智能加热服装及其热学性能的研究

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电加热智能控制服装因为温度的可控性高而受到越来越多的关注,将有可能成为智能服装领域的一个重要发展方向。  本课题将导电银丝织入织物中得到了柔性加热织物,采用3种不同的厚度的保暖面料制作了3件加热上衣,在衣服的前面和后面分别缝制了4个口袋用于集成加热织物。采用自主研制的织物热性能测试仪测量了在不同负载电压下银丝和加热织物的表面温度场变化,构建了银丝表面温度变化和热量传递过程的有限元模型,并利用Ansys12.0软件进行模拟仿真,随后采用自主研制的功率测量装置测量了柔性加热织物在不同的环境温度下和不同保暖织物内保持恒定温度时的消耗功率,同时也测量了加热服装不同部位在保持恒定温度时的功率消耗。  实验结果显示,涤纶纱线在80,100和120度的环境温度下老化7天后的断裂强度和断裂伸长率没有明显变化,而银丝的电阻会随着环境温度升高而有小于8%的增加。红外温度图像测量结果显示,加热织物和银丝表面的最高平衡温度与银丝内部消耗的功率成正比。银丝表面测量温度-时间曲线与采用有限元Ansys12.0软件模拟的结果基本重合,并且不同负载电压下的实际测量最高温度和模拟最高温度的相关系数达到了0.9997。采用第一种方案和第二种方案设计的加热织物通电后电阻分别是通电前电阻约33%和50%。红外温度图像测量结果也显示,采用第二种方案设计的加热织物的表面温度更加均匀,并且两种加热织物的功率消耗与表面最高温度之间呈线性函数关系。最后加热服装的加热效果显示各个部位的功率消耗与内部的平衡温度呈近似线性关系,并且背部所消耗的功率最少,胸部、腹部、腰部所消耗的功率依次增大。
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