مدلسازی تاثیر لباس های خنک کننده در تبادل گرمایی بدن

لباس های خنک کننده شخصی سامانه هایی هستند که برای تامین راحتی حرارتی افرادی که در محیط های گرم فعالیت دارند به کار می رود. جلیقه های تغییر فازی نوعی از این لباس ها هستند که با جذب گرمای مازاد بدن از طریق پدیده فیزیکی تغییر فاز ، بدن را خنک نموده و راحتی حرارتی آن را تامین می کنند. در اکثر مطالعات انجام گرفته روی اینگونه لباس ها، نتایج قابل ملاحظه ای گزارش شده که حاکی از نزدیک شدن بدن به شرایط حرارتی خنثی و بدون تنش بوده است. در این مطالعه سعی شده با استفاده از نرم افزار و روش المان محدود، سیستم سه جزئی متشکل از بدن، لباس و محیط، شبیه سازی شده و با استفاده از مدلسازی تبادل حرارت انجام شده بین این سه محیط، عملکرد لباس خنک کننده بر روی بدن بررسی شود. نکته قابل توجه در این مدل این است که به دلیل در نظر گرفتن پاسخ های فیزیولوژیکی بدن، اثرات مثبت و منفی لباس خنک کننده بر روی راحتی بطور همزمان در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از مدل سازی حاکی از آن است که استفاده از لباس های خنک کننده می تواند سبب کاهش قابل ملاحظ? گرمای محتوی بدن، و کاهش دمای متوسط پوست تا حد 77/2 درجه سانتیگراد شود. همچنین، در نظر گرفتن اثرات جنبی لباس خنک کننده بر روی راحتی حرارتی بدن (همچون وزن زیاد) می تواند منجر به کاهش اثر خنک کنندگی لباس تا 26 درصد شود. از طرف دیگر، در این تحقیق نشان داده شد که افزایش دمای محیطی که لباس خنک کننده در آن مورد استفاده قرار می گیرد نیز می-تواند تاثیر چشمگیری بر دور? خنک کنندگی لباس داشته باشد. در این تحقیق، استفاده از لباس خنک کننده در زیر لباس محافظتی نیز مدل سازی شده و اثر مقاومت حرارتی لباس محافظتی بر توان خنک کنندگی لباس مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، در این مدل سازی نشان داده شد که عایق بندی کیسه های حاوی مواد تغییر فاز دهنده می تواند نقش قابل ملاحظه ای در افزایش بازدهی لباس خنک کننده داشته باشد، بطوریکه بازدهی این لباس را از 20 تا 35 درصد افزایش داده است. صحت مدل سازی انجام شده در این تحقیق نیز با استفاده از آزمون های انسانی مورد ارزیابی قرار گرفته و هماهنگی مناسبی بین نتایج حاصل از مدل سازی و نتایج تجربی کسب گردید.