高温作业专用服装设计

王福来 李翔 王梓同

【摘  要】热防护服是对在高温或超高温条件下工作人员的安全保护，其原理是降低热转移速度，使外界的高热缓慢而少量转移至皮肤。本文基于一定外界温度下，对经过热防护服传热到假人皮肤外侧的热传导模型进行研究。

整个热传导过程分为热防护服中的热传递和空气层的热传递两个阶段。在热防护服热传递中，从外至内依次是外壳层、防水层、隔热层。根据能量守恒和热辐射量的满足条件得到三层热防服的非线性变系数的抛物型偏微分方程热传递模型，利用正问题的数值分析方法对模型进行整理和总结，有限差分法求解非线性抛物型方程;对于空气层，根据数据可以利用MATLAB软件进行四阶拟合，得到假人皮肤外侧的温度与时间的拟合关系。

在以上建立的热传导模型基础上，将环境温度变换为65 ，通过建立初值、左边界和右边界条件，得到约束条件，再运用MATLAB得到防水层的最优厚度。

同样在第一个建立的热传导模型基础上，将温度变为80 ，建立初值、左边界和右边界条件，得到约束条件，再运用MATLAB得到防水层的厚度与隔热层的厚度。

【关键词】热传导;偏微分方程;温度三维分布图

一、模型的建立与求解

2.1模型的建立与求解

参考文献：

[1]G.W.Song.Modeling thermal protection outfits for fire exposures[J]，Dissertation Abstracts International，Volume：64-10，Section;B，page：5196;Co-Chairs：Roger L，Bar，2002.

[2]俞吕明，热传导及数值分析[M]，清华大学出版社，1981.

[3]宋來忠，王志明.数学建模与实验.北京：科学出版社，2005.

[4]胡守信，李柏年.基于Matlab的数学实验[M]，北京：科学出版社，2004年第1版