棉纱纬平针织物的热湿耦合仿真模拟

作     者：邓智豪 荣政 刘为炜 唐宁 武维莉 DENG Zhihao;RONG Zheng;LIU Weiwei;TANG Ning;WU Weili

作者机构：浙江理工大学纺织科学与工程学院杭州310018 

出 版 物：《现代纺织技术》 (Advanced Textile Technology)

年 卷 期：2025年第33卷第5期

页      面：116-125页

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082101[工学-纺织工程] 

基　　金：浙江理工大学2021年基本科研业务费青年创新专项基金项目(11152931632104) 浙江省教育厅科研项目(11152832622207) 

主　　题：棉纱纬平针织物 三维几何模型 热湿耦合传递 有限元仿真模拟技术 

摘      要：为探究在服装内外环境存在差异的情况时的织物热湿传递机理,提出了一种预测棉纱纬平针织物热湿耦合传递的仿真模型。采用光学显微镜观测织物试样的几何结构,利用AutoCAD建模软件创建织物的三维几何模型;使用COMSOL有限元仿真软件,建立包含静止空气的织物热湿耦合仿真模型,并根据人体穿着服装的实验数据设置边界载荷,运算得到仿真模型的温度、相对湿度分布云图与数据;将织物系统模型的模拟热湿阻结果与实验对比,验证仿真模型的有效性和准确性。结果表明:当纬平针织物内发生热湿耦合传递时,皮肤表面的热量主要通过线圈串套区域向外界传递,而线圈内静止空气的传热量较少;皮肤表面的汗液蒸发后,水分优先被纱线吸收,再通过织物孔隙中的空气向外界扩散。在热湿耦合传递达到动态平衡后,织物系统的模拟热阻相对误差为2.3%,模拟湿阻的相对误差为4.2%。研究表明将有限元仿真模拟技术应用于纺织品的物理性能研究中具备可行性,为探究针织物在日常穿着状态下的热湿耦合传递现象提供理论参考。