第6卷第1期
2006年2川
文章编号:1009—6094(20061(】lO040—03
安全与环境
JournalofSafetyandEnvironment
等效温度曲线的数值拟合
梁茵，周西华，周令昌
(辽宁工程技术大学资源与环境j二程学院，辽宁阜新123000)
摘要：通风空调工程中.等效温度是衡砬气候舒适程度的主要指
标.传统的查图法求解等效温度不仅繁琐,『f『jf1_准确本文以等效
温度为基础，等效温度巾取值，运用Matlat，拟合数据，并进行标
变换.求解出l卜球温度，湿球温度及风速之间的规律，推导出等救温度的数值求解方法.经实例计箨和溴箍分析明.此数值解法较为准确
关键词：安全丁程；等嫂温度；风速；数值拟合
中图文分类号:TD727文献标识码:A
O引言
等效温度由美国采暖通风1二程师协会Y agIou等人研究提
出.刚风速为0，相对湿度100%的条件下使人产生某种热感
觉的空气温度，来代表不同风速，不同相对湿度，不同温度使
人产生一的热感觉【.如果上述3个索的仟何组合得
出同样的热感觉，则均是同一个等效温度.该指标综合考虑
了干球温度，湿球温度和风速3个因素的影响
等效温度的确定，一般是利用等效温度图轴(见图1).
干球温度和湿球温度的连线与等风速线的交点，即为等效温
度_3j.但这种查图法并适用于计算机快速闩动求解，而且
容易产生误差.为此，本文利用数值方法解决这一问题.
l等效温度求解数值方法
1.1求解方法
本文以等效温度图中的干，湿球温度为坐标，测量出等风
速线的各点坐标值，分别拟合出F，湿球温度连线方程和等风速线方程，再求解二者交点，即确定了该状态事气在等效温度图中的位置点.将等效温度等值线近似看作足～系列等距离的半行线，以此平行线为纵坐标轴，垂线为横轴，则横坐标轴的数值即为等效温度值，此标即为等效温度坐标.将干，湿
球温度坐标中确定的状态点的坐标值转换为等效温度坐标值，即可求出等效温度值.
1.2数据提取与拟合
1.21等风速线数据提取与拟合
按照等效温度图，取干球温度坐标轴0℃为坐标原点，干
球温度坐标0℃与湿球温度坐标0℃连线为轴,r球温度坐
标轴为y轴(见图2)，分别将图巾网格每个交叉点的坐标值量出，按照等效温度由小到大的顺序，分别对=3m/s,2.5m/s,
2lTs,1.5m/s,1In/s,0.8m/s,0.6m/s,0.4【Is,02m/s,0m/s
的l0条曲线测出数据.则每条曲线取23个点,23对数据.
*收稿日期:2(X)5—09.O8
作者简介：粱茵，硕上研究生，从事通风空调安全研究；周西华副教授，从事矿井通风降温j安研究.
40
V o1.6No.1
Feb,2006
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图1等效温度图
Fig.1Effectivetemperature
—
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箭
咧
25
20
10
图2干湿球温度连线
Fig.2Dryandwet-bulbtemperatureeonne~ed
由等效温度图，按照等风速线将这10条曲线的数据分为2组.
1)lm/s≤"≤3m/s
运用正交化方法对这1O组离散数据做多项式最小二乘拟合l，得出拟合公式为
=(/2+.l+au(1)
则=3m/S,25m/s,2m/s,1.5m/s,1m/s时拟台公式
的系数矩阵为
J一0.0094—0.0082一O.0071J'
J1?00051.0552l?12l9J
J20.962719.384517.6624J
再分别将矩阵的每一行与相应的风速进行多项式最小j 乘拟合，将上述拟合公式合并即可得1m/s≤≤3m/s时的
拟合公式为
y:(0.0003/72—0.0044+0.0006)+
(0.0347/70.2878/7+1.5541)+
(一08100/7+7.3399/7+6.1910)(2)
取=2m/s，用拟合式(2)求解数据与原始测量数据比
较,f}}平方误差为:0.158789，拟合较好.
2)<1m/s
这一组数据用二次项拟合后其系数不规律，改用一次项
2006年2月梁茵，等：等效温度曲线的数值拟合Feb,2006 拟合.即n=1，有
Y=bI+b0(3)
则=0.8m/s,0.6In/S,0.4m/s,0.2m/s,0m/s时拟合
公式的系数矩阵为
l1.21161.29801.3906l
l13.247711.480l9.5614l
再分别将矩阵的每行与相应风速拟合，即可得<1ln/$
时的拟合公式
Y=(一22.5263v40.7214v-6.7129)+
1.1375"
2.0452v+2.2077(4)
1.2.2干，湿球温度连线的方程
设干球温度为t，湿球温度为f(t≥t)，可得干湿球温
度连线(见图2)的方程为
,.￡g一(5)
式(5)与式(2)或式(4)联立方程组的解即为干，湿球温度连线与等风速线的交点坐标.
1.3等效温度坐标轴及转换
将等效温度图中等效温度线近似看作l组等距平行线,
取与其垂直的直线为.轴，向左下方延长至零点为原点
oo(见图3)，则等效温度线即为1组平行于Y.轴的直线，则图中任一点在.轴上的坐标值即为等效温度值.经过推导，此
坐标系与图2中xoy坐标系的转换公式为
f[(一.)COS0+(y一6)Ol
{(6)
【,..=[(,.一6)c.s0+(—nsin口]
式中m为xoy坐标系中单位千，湿球温度在等效温度图(图1)中的实际长度;n为.o.Y0标系中单位等效温度在等效
温度图(图1)中的实际长度;(n,b)为oo点在xoy轴中的坐标;0为.轴和轴的夹角.
将等效温度图中实际测茸的m,n,a,b，日值代入式(6),
得
lIn/S≤≤3m/s时,
.=o
.8~2888[(+7.37125)c.s34.93.+
(y-18.297588)sin34.93.]
y.=O.
8
1
888[(y.18.297588)c.s34.93.一
(+7.37125)sin34.93.]
Table1
<1m/s时,
=[(+8.326421)cos35?83.+
』(yJ97)s.](8)
l,..=[(,._l7?607976)c.s35-83.一
【(+8.
326421)sin35.83.J
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