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如何科学计算体感温度?

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导引:

为什么同样在室温25℃的房间为什么夏天穿背心还觉得热,冬天穿毛衣还觉得冷?

为什么泰坦尼克号中,杰克在0℃左右的冰水混合物中冻死了,而Rose呆在-10°左右的空气中活了下来?

电焊工电焊的时候火星溅落在皮肤上为什么不会烫伤?

为什么同样温度的铁和木板,为什么铁摸上去会感觉比较凉?

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要明白以上问题 首先明白一点 人体的感受是热量 而不是温度

当人体和环境换热达到平衡时 人不需要额外进行散热(出汗)或者保温(寒颤)维持体温 则人会觉得舒适

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正确计算一个体感温度来表达人的实际感受 正确的方式是计算人体的散热情况

因为体感温度表达的是一个感受,没有一个绝对的标准,没有绝对的对错,但不同的计算方式

考虑的周密程度不同,和实际感受契合度也不同.

下面是我考虑的方面和计算方式,后续会推出网页计算和nuget包,敬请期待

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首先确立一个舒适基准,人(裸)在25℃无风的房间中,无论湿度是多少,都会感觉到比较舒适.那么

根据计算,人体37°和房间25之间存在辐射换热和对流换热.(中文陶文铨版传热学标准例题)

此时较为舒适说明达到了热量平衡,同时此时体感温度不受湿度影响,空气湿度影响汗液蒸发效率,无影响说明25℃人体不依靠出汗散热.此时人体的发热量大约即为上面计算的散热量.这样我们得到了人体的基础产热量(一般状态)

如果外部散热条件高于基础产热量,人体会感觉到冷,反之如果外部散热条件低于人体产热量人会感到热.

人冷了穿衣,热了会出汗.以此来达到热量平衡.


对于出汗,湿度越大,汗液越难蒸发,降温效果越差.基本呈现线性关系.(25℃以上进行考虑)
对于穿衣,湿度大时,衣服纤维会吸收水分变潮,强化了导热热量流失,保温性能变差.(0~15℃以下进行考虑)
冰点以下越冷,饱和蒸汽压越低,水蒸气会凝结,个人认为,湿度对体感温度的影响可以忽略不计.
最后要考虑风速度,风速大,散热好,冬天刮风会很冷,夏天刮风会感到凉快.所以风速总是降低体感温度的.







songshizhao
最初发表2022/8/29 13:20:14 最近更新2022/8/29 13:24:33 44
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