Model for Predicting the Effect of an Air Gap on the Heat Transfer of a Clothed Human Body

Zhang, Z. X.; Wang, Y.; Li, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Model for Predicting the Effect of an Air Gap on the Heat Transfer of a Clothed Human Body

Autorzy

Zhang Z. X. , Wang Y. , Li J.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Model dla określenia wpływu warstwy powietrza na przepływ ciepła przez odzież

Języki publikacji

Abstrakty

Considering a clothing system consists of the human body, an air gap layer under the clothing as well as a fabric layer and boundary layer adjacent to the fabric, heat transfer from the skin to the environment is influenced by human body thermoregulation, the air gap, the fabric and environmental conditions. Based on Stolwijk’s 25-node thermoregulatory model, a new mathematical model was developed to include the sensible and latent heat transfer through the air gap, fabric layer and boundary layer adjacent to the fabric. To quantify the effect of the air gap on human body heat transfer, a 3D human body scanner was utilised to measure the air gap thickness of five experimental garments of increasing chest circumference. The model can be used to predict the apparent clothing temperature and heat loss from the human body when people are dressed in differently sized clothing.

Analizowano model ubioru, w którym znajduje się warstwa powietrza pomiędzy ciałem a kolejnymi warstwami ubioru. Analizowano przepływ strumienia ciepła z ciała człowieka do otoczenia uzależnionego od przemiany energetycznej oraz warunków otoczenia. W oparciu o model Stolwijk 25 opracowano nowy model matematyczny określający przepływ ciepła przez warstwy powietrza oraz graniczne warstwy odzieży. Dla ilościowego określenia strumienia ciepła przepływającego przez szczelinę powietrzną oceniono jej rozmiary i konfiguracje za pomocą systemu skanującego 3D dla określonego typu odzieży. Model może być zastosowany dla przewidywania strat ciepła i temperatury zewnętrznej ubioru.

Słowa kluczowe

3D scanner clothing temperature heat loss air gap

skaner 3D temperatura odzieży straty ciepła szczelina powietrzna

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny

Czasopismo

Fibres & Textiles in Eastern Europe

Rocznik

2011

Tom

Vol. 19, no. 4 (87)

Strony

105--110

Opis fizyczny

Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zhang Z. X.

P. R. China, Changzhou, Changzhou Textile Garment Institute, Textile Chemistry Department
P. R. China, Shanghai, Dong Hua University, Fashion Institute

autor

Wang Y.

P. R. China, Shanghai, Dong Hua University, Fashion Institute

autor

Li J.

lijun@dhu.edu.cn

P. R. China, Shanghai, Dong Hua University, Ministry of Education, Key Laboratory of Clothing, Design & Technology

Bibliografia

1. Xiao-Qun D., Ritsuko I., Guo-Lian L., Effect of moisture transport on microclimate under T-shirts, European Journal Applied Physiology, Vol. 104, (2008) pp.337-340.
2. Ae-gyeong Oh, The measurement of water vapour transfer rate through clothing Received 05.01.2010 Reviewed 17.09.2010 system with air gap between layers, Heat Mass Transfer, Vol. 44, (2008), pp. 375- 379.
3. Chen Y. S., Fan J., Qian X.; Effect of garment fit on thermal insulation and evaporative resistance, Textile Research Journal, Vol. 74, (2004) pp. 742-748.
4. Young K., Lee C., Li P.; Investigation of air gaps entrapped in protective clothing systems, Fire and Materials, Vol. 26, (2002) pp. 121-126.
5. Guowen Song; Clothing air gap layers and thermal protective performance in single layer garment, Journal of Industrial Textiles, Vol. 36, (2007) pp. 193-205.
6. Yejin Lee, Kyunghi Hong, Sung-Ae Hong; 3D quantification of microclimate volume in layered clothing for the prediction of clothing insulation, Applied Ergonomics, Vol. 38, (2007) pp. 349-355.
7. Stolwijk J. A. J., Hardy J. D.; Temperature regulation in man - a theoretical study, Pflügers Archiv European Journal of Physiology, Vol. 291, (1966) pp. 129-162.
8. Farnworth B.; A numerical model of the combined diffusion of heat and water vapor through clothing, Textile Research Journal, Vol. 56, (1986) pp. 653-665.
9. Huizenga C., Hui Z., Arens E.; A model of human physiology and comfort for assessing complex thermal environments, Vol. 36, (2001) pp. 691-699.
10. Tanabe S.-I., Kobayashi K., Nakano J.; Evaluation of thermal comfort using combined multi-node thermoregulation (65MN) and radiation models and computational fluid dynamics (CFD), Energy and Building, Vol. 34, (2002) pp. 637-646.
11. Catton I.; Natural convection in enclosures, Proc. 6th Int. Heat Transfer Conf., Toronto, Canada, Vol. 6, (1978) pp. 13-31.
12. Min K.-H., Son Y.-S., Kim C.-Y.; Heat and moisture transfer from skin to environment through fabrics: a mathematical model, International J. of Heat and Mass Transfer, Vol. 50, (2007) pp. 5292-5304.
13. Morton W. E., Hearle J. W. S.; Physical properties of textile fibers, The Textile Institute, Manchester, 1993.
14. ASHRAE fundamentals handbook, Chapter 8, 1993.
15. Celcar D., Meinander H., Geršak J.; Heat and moisture transmission properties of clothing systems evaluated by using a sweating thermal manikin under different environmental conditions, International Journal of Clothing Science and Technology, Vol. 20, (2008) pp. 240-252.
16. Fan J.-T., Qian X.-M.; New functions and applications of Walter, the sweating fabric manikin, European Journal Physiology, Vol. 92. (2004) pp. 641-644.
17. Holmér I.; Thermal manikin history and applications, European Journal Physiology, Vol. 92, (2004) pp. 614-618.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-eec80f40-9bdd-44b3-96e4-09b9f51f3cfc