随着地表矿产资源减少和采矿机械化程度提高,矿井将走向深部开采,随之而来的热害问题也会越来越严重。矿井热害将成为煤矿井下又一重大灾害,严重影响了井下工人的工作效率和相关设备的运行,进而对井下安全生产造成影响。为保障工人在矿井工作过程中的热舒适状态,创建安全生产环境,大型制冷设备搭配个体降温技术受到人们普遍关注。个体降温技术是通过让工人穿上冷却服,以达到对人体热舒适度的调控,避免工人在劳作过程中由于过热引发的中暑、休克等问题出现,提高工作效率并保障工人健康。有关冷却服舒适性的研究比较丰富,不同形式气冷服都存在相应工作特点。在当前我国深化改革,工业优化升级的大环境下,工人的人性化管理越来越受到企业的关注。因此,矿产类企业急需舒适感更强、成本更低的冷却服。以压缩空气作为冷源的气冷服以其易于清洗、重量轻、制冷效果好的优点,值得我们深入研究。本文研究以压缩空气为冷源的气体冷却服,文章的主要研究内容如下:(1)建立了气冷服微空间传热模型。基于人体热平衡方程,根据气冷服中热量传递路径,研究传热过程中对流、蒸发、辐射三种换热情况,由此搭建气冷服微空间理论传热模型。通过对气冷服换热管路微单元的传热分析,推导得出气冷服小孔出口所在截面的气流温度与皮肤温度、环境温度等变量间的理论方程。(2)建立了气冷服微空间三维物理模型,模拟研究了气冷服内微空间参数及皮肤温度基本规律,研究发现,微空间、皮肤平均温度都和环境温度具有较高的相关性。将模拟结果与实验结果进行了对比分析,分析得出前、后、左侧微空间平均风速实验值与模拟值比较接近。在环境温升的过程中,模拟与实验前后左右各部位的内外温差基本都呈现下降趋势,同时模拟与实验所得的上体躯干各部位温度基本都增加,二者波动幅度都较小,相对误差在可接受的范围内。同时将模拟与实验结果进行了理论对比研究,二者最大相差为1℃,误差在可接受的范围内。总体来说,模拟与实验具有较好的一致性。(3)通过对微孔间距分别为20mm、30mm、40mm的气冷服进行模拟研究,得出在实际情况下,微孔间距为20mm时应该最优。同时通过对不同支管根数进行模拟研究,得出在实际情况下,6根供气支管会优于10根供气支管。同时基于上述模拟结果,提出了气冷服的优化方案。