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計大多集中在熱防護性能測定、內部傳熱，舒適性評價等方面。在既定的高溫環境下，多層熱防護服裝熱傳遞到假人皮膚外側的溫度分布及服裝設計問題，研究過程如下：在外界環境溫度為75℃時，通過分析不同材料間及與空氣層熱傳遞規律，在基于合理假設的前提下，在已給出的高溫環境中，結合一維熱傳導方程，建立了I、II、III、IV層的熱傳導方程模型；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據集。

【關鍵詞】熱傳導方程；分離參數；非線性規劃

1防護服模型敘述

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

2熱傳導方程

4 結果

通過對所建立的熱防護織物層的熱傳遞數學模型代入方程進行求解，得到溫度隨時間變化的數據圖，

5結果與討論

經反復比較后，當環境溫度確定，建立了熱防護織物層的熱傳遞數學模型，通過一維熱傳導方程，用分離常數法求解，在隨時間變化的過程中由熱防護織物的最外側，逐層向里推進，確定溫度分布。與己驗證模型的數值對比，保證了模型的可靠性。與已有論證模型的數值模擬結果的對比，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果。

參考文獻：

[1]. 陳明文 劉宇編著《數學物理方程》[M].北京：機械工業出版社，2013.2

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

（作者單位：1.華北理工大學機械工程學院；2.華北理工大學冶金與能源學院；3.華北理工大學以升創新教育實驗基地；4.華北理工大學；5.河北省數據科學與應用重點實驗室）