多層防熱護服裝熱傳遞

盧井梳 馮繼雨 黃偉 吳宇航

【摘 要】近年來，關(guān)于熱防護服熱傳遞方向的研究一直是熱點的研究。而對于熱防護服裝的設(shè)計大多集中在熱防護性能測定、內(nèi)部傳熱，舒適性評價等方面。在既定的高溫環(huán)境下，多層熱防護服裝熱傳遞到假人皮膚外側(cè)的溫度分布及服裝設(shè)計問題，研究過程如下：在外界環(huán)境溫度為75℃時，通過分析不同材料間及與空氣層熱傳遞規(guī)律，在基于合理假設(shè)的前提下，在已給出的高溫環(huán)境中，結(jié)合一維熱傳導(dǎo)方程，建立了I、II、III、IV層的熱傳導(dǎo)方程模型；用分離變量法解出各層溫度隨位置和時間變化的解析解，求得各層界面溫度隨時間變化的數(shù)據(jù)集。

【關(guān)鍵詞】熱傳導(dǎo)方程；分離參數(shù)；非線性規(guī)劃

1防護服模型敘述

在已給出的高溫環(huán)境中，通過結(jié)合一維熱傳導(dǎo)方程，建立了三層防護織物-空氣層的熱傳遞模型；用分離常數(shù)法解出解析解，通過與已驗證模型的數(shù)值對比，保證了模型的可靠性。通過與已有論證模型的數(shù)值模擬結(jié)果的對比，證明了提出數(shù)學(xué)模型的合理性。

2熱傳導(dǎo)方程

4 結(jié)果

通過對所建立的熱防護織物層的熱傳遞數(shù)學(xué)模型代入方程進行求解，得到溫度隨時間變化的數(shù)據(jù)圖，

5結(jié)果與討論

經(jīng)反復(fù)比較后，當環(huán)境溫度確定，建立了熱防護織物層的熱傳遞數(shù)學(xué)模型，通過一維熱傳導(dǎo)方程，用分離常數(shù)法求解，在隨時間變化的過程中由熱防護織物的最外側(cè)，逐層向里推進，確定溫度分布。與己驗證模型的數(shù)值對比，保證了模型的可靠性。與已有論證模型的數(shù)值模擬結(jié)果的對比，證明了其合理性。在建立模型時有可能為簡化過程，減少模型中繁重的計算量，對考慮的方向進行了簡化，不能夠全面客觀地得出結(jié)果。

參考文獻：

[1]. 陳明文 劉宇編著《數(shù)學(xué)物理方程》[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.2

[2].《運籌學(xué)》編寫組.運籌學(xué)（修訂版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，1990

（作者單位：1.華北理工大學(xué)機械工程學(xué)院；2.華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院；3.華北理工大學(xué)以升創(chuàng)新教育實驗基地；4.華北理工大學(xué)；5.河北省數(shù)據(jù)科學(xué)與應(yīng)用重點實驗室）