)生在腳部。由于頭部沒(méi)有衣物阻止出汗的蒸發(fā)，手臂不與方向盤(pán)接觸，皮膚濕度在這些身體部分中最低，然而平均身體表面濕度在頭部和腳部濕度中間升高到最大值0.6。 4 結(jié)論 在這項(xiàng)研究中，介紹了內(nèi)部環(huán)境狀況對(duì)人類生理學(xué)和加熱和冷卻過(guò)程對(duì)舒適性的影響。表示體溫控制裝置的基本熱交換等式和經(jīng)驗(yàn)關(guān)系被用于人體與環(huán)境間的熱質(zhì)傳遞。在這些過(guò)程中，考慮到車內(nèi)溫度和相關(guān)濕度和與身體接觸的物體表面的溫度，熱傳遞的變化，身體部分表面溫度和濕度和Ts數(shù)值都給了出來(lái)。 在升溫階段的最初幾分鐘，由于車內(nèi)和表面的低溫，從身體到環(huán)境的熱損失很大。在這個(gè)時(shí)期，蒸發(fā)熱損失通過(guò)體溫調(diào)節(jié)裝置保持在最小值。身體的平均皮膚溫度降到32℃，與方向盤(pán)接觸的手溫也降到一個(gè)很低的值17.5℃。由于從身體到環(huán)境的熱損失變得很重要，Ts值從-4.5開(kāi)始，然后隨內(nèi)部溫度升高，它開(kāi)始得到改善。 在冷卻階段的最初幾分鐘，和升溫階段相反，由于車內(nèi)和表面高溫，感覺(jué)熱交換從環(huán)境到身體間發(fā)生，由于這個(gè)原因，Ts值從一個(gè)相當(dāng)高的值8開(kāi)始，然后隨內(nèi)部溫度升高而下降。為了平衡身體與環(huán)境間的熱交換，出汗過(guò)程增加，所以潛在熱損失增加?？紤]到升溫和冷卻階段的呼吸熱損失都不受環(huán)境狀況的影響，隨著出汗過(guò)程增加，身體皮膚濕度增加，由于衣服熱絕緣度高，身體表面的皮膚濕度很高，相反，裸露的身體表面（例如頭和手）很低。同理，這些裸露的表面也是受環(huán)境狀況影響最快的部分。 除此之外，也提到了只有一名司機(jī)在車內(nèi)的停著的汽車的測(cè)量結(jié)果。汽車內(nèi)無(wú)人或汽車內(nèi)有乘客都可能影響測(cè)量結(jié)果。 參考文獻(xiàn) [1] Althouse A (1979) Modern refrigerations and air conditioning,The Goodheart Willcox Company, USA [2] Ar?c? 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