袜子热湿舒适性测量装置的研究

摘要

基于美国rotronic公司研制的Thermal Foot Test System系统的设计原理及工作原理，搭建袜子热湿舒适性的简易测量装置，分析风速对袜子热阻、湿阻的影响，以便消化吸收国外的先进技术。论文主要包括袜子热湿舒适性测量装置的搭建、可行性验证和袜子热湿舒适性实验案例分析三大部分。主要研究内容和结论如下所示:
　　(1)依据Thermal Foot Test System系统的设计原理及工作原理，搭建袜子热湿舒适性的简易测量装置。该装置由箱体、恒温恒湿装置、模拟皮肤、干态模拟脚、出汗模拟脚、供水装置、测量装置、加热均衡装置组成。箱体采用隔热保温材料制成;箱体内部放置加热器和加湿器，通过温湿度控制器控制它们，保持箱体内恒温恒湿;箱体内部安装干态模拟脚和出汗模拟脚，其中出汗模拟脚外表面套着锦氨纶弹力面料制成的模拟皮肤;为了节省经费，脚模型腿部上端采用绝热材料，其余壳体采用材质均匀的塑料制成，内部是恒温水浴，放置蠕动泵、电阻加热器、温度传感器，其中蠕动泵模拟人体血液循环使整个脚模型内的水参加循环，温度控制器通过温度传感器控制脚内的恒定温度;利用红外线热成像仪及大立红外报表分析系统，将人体脚部分成6个区域，供水装置和测试装置分别依据这6个区域分布供水管及温度传感器，且推导出适合该装置的理论公式;综述了袜子热湿舒适性测量装置的操作程序，为服装热湿舒适性的测量提供理论依据。
　　(2)从温度传感器的误差分析、出汗量的误差分析、Thermal Foot Test System和本装置的两组测试值的对比及t检验分析，验证该装置的精确度、稳定性以及重复性。结果显示自行研制的袜子热湿舒适性测量装置是可行的，实验重复性高，稳定性好。
　　(3)采用袜子热湿舒适性测量装置测试3种厚度、不同覆盖面积的9双袜子在温度25℃、湿度65％、风速0m/s或1.2m/s两种条件下的热阻、湿阻、散热量。分析风速对干态模拟脚测得袜子的热阻、干散热量以及润湿模拟脚测得袜子的热阻、湿阻、散热量的影响;分析干态模拟脚测得袜子的热阻与润湿模拟脚测得袜子的热阻之间的关系。从而得出热阻、湿阻随着风速的增大而减小;散热量随着风速的增大而增大;风速比袜子的含水量对热阻的影响更大;袜子的含水量与风速对热阻的双重影响，使袜子的热阻减小的更快，从而进一步验证该装置的可行性。
　　本研究不仅搭建了袜子热湿舒适性测量装置，还分析了干态模拟脚与出汗模拟脚测得热阻之间的关系，为进一步研究“两步法”提供理论依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3 服装热湿舒适性能测量方法的研究现状

1．3．1 织物热湿舒适性能测量方法

1．3．2 服装热湿舒遣洼能测量方法

1．4 服饰配件的热湿舒适性的研究现状

1．5 论文的研究线路

1．6 本论文工作及研究的主要内容及创新点

1．6．1 本文的主要研究内容

1．6．2 本文的主要创新点

1．7 本章总结

第二章 袜子热湿舒适性的测量算法

2．1．1 热湿平衡理论

2．1．2 服装热湿传递机理

2．1．3 服装热湿传递评价指标

2．2 袜子热湿舒适性测量算法

2．2．1 “一步法”与“两步法”测量算法

2．2．2 袜子表面温度测量算法

2．2．3 袜子表面的覆盖率

2．3 本章总结

第三章 袜子热湿舒适性测量装置的设计

3．1 Thermal Foot Test System系统

3．1．1 Thermal Foot Test System系统的简介

3．1．2 Thermal Foot Test System的实验原理及操作过程

3．2 袜子热湿舒适性测量装置的分析及研制

3．2．1 袜子热湿舒适性测量装置的外形

3．2．2 模拟皮肤

3．2．3 脚部温度分布情况的研究

3．2．4 模拟脚各区域温度分布情况的研究

3．2．5 供水装置

3．2．6 测试装置

3．2．7 加热均衡装置

3．2．8 恒温恒湿装置

3．3 袜子热湿舒适性测量装置的操作程序

3．4 辅助实验器材

3．5 本章总结

第四章 袜子热湿舒适性测量装置的验证

4．1 袜子热湿舒适性测量装置的稳定性分析

4．1．1 误差计算方法

4．1．2 温度传感器的误差分析

4．1．3 供水量的误差分析

4．2 袜子热湿舒适性测量装置可行性的验证

4．2．1 实验准备

4．2．2 测试数据的误差分析

4．2．3 两配对样本t检验

4．3 模拟皮肤出汗性能的探究

4．3．1 吹风实验设计

4．3．2 实验结果

4．4 本章总结

第五章 袜子热湿舒适性的实验案例分析

5．1 实验准备

5．2 实验数据的处理

5．2．1 干态模拟脚测得袜子的热阻和干散热量

5．2．2 出汗模拟脚测得袜子的散热量

5．2．3 出汗模拟脚测得袜子的热阻和湿阻

5．3 实验结果分析

5．3．1 分析方法简述

5．3．2 干态模拟脚测得袜子的热阻和干散热量的分析

5．3．3 散热量分析

5．3．4 出汗模拟脚测得袜子湿阻的分析

5．3．5 出汗模拟脚测得袜子热阻的分析

5．3．6 干态模拟脚与出汗模拟脚测得袜子的热阻的分析

5．4 本章总结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 本研究存在的问题

6．3 展望

参考文献

附录

攻读学位期间的研究结果

致谢