基于人體舒適性的冬季機(jī)艙噴嘴送風(fēng)研究.pdf

1、隨著我國(guó)民航事業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的旅客開(kāi)始選擇飛機(jī)作為出行的交通工具。飛機(jī)座艙作為一個(gè)密閉狹小且人員密集的特殊環(huán)境空間，營(yíng)造舒適性的飛機(jī)座艙熱濕環(huán)境日漸成為飛機(jī)制造商、科研機(jī)構(gòu)和廣大民眾等的關(guān)注焦點(diǎn)。由于乘客的個(gè)體差異，主送風(fēng)系統(tǒng)不能滿足每個(gè)人的舒適性需求，因此個(gè)人通風(fēng)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)役飛機(jī)。而目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)飛機(jī)座艙熱濕環(huán)境設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均未對(duì)座艙個(gè)人通風(fēng)噴嘴的送風(fēng)參數(shù)做出明確要求，同時(shí)也沒(méi)有區(qū)分季節(jié)差異。前期課題組通過(guò)對(duì)實(shí)際航班的調(diào)研

2、以及在重慶大學(xué)三排模擬座艙內(nèi)的模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，機(jī)艙噴嘴在夏季由于有效的降溫效應(yīng)，被大部分乘客所需要。而在冬季時(shí)，調(diào)研發(fā)現(xiàn)乘客往往也會(huì)因?yàn)閻灍?、不適癥狀等開(kāi)啟噴嘴。因此，本文對(duì)冬季機(jī)艙噴嘴的射流特性、使用規(guī)律以及對(duì)人體舒適性影響進(jìn)行了進(jìn)一步深入研究。
　　本研究分析了本研究的研究方法和準(zhǔn)則，介紹了重慶大學(xué)搭建的1:1的三排座飛機(jī)模型艙的構(gòu)成，闡述了人體生理指標(biāo)選擇和測(cè)試方法，以及主觀實(shí)驗(yàn)中的人體實(shí)驗(yàn)原則、問(wèn)卷設(shè)計(jì)方法和受試者選用等內(nèi)容

3、,并對(duì)實(shí)驗(yàn)中需要監(jiān)測(cè)的環(huán)境參數(shù)和儀器設(shè)備進(jìn)行了講解。對(duì)冬季噴嘴的客觀特征和使用需求進(jìn)行了初步研究。不同出口風(fēng)速到人體周?chē)L(fēng)速的衰減關(guān)系，利用 CO2進(jìn)行了送新風(fēng)效果測(cè)試，并對(duì)制熱工況非等溫送風(fēng)的溫差空間分布進(jìn)行了研究；測(cè)量了人體主觀實(shí)驗(yàn)時(shí)的不同風(fēng)量下的噴嘴射流速度場(chǎng)和湍流度場(chǎng)的空間分布，對(duì)不同身體部位的平均風(fēng)速進(jìn)行了測(cè)試。利用三排座飛機(jī)實(shí)驗(yàn)艙模擬真實(shí)飛機(jī)座艙環(huán)境，在20℃、22℃、24℃和26℃的不同熱環(huán)境下，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)查研究。

4、結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在20℃到26℃時(shí)，受試者可以通過(guò)行為調(diào)節(jié)滿足自身的舒適性，而20℃時(shí)大部分受試者選擇穿外套和關(guān)閉噴嘴，26℃時(shí)大部分受試者選擇脫外套和打開(kāi)噴嘴。噴嘴開(kāi)啟的原因主要是悶（約占50％-80%的比例）和熱（約占30%-70%的比例）。由于人是一個(gè)具有心理和社會(huì)屬性的個(gè)體，在狹小空間中舒適性的感覺(jué)受到非客觀因素的極大影響，因此對(duì)機(jī)艙冬季噴嘴舒適性送風(fēng)風(fēng)量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)的研究就有必要進(jìn)行真實(shí)人體實(shí)驗(yàn)。因此，在冬季偏熱工況下招募了20名健康大

5、學(xué)生，并在夏季26℃工況下招募了20名受試者進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。冬季工況區(qū)別了穿外套與不穿外套的情況，即在24℃、22℃和20℃時(shí)穿外套，在28℃、26℃、24℃和22℃時(shí)不穿外套的工況。噴嘴流量設(shè)定為不開(kāi)噴嘴、0.5 L/s、1.0 L/s和1.5 L/s四種情況。主觀調(diào)查問(wèn)卷包括熱感覺(jué)投票、熱舒適、吹風(fēng)感和感知空氣品質(zhì)等，同時(shí)測(cè)試了受試者的皮膚溫度。研究結(jié)果表明，在不同的背景溫度和服裝熱阻工況下，熱感覺(jué)都隨著噴嘴流量上升而明顯下降，且不

6、同工況下的下降幅度較為接近；吹風(fēng)感和感知空氣品質(zhì)隨著噴嘴流量的上升而上升，且吹風(fēng)感主要集中在頭部；人體局部皮膚溫度受到各因素不同程度影響，其中頭部受到熱環(huán)境和噴嘴流量的影響最大，受服裝影響很小，而胸部和上臂主要受到服裝影響，手部主要受到自身熱狀態(tài)的影響。對(duì)人體實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果顯示，人體在機(jī)艙中的熱敏感性要大于建筑環(huán)境，原因主要在于空間狹小和心理因素，冬季由于對(duì)偏熱環(huán)境的適應(yīng)性差而心情更差。相對(duì)于其它身體部位，手部的皮膚溫度與人體熱狀態(tài)的關(guān)