织物（第五结构相）热湿传递机理模型研究

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1、摘要本文通过回顾前人对于服装热湿舒适性的研究的历史，鉴于目前尚没有一种模型能够综合考虑服装层在各种边界条件及初始条件下发生的热湿传递过程中所涉及的各种物理现象，建立了一种新的热湿传递机理模型。该模型以各种不同织物结构相的织物为研究对象，结合考虑织物由纱线这一多孔介质和纱线间空气而组成的特性，认为织物是连续介质，根据质量守恒、能量守恒及动量守恒定律，对传热、传质(液相、气相)现象进行数学分析，建立起能够合理反映各种不同结构相织物温度场，湿分浓度场及气相总压场变化规律的三场机制模型。作者将所建立的数学模型采用完全隐式差分方法进行三维离散，用MATLAB语言编制了数值求解程

2、序，对不同工况下织物层的热湿传递过程进行模拟分析。通过以往在人工环境工程综合实验装置上的综合实验与本模型的模拟结果与实验数据相比较，发现吻合较好，从而验证了本文提出的织物层热湿传递机理模型和边界条件的处理方法。本论文最后进行了模拟分析。关键词：机理模型数值求解热湿传递织物结构相模拟分析ABSTRACTBasedonthegeneralreviewoftheresearchmethodandhistoryoftheheatandmoisturetransferthroughclothing，anewtheoreticalmodelthatcouldbeusedtoder

3、ivethedistributionoftemperature，moistureandtotalpressinfabricsisproposedinthisthesis．Theclassicalconservationtheoriesofmass，energyandmomentumarecombinedwiththegeometrical，physicalfeaturesoffibers，yarns，andfabricsinordertogetthemathematicaldescriptionsofthetransportphenomenainavolumeunit

4、includingphase-change，absorptionanddesorptionprocessete．forfabricwithdifferentconstructions．Inthispaper,themathematicalmodelisthree-dimensiondiscretedbymeansoftheimplicitdifferencemethod．ThecomputerprogramtosimulatetheheatandmoisturetransferthroughfabricshasbeendesignedinMATLAB．Tocertif

5、icatethemodel，multi-functionaltestequipmentforhuman·madeenvironmentsareemployedtoobtaintheValuesofthemodelandtheexperimentaldataisdemonstrated．Itconfirmsthemodelandthewaytodealwiththeboundaryconditions．Attheendofthepaper,simulatinganalysisisdoneaboutthemodel．Keywords：TheoreticaImodelNum

6、ericalsolutionSimulatinganalysisHeatandmoisturetransforFabricconstructionGraduate：LiXinDirectedby：ProfessorTianXiaoliang第一章绪论第一章绪论第一节引言随着国民生活水平的提高，对服装的要求也越来越高．反映织物服用性能的舒适性尤其显著。广义的服装舒适性包括了服装材料的保暖性、透湿性、电学性能、防噪声性以及外观的美学性能如悬垂性、抗折皱性、款式等多种因素。舒适性受多种因素的影响，如：气温、湿度、太阳辐射强度、风速、人体活动水平等外在因素及服装热阻、湿阻、透

7、汽性等内在因素。狭义的服装舒适性指人体、服装和环境之间生物热力学的综合平衡【l】，包括满意的热平衡和湿平衡。服装层处在人体与外界环境之间，在两者之间的热湿交换中起重要的调节作用。舒适性的研究主要是对服装热传递和湿传递的研究，当前在对纺织品及服装的热湿舒适性研究中，生理学方法一致性差，不可靠；而心理学方法的主观性决定了只能作为客观方法的补充和检验，所以，物理方法始终是国内外学者研究的重点。对织物和服装的舒适性研究已经有了几十年的历史，但目前的研究仍主要集中在新的指标体系的建立和新的实验方法和装置上，如：动态热湿比、服装透湿指数IM、相对散热效能指数等指