人工环境中“舒适”的医学意义——关于舒适与健康的思考

当今社会,人工环境的营造日渐受到重视。室内环境不仅应满足舒适性的要求,更应考虑其动态变化对人体健康与免疫力的潜在影响。本文以人居环境营造为出发点,结合已有的文献研究与中西医观点,首先列举了外部环境对人体健康及体内环境的影响,其次介绍了“舒适”营造对提高机体健康水平的作用,最后从宏观上阐述了物理环境中“舒适”对人体健康的医学意义,为本专业同医学的交叉研究提供新思路。

太阳辐射作用下不同活动水平的室内人体传热特性及热舒适研究

太阳辐射是影响室内空调负荷的重要因素,当阳光直射人体时,影响人体与周围环境热交换,进而影响热感觉,人体处于热中性的环境温度的变化关乎空调系统能耗和人体热舒适。本研究在人工气候室进行冬季实验,利用太阳辐射模拟装置控制太阳辐射强度,受试者穿着典型服装,分别进行静坐与两种步速(3.2、5 km/h)活动,测试生理参数并进行热感觉问卷调查,分析太阳辐射与活动水平共同作用下,人体与周围环境间的传热特性,研究热舒适区偏移规律。结果表明:有太阳辐射时,随着活动强度增加,蒸发传热量占比增加,对流传热与辐射传热占比减小,热舒适区向下偏移,冬季人体维持舒适状态所需的环境温度降低。为该条件下空调室内设计参数的设定提供一定参考,使空调系统更节能。

专业学位研究生实战案例式教学探索与实践——以现代通风技术课程为例

实践能力的培养对专业学位研究生至关重要,在研究生课程教学中实施案例教学法,发挥团队丰富的教学科研和工程经验优势,建设“产学研赛”一体化案例库。案例紧密贴近社会需求,现实应用价值大;案例源于工程实践,理论与实际紧密结合;案例源于科研项目,达到“教”“研”合一,“多课共享”;CFD仿真等现代技术的应用,提高理论分析能力。探索非标准答案全过程考核方式,全面评价学生成绩。实践证明,教学效果良好,指导的研究生在全国科技创新获奖多次,授权发明专利,综合创新能力大大提升。

持续湿热暴露下人体认知表现的响应规律分析

近年来不断加剧的全球变暖引起热浪频发,带来了持续的高温高湿天气,由此导致的人体认知能力受损的问题越来越受到社会关注。为了探索湿热暴露下人体认知表现响应规律,在温度分别为32、35、38、41℃,相对湿度为70%的湿热环境暴露下进行了5种持续认知测试,期间观察了14名男性受试者的认知测试结果(平均反应时间和平均正确率)随环境温度的变化特征。暴露期间认知测试不间断,直到受试者拒绝继续试验。结果表明:受试者处理认知任务的平均反应时间随环境温度升高而增加,平均正确率随环境温度升高而降低;在暴露时间内,平均反应时间在前3段测试中依次增加,然后在第4、5段测试中减少;而平均正确率在前3段测试中持续降低,在第4、5段测试中快速升高;此外,观察到相对认知表现随环境温度升高而降低,但环境温度高于35℃后降低速率减缓;相对认知表现在暴露时间内呈近似U形分布,且环境温度越高,U形曲线最低点对应的时间越靠前。该研究为湿热环境下认知能力的评估提供了一种潜在的解决方案。

热辐射不对称条件下室内热环境的数值模拟

建筑内围护结构的热辐射不对称可能引起的室内温湿度分布异常,严重时甚至导致热舒适区的偏移。为精确预测热辐射不对称条件下室内热环境的变化特征,以海信空调公司的青岛厂区的环境实验室为研究对象,严格按照实验室的尺寸、布置进行全尺寸建模,并且保留了空调器内部的流动和换热结构,从而保证模拟结果的精度。为了兼顾流动和传热问题过程中高雷诺转捩流和远场低雷诺流动,采用了SST k-ω湍流模型;采用多孔介质模型模拟空调器内部换热器;采用Coupled算法来实现快速迭代计算。为了验证模拟的精确度,进行了相同边界条件下的试验测量,获得实验室内210个测点的温度值和4个高度上的相对湿度,并计算得到室内气流的均匀度、垂直温差等关键参数。结果表明,空调送风量的模拟值与实测值的相对误差为7%,98%温度测点的相对误差在±5%以内。研究表明,通过全尺寸数值模拟可以得到精度较高的室内温度分布的模拟结果,精确预测非对称热辐射条件下室内热环境。

夏季温度漂移环境下的人体热舒适研究

长期处于稳态热环境会削弱人体的热适应能力,影响人体热舒适,并且空调系统的长期运行也会造成能源过度消耗。研究显示,允许室内环境温度适当地变化可以改善上述问题。通过控制空调的间歇启停,结合主观热评价、额头温度、耳温以及平均皮肤温度的变化,探究了短暂温度漂移下的人体热反应,并且分析了额头温度与热舒适投票之间的相关关系。结论如下:存在温度漂移的夏季空调环境,可以提高人体对偏热环境的接受度;适当范围内的温度漂移可以提高人体热舒适,为室内空调系统的动态调节提供了新的研究思路;温度漂移热环境中,人体额头温度与热舒适显著相关,其可以作为表征动态环境热舒适的重要指标之一。

某住宅建筑空气源热泵采暖系统能耗优化分析

针对青岛某户式空气源热泵系统冬季供暖测试中存在的问题,如房间温度超标、无人时房间也开启供暖等,进一步对系统的运行控制进行了优化模拟。通过调整室内温度设定值及考虑房间使用时间等,分析了不同控制方式下的系统能耗情况。结合房间实际使用情况,建筑2层房间仅在周末时使用,对此进行了房间供暖末端的启停设置。在采暖设定温度与实测温度相同时,通过关闭2层不使用的房间供暖末端进行系统控制,单位建筑面积能耗和电耗分别下降21.1%和20.9%。当供暖季所有房间供暖末端开启时,室内温度均按照集中供热室内设计采暖温度18℃设定,单位面积能耗和电耗分别为81.7 kW·h/m^(2)、22.1 kW·h/m^(2),较实际系统下降了23.7%、21.4%;当房间2层供暖末端仅周末开启时,室内温度设定为18℃,单位建筑面积能耗和电耗分别降低为58.4 kW·h/m^(2)、15.5 kW·h/m^(2)。与实测能耗相比,通过运行优化控制,单位建筑面积供热量最大可降低45.4%,耗电量降低44.9%。相关分析结果为空气源热泵户式独立供暖系统的节能运行提供了参考。

应用埋式毛细管网换热器的海水源热泵系统适用性研究

海水源热泵系统面临着生物附着、管道腐蚀、严寒天气换热器结冰等问题,影响其性能系数。将材质为PP-R的毛细管网换热器埋置于海床砂土中的海水源热泵系统能够有效避免以上问题。基于能耗模拟数据,对比了海水源热泵系统、空气源热泵系统和冷水机组+燃气锅炉系统的经济性和环保性。结果显示,应用埋式毛细管网换热器的海水源热泵系统的经济效益和环保效益均为最优。系统运行20年,海水源热泵系统的全寿命周期成本为459.5万元,最小年费用为46.8万元,建筑生命周期内其单位面积的碳排放量比空气源热泵系统低10%,比冷水机组+燃气锅炉系统低21%。本研究使消费者对该热泵系统有了更深的了解,为推广此应用提供数据支撑。

海床砂土源热泵毛细管前端换热器换热性能研究

海床砂土源热泵是典型的清洁能源供能系统之一。为探究其毛细管前端换热器的换热性能,利用Matlab软件构建了换热器各个毛细管的数值传热模型,并基于该模型分析了管席不同位置处毛细管出口温度变化情况以及毛细管间距、埋深、管长对换热器换热性能的影响。模拟结果表明:当换热达到稳定时,管席顶部管和底部管的换热效果均优于中间各管的换热效果,并且毛细管间距、埋深和管长的增加有利于毛细管换热器换热性能的提升,毛细管间距从20 mm增大到60 mm时,冬夏季毛细管换热量分别增加了51.9%和17.8%,埋深从0.5 m增大到2.5 m时,冬夏季毛细管换热量分别增加了74.3%和53.9%,管长从0.5 m增大到3.0 m时,冬夏季换热量则均扩大了3.9倍。研究可为海床砂土源热泵前端换热器的设计提供理论支撑。

圆形隧道衬砌内毛细管换热器间歇运行的传热性能

隧道地源热泵是解决地铁隧道热污染的有效技术之一,毛细管换热器(CHE)因具有抗腐蚀、易弯曲、换热性能好、节省空间等优点被广泛应用于隧道地源热泵系统的前端换热器。基于示范工程建立了CHE流-热耦合传热模型,并在TRNSYS平台搭建CHE仿真系统,对隧道衬砌内CHE在连续、间歇运行下的传热性能进行分析。结果显示,当运行时间比由1/3逐渐增至1时,制冷季和采暖季第7日的CHE日均热流密度分别由100.59、87.42 W/m^(2)降至78.14、68.62 W/m^(2),相应的围岩内表面温度分别随之增大和减小,表明间歇运行能显著提高换热器的传热性能,并有助于缓解隧道围岩冷热堆积问题。

供暖季能源隧道内热环境变化规律研究

能源隧道是解决地铁隧道热污染难题的有效技术之一。目前,其内部热环境变化规律有待研究。本研究基于TRNSYS建立了能源隧道动态仿真系统,模拟分析了典型工况下隧道空气温度及毛细管换热器(CHE)热流密度的变化规律。结果表明:隧道空气温度以24 h为周期变化,与CHE进口温度、隧道产热量、围岩初始温度成正比,与隧道风速成反比;在隧道产热量为0 W/m或隧道风速为7 m/s工况下,存在冷热抵消的现象。本研究可为能源隧道的工程设计应用提供理论基础。

渗流对地铁源热泵前端毛细管换热器性能及围岩温度场的影响

地铁长期运行会引起隧道内的热堆积,影响地铁的安全高效运行。以毛细管为前端换热器的地铁源热泵系统是解决上述问题的有效技术之一。基于某示范工程,建立了隧道衬砌内毛细管换热器仿真模型;分析了典型工况下,渗流对其传热特性及隧道围岩温度场的影响。结果显示,渗流会显著扩大换热器的热影响范围,最远可达围岩下游70 m处;与无渗流工况相比,渗流可显著提高换热器的效率,且二者逆流时,提升效果更明显,供冷季为3.20倍,供暖季为2.55倍;渗流可显著减弱围岩的热堆积。本研究可为地铁源热泵前端换热器的设计提供理论支撑。

胶东地区黄金矿山细尾砂胶结充填应用研究

为探究胶东地区黄金矿山细尾砂充填可行性,分析了细尾砂粒级和矿物特征,使用新型胶凝材料制备了细尾砂充填料,通过开展流变和管路输送性能试验,研究了充填料流动性,分析了充填体强度及其形成机理。结果表明:(1)比表面积大和黏土矿物含量高是造成细尾砂充填料流动阻力大和强度低的内因;(2)细尾砂料浆更易出现层流,且层流—紊流临界流速随浓度的增加先缓慢增长再快速增长,结合流变建立的层流—紊流临界流速模型结果可指导控制管路输送流速;(3)随着钙矾石(AFt)和水化硅铝酸钙(C-AS-H)的生成,细尾砂料浆自由水转化成结合水,同时充填体结构在水化产物的填充和包裹作用下不断致密,二者促进了充填体强度的增长。该研究证明通过确定合适浓度和使用新型胶凝材料能够获得满足矿山需求的细尾砂充填体强度。

多约束条件下的无轨胶轮车路径规划算法研究

针对无轨胶轮车调度中存在的效率低、不合理等问题,基于传统节约算法增加约束条件,研究了多约束条件下煤矿无轨胶轮车的任务优化以及最短路径规划。通过将传统节约算法的单类型车辆约束改进为多类型车辆,提高了车辆的利用率,降低了车辆的使用成本;提出时间窗约束,提高了胶轮车到达的正点率,改善了人工处理调度作业中存在各种不确定因素而导致的车辆晚点,避免引发一系列不必要的事故;提出货物类型约束,提高了车辆的实载率,改善了“一车一用”的情况;提出最大行驶里程约束,提高了胶轮车运行安全保障,改善了井下的行车环境。采用陕西大海则煤矿胶轮车配送的实际算例,对提出的多约束条件下节约算法进行了实验,算例结果对比表明,在经过多约束条件下节约算法处理后,车辆平均实载率达到90%以上。现场应用结果表明,该方案可以提高胶轮车的配送效能,优化车辆任务,还可以有效地节约成本,满足煤矿现场应用需求。

毛泽东传奇故事(七)

一生崇尚枪杆子,一生鲜用刀与枪,“枪杆子里面出政权”,这是毛泽东的至理名言。由一介书生走向铁血生涯,毛泽东说:“我这一辈子就是在打仗中过的,一共打了二十二年,从没有打仗的决心到有了打仗的决心,从不会打仗到学会了打仗。”毛泽东一生,打了许多大仗、恶仗、奇仗,绝大多数时候打的是以弱胜强的仗。英国元帅蒙哥马利曾经问毛泽东:“在这许多年打仗的时期,主席有没有亲自在战场上指挥作战?还是说主席主要是在上面指挥?”

乡村振兴背景下农村公路规划建设策略研究

乡村振兴,作为我国现代化建设的核心战略,正引领着农村地区迈向全面繁荣。农村公路,作为乡村振兴的基石,其规划建设对于完善基础设施、提升农村发展水平至关重要。本研究立足乡村振兴背景,深入探讨农村公路的规划建设策略。通过实证分析,选取典型地区作为研究样本,发现:充实投融资体系、坚持以人民为中心的建设理念、优化道路空间布局、推动绿色建筑与智能交通应用,是提升农村公路规划建设效能的关键。这些策略的实施,将为乡村振兴提供坚实支撑,助力农村地区实现跨越式发展。此外,结果还表明通过整合农村公路资源,能有效推动乡村旅游、农特产品流通等产业发展,为乡村社区带来实际的经济效益和社会效应。研究提供的策略和方案有助于指导和优化乡村振兴战略下的农村公路规划建设工作,为实现美丽乡村的总体目标做出贡献。

城市发展背景下的国省干线公路规划设计研究

在城市化进程飞速发展的框架中,对交通基础设施,尤其是国省干线公路的规划与设计,深感必要采取积极态度来改良。为应对挑战,对此领域进行了细致探究。本文以当前城市发展的实际情况舞笔,聚焦城市化下的国省干线公路的生态,勾勒出城市化给资源配置、空间布局、交通流动等带来的影响。 提出一种人性化,科学且合理的规划设计的方法。它以扎根于城市化语境下的经济社会需求、环保需求、交通功能需求作为研究议题的重心。这套研究方案在解决公路设计存在的严重问题,如交通拥塞引起的空间碎片化过多,交通需求与公路服务能力不匹配等问题上,表现出一定效果。同时,这种以人为本的规划设计方法也有利于提升公路服务质量、优化交通环境、保障公路安全,对于推动城市化和国省干线公路发展具有重大的理论和实践意义。

绿色化工技术在化学工程中的应用分析

目前化工生产过程中存在比较严重的环境污染、资源浪费问题,因此在化工行业不断发展的同时,也需要对化学工程进行不断优化。绿色化工技术是目前最为先进和环保的化工技术,它不仅可以提高企业生产效率,还可以有效减少对环境的污染,并且可以实现资源合理利用。本文对绿色化工技术的应用价值进行了论述,然后介绍了常见绿色化工技术,并提出了几点绿色化工技术的应用要点,并探讨了化学工程中绿色化工技术的应用策略和方向,希望可以对相关工作人员有所帮助。

毛泽东的传奇故事(八)

屡蹈死地均无恙,不惧牺牲勇斗争。毛泽东的生命轨迹中,经历百战,屡涉危境,却最终能履险如夷、逢凶化吉,圆颅方趾的血肉之身并没有受到什么创伤,实属奇迹。

面向数值模拟的砖砌体单轴受压本构关系模型研究

在现有的砖砌体单轴受压本构关系模型中,弹性模量和峰值应变预测精度较差,导致砖砌体的数值模拟分析难度较大。基于收集到的145个试件数据,对砖砌体的弹性模量、轴心抗压强度以及峰值应变取值进行分析。结果表明:现有的弹性模量计算公式不适用于过低或高弹性模量的砖砌体,弹性模量与峰值点割线模量呈倍数关系,应按照砌体的材料强度和种类进行取值;轴心抗压强度计算公式适用性较好;砖砌体的峰值应变应按照混凝土砖和非混凝土砖进行分类,非混凝土砖砌体峰值应变与砂浆强度呈非线性关系,应按照砂浆强度大小进行取值;然而混凝土砖砌体峰值应变受砂浆强度影响较小,取值在0.001和0.002之间。最后,提出了适用性更好的面向数值模拟的砖砌体单轴受压本构关系模型。