06節(jié)《CFD人體散熱模型》airpak模擬高級班48講

06CFDairpak48各位同學(xué)，大家好，我是七師兄。今天我們來學(xué)習(xí)，Airpak高級班的第六課《人體散熱模型》設(shè)計和理論研究來說,室內(nèi)熱源的散熱特性對于室內(nèi)環(huán)境影響十分顯著。室內(nèi)熱源的種類繁多,形狀各異,很難對各種熱源的散熱情況進行詳細(xì)的描述。輻射對流動和熱源散熱有很大的影響,嚴(yán)格的熱源描述需要考慮輻射,對流與熱源之間的耦合關(guān)系,但考慮這種耦合關(guān)系后數(shù)值計算量大幅度增加。一般只有在詳細(xì)研究熱源散熱特性時需考慮這種耦合,而計算室內(nèi)空氣流動時則采用解耦的方式進行,即采用簡化的熱源模型。簡化的熱源模型是分別對各種不同熱源的散熱特性進行研究后,給出的簡單易用且具有一定精度的熱源模型。室內(nèi)熱源種類繁多,常見的包括人員、燈 和設(shè)備三大類,其中,人員的散熱特性不僅取決于人性別、年齡等客觀因素,還和環(huán)境參數(shù)、衣著和活動狀態(tài)有關(guān);燈具種類繁多,安干差萬別,導(dǎo)致來自燈光的散熱變十分分復(fù)雜:室內(nèi)設(shè)備更是多種多樣,,常用的就有計算機,復(fù)印機、打印機、掃描儀，各種家用電器等。在講人體散熱模型之前，我們要知道人體能量的組成形式。體外.)他為機體所利用的能量,最終也都轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)到體外。生理代謝活動是人類最基本的生命活動。為了保證生理代謝的正常進行,人化反應(yīng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響(提示：Airpak48七師兄課堂。為了保持自身的熱平衡,人體通過呼吸、汗液分泌等調(diào)節(jié)方式,與環(huán)境進行著熱量的交換。因此,人體存在如下式所示的熱平衡(為統(tǒng)一起見,均折合為單位人體表面積的熱量):S=(M-W)+E+C+RM率),決定于人體的活動量大小(W/m2);w(W/m');E為汗液燕發(fā)和呼出的水蒸氣所帶走的熱量(W/m);R為穿衣人體外表面與周圍表面間的輻射換熱量(W/m');C(W/m)。那么這就是人體能量的組成形式。那么對于我們環(huán)境來說，他的接受形式是人體散熱。人體與周圍環(huán)境進行熱交換的方式有幾種,包括:皮膚表面的顯熱散熱,汗液其中,按照對空氣溫度影響機理不同,人體熱源的散熱方式可以分為兩種:直接散熱,包括對流、呼吸散熱以及人體散濕形成的潛熱。間接散熱,即人體輻射散熱。主要有以下幾個參數(shù):(1)通過碳?xì)溲趸姆纸膺^程而釋放能量,一部分能量供人體活動和機體的需要.量的主要過程。的輻射散熱,以及人體出汗造成的蒸發(fā)散熱,都是經(jīng)由人體的皮膚表面進行的,人體皮膚表面積不相同,人體與周圍環(huán)境的熱交換量也會有區(qū)別。膚附近的毛細(xì)血管的直徑來提高皮膚表面的溫度,加大人體與環(huán)境的散熱量,反之,體內(nèi)溫度下降時,(提示：Airpak48師兄課堂）人體會通過縮小血管直徑,以降低皮膚表面溫度來保持熱能同時吸收部分汗液。人體熱源模型使量守恒原則的人體熱平衡方程。要描述人體熱平衡和散熱過程，必須建立人體熱平衡的物理模型，對復(fù)雜目前已經(jīng)有以下三種常見的描述人體散熱的模型。Fanger（局限于穩(wěn)態(tài)環(huán)境）Gaggede兩節(jié)點瞬態(tài)人體熱源模型（限制于均勻工況）Stowlijkde（能夠模擬非穩(wěn)態(tài)、非均勻條件，但計算量大）其他人體熱源模型1)Fanger人體近于熱中性,即人體無顫抖,且不考慮血液調(diào)節(jié)作用。在該模型中,人體內(nèi)部的熱損失,由此可列出下述人體熱平衡方程(各項熱量均為單位人體表面積的值);M-W= Qsk+Qres=(Cres+Eres)+(C+R+Esk)式中,小(W/m');w為人體房做的機械功(W/m );Qres為通過呼吸的全熱損失率(W/m);Cres為通過呼吸的對流熱損失率(W/m2);Eres通過呼吸的蒸發(fā)熱損失率(W/m2);C+R(W/m2);Esk為通過皮膚表面的蒸發(fā)熱損失率(W/m2)。人體散熱的主要來源（計算公式較多，較為復(fù)雜）2）Gaggede（限制于均勻工況）人體的核心部分(骨骼、肌肉、內(nèi)部器官),外圓柱體代表人體的皮膚層。并且假設(shè):通過皮膚的傳導(dǎo)換熱可以忽略;每一節(jié)點的溫度發(fā)勻;新陳代謝產(chǎn)人體凈得熱率一人體熱損失，得出平衡方程（方程不做具體介紹）3）Stowlijkde66肉層、脂肪層、皮膚層。主要