矿用通风服微空间环境变化特征研究

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0819

中国安全科学学报 ›› 2022, Vol. 32 ›› Issue (5): 185-193.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.05.0819

矿用通风服微空间环境变化特征研究

游波¹^,²(), 毛聪¹, 施式亮¹, 刘何清¹, 鲁义¹, 李敏¹

¹ 湖南科技大学资源环境与安全工程学院, 湖南湘潭 411201
² 金属矿山安全与健康国家重点实验室, 安徽马鞍山 243000

收稿日期:2021-12-10 修回日期:2022-03-20 出版日期:2022-08-17 发布日期:2022-11-28
作者简介:
游波 (1986—),男,湖南娄底人,博士,副教授,主要从事矿井热害防治与职业安全健康方面的研究。E-mail: 494907336@qq.com。
施式亮, 教授
刘何清, 教授
鲁义, 教授
李敏, 副教授
基金资助:
国家自然科学基金资助(52174179); 国家自然科学基金资助(51974120); 湖南自然科学基金资助(2021JJ40210); 金属矿山安全与健康国家重点实验室开放课题(2020-JSKSSYS-03)

Research on change characteristics of environment in micro space of mine ventilation suits

YOU Bo¹^,²(), MAO Cong¹, SHI Shiliang¹, LIU Heqing¹, LU Yi¹, LI Min¹

¹ School of Resource, Environment and Safety Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan Hunan 411201,China
² State Key Laboratory of Safety and Health for Metal Mines, Ma'anshan Anhui 243000, China

Received:2021-12-10 Revised:2022-03-20 Online:2022-08-17 Published:2022-11-28

摘要/Abstract

摘要：

为揭示矿用通风服微空间传热特征,探讨通风服对着装人体的局部降温效果,研究服装微空间热量来源,分析通风服局部传热机制,通过数值模拟与真人受训试验分析环境温度、进气管通风量、进气管路结构对人体皮肤温度及微空间气候环境的影响。结果表明:工作环境温度对人体皮肤温度和微空间环境温度的影响显著,而进气管通风量对人体皮肤温度及微空间环境温度影响不敏感,但对微空间内部环境的风速影响较大;入口风量每增加5 m³/h,人体皮肤温度及微空间环境温度仅降低0.1~0.2 ℃,随着入口风量的增加,服装微空间内风速加大,人体皮肤吹风感加强,热舒适性增加。通过试验发现通风量为10 m³/h,降温效果最优。

关键词: 矿用通风服, 微空间, 传热特征, 数值模拟, 受训试验, 局部降温

Abstract:

In order to reveal the heat transfer characteristics of mine ventilation suits in microspace, explore the local cooling effect of ventilation clothing on the human body, the heat source of ventilation clothing microspace was studied, and the local cooling mechanism of the ventilation clothing was analyzed through comparing numerical simulations with real person training test. The influences of ambient temperature, air intake pipe ventilation rate and intake pipe structure on human skin temperature and microspace climate environment were analyzed. The research results show that the working environment temperature has a significant impact on the human skin temperature and the microspace environment temperature, while the air intake duct ventilation is not sensitive to the human skin temperature and the microspace environment temperature, but it has a great influence on the wind speed of the microspace internal environment.When the inlet air volume increases by 5 m³/h, the skin temperature and microspace environment temperature only decrease by 0.1-0.2 ℃. With the increase of inlet air volume, the wind speed in the clothing microspace increase, the human skin blowing feeling strengthens, and the thermal comfort increases. It is found that the cooling effect is the best when the ventilation rate is 10 m³/h

Key words: mine ventilation suit, microspace, heat transfer characteristics, numerical simulation, training test, local cooling

游波, 毛聪, 施式亮, 刘何清, 鲁义, 李敏. 矿用通风服微空间环境变化特征研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(5): 185-193.

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图/表 19

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参考文献 16

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部位	微环境Q/ (m³·h^-1)	30 ℃			32 ℃			34 ℃
部位	微环境Q/ (m³·h^-1)	5	10	15	5	10	15	5	10	15
前'	温度/℃	30.82	30.66	30.43	31.95	31.89	31.77	32.89	32.74	32.63
前'	风速/(m·s^-1)	0.148	0.381	0.428	0.175	0.365	0.441	0.139	0.349	0.413
后'	温度/℃	31.01	30.89	30.91	32.11	31.73	31.95	32.94	32.65	32.79
后'	风速/(m·s^-1)	0.114	0.342	0.411	0.129	0.344	0.427	0.156	0.358	0.431
左'	温度/℃	31.13	30.88	30.69	32.15	32.02	32.14	33.11	32.92	32.75
左'	风速/(m·s^-1)	0.154	0.357	0.465	0.134	0.382	0.459	0.141	0.381	0.455
右'	温度/℃	31.33	31.25	31.12	32.22	31.83	32.03	33.28	33.13	32.71
右'	风速/(m·s^-1)	0.118	0.298	0.381	0.124	0.301	0.414	0.112	0.285	0.389
平均温度/℃		30.93	30.79	30.68	32.04	31.82	31.87	32.93	32.71	32.71
平均风速/(m·s^-1)		0.131	0.359	0.419	0.151	0.354	0.434	0.146	0.352	0.422

部位	微环境Q/ (m³·h^-1)	30 ℃			32 ℃			34 ℃
部位	微环境Q/ (m³·h^-1)	5	10	15	5	10	15	5	10	15
前'	温度/℃	30.88	30.64	30.49	32.09	32.16	31.83	32.78	32.87	32.66
前'	风速/(m·s^-1)	0.106	0.269	0.372	0.115	0.244	0.361	0.099	0.256	0.381
后'	温度/℃	30.95	30.91	30.73	32.21	32.14	31.97	33.03	32.96	32.91
后'	风速/(m·s^-1)	0.081	0.251	0.353	0.093	0.253	0.359	0.086	0.255	0.367
左'	温度/℃	31.21	31.15	31.01	32.15	31.93	32.01	33.19	33.01	33.14
左'	风速/(m·s^-1)	0.088	0.214	0.357	0.075	0.237	0.345	0.088	0.237	0.363
右'	温度/℃	31.19	31.02	30.88	32.11	32.02	31.94	33.07	32.97	33.11
右'	风速/(m·s^-1)	0.101	0.229	0.335	0.113	0.275	0.328	0.095	0.261	0.337
平均温度/℃		30.93	30.79	30.63	32.15	32.14	31.90	32.92	32.92	32.81
平均风速/(m·s^-1)		0.094	0.258	0.362	0.103	0.378	0.359	0.092	0.255	0.373

矿用通风服微空间环境变化特征研究

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