正压防护服用供气背包设计及其数值模拟与实验

摘要

当前正压防护服功能相对单一，防护服内部温度较高且压力不易控制，安全性和舒适感较低，为此，提出一种集供/排气、过滤、制冷功能于一体的配套装置。测试防护服内保持微正压状态所需数据，分模块设计供气背包结构；对半导体制冷模块进行传热分析，建立仿真模型并基于计算流体动力学(CFD)分析型材尺寸对制冷性能的影响；以模糊PID控制保持温度、气压参数的稳定，求解传递函数、设计控制器并利用Simulink进行了仿真验证；搭建微正压防护服FLUENT仿真模型，分析防护服内流场、温度场分布规律以及供风温度对其影响；试制供气背包样机，并进行防护服温度湿度测试。结果表明，供气背包可实现30 s内除湿至正常环境湿度、100 s内降温至低于室温5℃。

关键词

正压防护服 / 供气背包 / 半导体制冷 / FLUENT仿真 / 温度湿度测试

基金资助

河北省重点研发计划(23317701D); 广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金(2023A1515012103); 广东高校科研平台和项目-创新团队项目(自科)(2022KCXTD033)