隔热阻燃防护服热防护性能与热湿舒适性的研究

论文摘要

隔热阻燃防护服是指在铸造业、石化业和消防业等火焰或高温作业下的防护着装。随着热防护技术的发展和对热防护要求的提高,隔热阻燃防护服不仅应具备较好的热防护性能和使用性能,还应具备良好的穿着舒适性。但是,在热防护服研究开发中,增强热防护性能与减少人体新陈代谢热负荷总是相互矛盾的,前者要求隔热阻燃防护服对外来热量具有良好的阻隔作用,后者要求服装具有一定的热湿传递能力,以利于人体热量散失和汗液蒸发。论文采用TPP-206热防护性能测试仪,并基于出汗暖体假人“Walter”测试技术的改进,探讨隔热阻燃防护服的热防护性能和热湿舒适性能。首先,论文以阻燃纤维面料为研究对象,采用美国CSI公司的TPP-206热防护性能测试仪,分别测试单层结构面料和多层结构面料的TPP值,评价隔热阻燃防护服的热防护性能。结果显示:单层结构面料的热防护性能均未达到国标规定,即使是厚度较大的阻燃粘胶非织造布（TPP值为21.53cal/m2）;多层结构面料均达到作为阻燃消防服的热防护性能基本要求,且发现阻燃粘胶/羊毛混纺织物不适合用于防火类着装;不耐燃烧的PTFE薄膜加入后能够显著提高多层结构面料热防护性能,且将PTFE薄膜置于外层与隔热层中间时的效果是显著的。其次,出汗暖体假人“Walter”是研究服装热湿舒适性的有效实验方法,但论文针对出汗暖体假人“Walter”存在的服装内含湿状态对散热功测量影响而导致的热阻和湿阻误差的问题,通过瑞典干态暖体假人“Tore”和出汗暖体假人“Walter”实验比较研究,提出了出汗暖体假人“Walter”热阻修正公式: Rd=（（Ts-Te）×A）/H-E×Qp同时,也提出了出汗暖体假人“Walter”湿阻修正公式: Re=A×（ps-pe）/He=A×（psf×RHs-pef×RHe）/E×Qp第三,基于阻燃隔热服的使用环境,设置了两种实验环境,即常温环境（温度20℃,湿度65%）和高温环境（温度33℃,湿度50%）,利用出汗暖体假人“Walter”,实验测试了单层结构阻燃隔热服和多层结构阻燃隔热服的热阻和湿阻。结果显示:①环境温湿度影响单层结构服装热阻和湿阻的测试值,高温环境下的阻燃隔热服热阻较常温下小、湿阻较常温下大。参照环境温度20℃,相对湿度65±5%下实验得到的服装热阻,评估高温下环境热对人体热损伤严重,但较实际热损伤小;而参照环境温度20℃,相对湿度65±5%下实验得到的服装湿阻,评估在高温环境人体蒸发汗液,滞留在皮肤与服装间的水气量比实际缓和,而汗液滞留在皮肤与服装间,因导热加快,致使人体易受环境热损伤。②根据总热阻（湿阻）公式和基本热阻（湿阻）公式,计算不同着装搭配下的有效热阻（湿阻）和基本热阻（湿阻）值,再计算各单层结构服装有效热阻（湿阻）和基本热阻（湿阻）的算术累加和,并建立了统计学关系式。论文提出研究隔热阻燃防护服的热防护性能和热湿舒适性能,对科学设计隔热阻燃防护服有一定的现实意义,出汗暖体假人“Walter”热阻和湿阻修正公式,完善了出汗暖体假人“Walter”的测试技术,具有创新性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 隔热阻燃防护服的发展
• 1.2 隔热阻燃防护服热防护性能的评价
• 1.3 暖体假人与隔热阻燃防护服舒适性研究
• 1.3.1 暖体假人的发展
• 1.3.2 出汗暖体假人测试技术
• 1.3.3 基于暖体假人服装舒适性研究现状
• 1.4 本课题研究意义及内容
• 第二章 隔热阻燃防护服热防护性能的研究
• 2.1 隔热阻燃防护服
• 2.1.1 隔热阻燃防护服款式
• 2.1.2 隔热阻燃防护服的多层结构
• 2.2 隔热阻燃防护服热防护性的测试与分析
• 2.2.1 TPP-206 热防护性能测试仪
• 2.2.2 隔热阻燃防护服热防护性的实验数据
• 2.2.3 隔热阻燃防护服热防护性的分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 出汗暖体假人“WALTER”热阻与湿阻的修正
• 3.1 干态暖体假人与出汗暖体假人
• 3.1.1 干态暖体假人“Tore”
• 3.1.2 出汗暖体假人“Walter”
• 3.2 实验服装与实验数据
• 3.2.1 实验服装
• 3.2.2 实验数据
• 3.3 出汗暖体假人“WALTER”热阻的修正
• 3.4 出汗暖体假人“WALTER”湿阻的修正
• 3.5 本章小结
• 第四章 隔热阻燃防护服热湿舒适性的研究
• 4.1 隔热阻燃防护服在高温下的热阻和湿阻
• 4.1.1 环境温湿度对隔热阻燃防护服热阻的影响
• 4.1.2 环境温湿度对隔热阻燃防护服湿阻的影响
• 4.2 多层结构隔热阻燃防护服的热阻和湿阻
• 4.2.1 服装热传递特性的表征
• 4.2.2 服装湿传递特性的表征
• 4.3 本章小结
• 第五章 研究结论与展望
• 5.1 隔热阻燃防护服的热防护性能
• 5.2 出汗暖体假人“WALTER”热阻与湿阻的修正
• 5.3 隔热阻燃防护服的热湿舒适性
• 参考文献
• 致谢
• 附件
• 攻读学位期间的研究成果