مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ارزیابی تأثیرات نحوه چیدمان لایه های یک لباس متخلخل بر انتقال حرارت و جرم از بدن در شرایط سرما

نویسندگان
1 استادیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه بیرجند
2 عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه بیرجند
3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه بیرجند
چکیده
انجام فعالیت در هوای سرد،اگر چه موجب بالا رفتن دمای بدن می‌شود،اما می‌تواند با افزایش نرخ تعرق و جمع شدن آب در بافت لباس عاملی مهم در بروز نارضایتی حرارتی در فرد به حساب آید. علاوه بر این،آب جمع شده در سطح داخلی لباس‌می‌تواند سبب اختلال در تنفس پوست بدن شود. لذا میزان آب جمع‌شده و رطوبت سطح داخلی شاخصهای مهمی برای ارزیابی مناسب‌بودن لباس برای فعالیت زمستانه می‌باشد.هدف از این تحقیق، تعیین مقدار آب جمع شده در آرایش‌های متفاوت یک لباس چند لایه،متشکل از سه لایه بافت اصلی با ترکیب ویسکوز و پلی‌استر در یک محیط بسیار سرد (20-درجه‌سلسیوس) است. برای این منظور، لباس به عنوان یک محیط متخلخل،با جریانی چند فازی و چند گونه‌ای به همراه میعان و جذب مورد مدل‌سازی قرار گرفته است.همچنین به منظور گسسته‌سازی و حل معادلات حاکم،از روش عددی حجم محدود ضمنی استفاده شده است.نتایج نشان می‌دهد که قرارگیری بافت غیر جاذب پلی‌استر در لایه نزدیک به پوست،موجب کم شدن تری لباس در این ناحیه می‌شود.همچنین، قرارگیری پلی‌استر در لایه خارجی می‌تواند به حفظ شرایط دمایی مطلوب‌برای لباس کمک نماید.ضمن اینکه نتایج نشان داد که استفاده از بافت ویسکوز در لایه میانی لباس می‌تواند منجر به کاهش تجمع آب در مرکز لباس‌می‌شود.بنابراین،آرایش پلی‌استر-ویسکوز-پلی‌استر با دارا بودن کمترین مقدار برای شاخص تجمع آب در مرز داخلی (02/0) و بیشترین مقادیر برای دمای مرز داخلی (33 درجه‌سلسیوس) و دمای متوسط لباس (1/16 درجه سلسیوس) می‌تواند علیرغم ایجاد شرایط حرارتی و دمایی مناسب،جرم آب ناشی از تعرق را به خوبی از سمت پوست به محیط دفع نماید
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluating the effects of layer arrangement of a porous clothing on heat and mass transfer from the body under cold conditions

نویسندگان English

Hassan Hassanzadeh 1
Seyed Alireza Zolfaghari 2
Hossein Shariati 3
چکیده English

Although,the physical activity in the cold condition causes the body temperature to rise,it can be a significant factor in the occurrence of thermal discomfort due to increase in the perspiration rate and water gathering in the fabric.Moreover,the accumulated water at the inner side of the clothing can cause a difficulty in the skin respiration. So, the amount of accumulated water and interior surface wetness are important indices for evaluating the suitability of clothing for winter activity. The aim of this study is to determine the amount of accumulated water in various arrangements of multi-layer clothing assemblies containing of three bathing layers of Polyester and Viscose in a very cold environment (with -20C temperature).For this reason,the clothing has been modeled as a porous media with multi-phases and multi-species flow by considering the sorption and condensation phenomena.Also,the implicit finite volume numerical method has been used for discretizing and solving the governing equations.The results show that locating the non-absorbing polyester fabric at the layer adjacent to the skin causes the wetness to decrease at this region. Also, locating the polyester at the outer layer can help to maintain the clothing temperature at the proper conditions.Also,the results indicate that using the viscose fabric as the middle layer leads to decrease in the water content value at the center of clothing. Therefore, the “polyester-viscose-polyester” arrangement can properly remove the perspiratory moisture from the skin to environment, with the minimum of inner water content index (0.02) and maximum inner surface temperature(33C) and average clothing temperature(16.1C).

کلیدواژه‌ها English

Clothing
Heat and mass transfer
Porous Media
Cold condition