论文题目：圆筒式织物热湿阻仪的研制与仿真研究
摘要：伴随社会的不断进步,人们对于更高品质生活的追求,服装舒适性已经成为消费者购买服装的首要考虑因素之一。而热湿舒适性又是服用舒适性中极其重要的内容,一直是研究者们的研究重点。在织物或服装的热湿舒适评价方面,出汗暖体假人是在各种测试仪器中相对理想的设备,但是其系统复杂庞大、造价高、测试条件要求高且不易携带。因此本文在参考出汗暖体假人的测试原理基础上,设计了简易的圆筒式织物热湿阻测试仪,并利用仿真技术对其进行优化,具体研究内容如下:（1）将圆筒式织物热湿阻仪的设计分为四大模块,分别是出汗圆筒、供水及水循环系统、控温系统以及数据监测系统。出汗圆筒是整个仪器的测试主体,圆筒内部为恒温水浴,其金属外筒包裹有防水透湿面料作为模拟皮肤,实现圆筒的出汗功能。供水及水循环系统主要实现在测试过程中的自动补水功能,利用连通器原理,当水分从测试面蒸发散失后,圆筒内部水位下降,在大气压的作用下供水瓶内部的水自动补充到圆筒中,并能够通过供水瓶内的水位下降量得到蒸发散失量。控温系统是利用PID控制原理对圆筒内的水浴温度进行控制,使其能够保持在设定温度。数据监测系统利用电力检测仪和温湿度传感器对电量、温度和相对湿度进行实时显示,用于热阻、湿阻指标的计算。（2）在完成了对圆筒式织物热湿阻仪各个模块的设计后,利用仿真技术建立了出汗圆筒的数值模型,其基本步骤包括提出假设简化几何模型、构建控制方程及定解条件、网格划分及运算。在建立了数值模型的基础上,对圆筒的参数或结构进行修改,探讨了圆筒内的加热结构、外筒材质以及孔径大小的影响,实现圆筒加工前的优化设计。（3）利用本课题设计的圆筒式织物热湿阻仪对试样进行测试,检测了其稳定性;并通过YG606E纺织品热阻测试仪和YG601H电脑型织物透湿仪分别对试样的热阻值和湿阻值进行了对比分析。最终结果显示,圆筒式织物热湿阻仪的测试结果具有良好的可靠性,能够准确地比较各织物之间的热湿性能差异。（4）在验证了圆筒式织物热湿阻仪测试结果的稳定性后,又利用测试结果作为数值模型的织物参数,对该织物在不同空气层厚度以及不同环境工况下的传热及传湿性能进行了预测分析。结果表明,在一定范围内空气层厚度越大,模拟皮肤处的温度越高,在不同的环境温度下,环境温度越高,对于空气层内的温度和相对湿度都有较大影响;而环境相对湿度的变化对空气层内温度的影响较小,但是会延长空气层内相对湿度达到平衡的时间,使整个空气层内相对湿度分布梯度增大。
关键词：织物;仪器;热阻;湿阻;仿真
学科专业：纺织科学与工程
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.2.1 织物热湿传递理论模型
1.2.2 织物热湿传递性能评价方法
1.2.3 服装热湿舒适性评价方法
1.3 存在的问题
1.4 研究目标及研究内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
1.5 创新点及技术路线
1.5.1 创新点
1.5.2 技术路线
第2章 圆筒式织物热湿阻仪的研制
2.1 圆筒式织物热湿阻仪测试原理
2.1.1 织物热湿传递机理
2.1.2 被动出汗方式与“一步法”测试
2.2 圆筒式织物热湿阻仪系统构成
2.2.1 出汗圆筒
2.2.2 供水及水循环系统
2.2.3 控温系统
2.2.4 数据监测系统
2.3 圆筒式织物热湿阻仪测试步骤及计算方法
2.3.1 测试步骤
2.3.2 计算方法
2.4 本章小结
第3章 基于COMSOL软件的出汗圆筒仿真研究
3.1 COMSOL MULTIPHYSICS概述
3.2 出汗圆筒数值模型的建立
3.2.1 简化出汗圆筒几何模型
3.2.2 圆筒模型控制方程及定解条件
3.2.3 网格划分及运算
3.3 基于数值模拟圆筒仪结构设计优化
3.3.1 加热结构优化
3.3.2 圆筒材料优化
3.3.3 圆筒孔径优化
3.4 本章小结
第4章 圆筒式织物热湿阻仪的验证及预测分析
4.1 织物基本规格测试
4.2 圆筒式织物热湿阻仪稳定性及测试
4.3 圆筒式织物热湿阻仪的验证及分析
4.3.1 验证实验过程
4.3.2 验证结果及分析
4.4 数值圆筒模型的热湿传递预测及分析
4.4.1 不同空气层厚度热湿传递预测及分析
4.4.2 不同环境工况热湿传递预测及分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢