高溫作業專用服裝設計

王福來 李翔 王梓同

【摘 ?要】熱防護服是對在高溫或超高溫條件下工作人員的安全保護，其原理是降低熱轉移速度，使外界的高熱緩慢而少量轉移至皮膚。本文基于一定外界溫度下，對經過熱防護服傳熱到假人皮膚外側的熱傳導模型進行研究。

整個熱傳導過程分為熱防護服中的熱傳遞和空氣層的熱傳遞兩個階段。在熱防護服熱傳遞中，從外至內依次是外殼層、防水層、隔熱層。根據能量守恒和熱輻射量的滿足條件得到三層熱防服的非線性變系數的拋物型偏微分方程熱傳遞模型，利用正問題的數值分析方法對模型進行整理和總結，有限差分法求解非線性拋物型方程;對于空氣層，根據數據可以利用MATLAB軟件進行四階擬合，得到假人皮膚外側的溫度與時間的擬合關系。

在以上建立的熱傳導模型基礎上，將環境溫度變換為65 ，通過建立初值、左邊界和右邊界條件，得到約束條件，再運用MATLAB得到防水層的最優厚度。

同樣在第一個建立的熱傳導模型基礎上，將溫度變為80 ，建立初值、左邊界和右邊界條件，得到約束條件，再運用MATLAB得到防水層的厚度與隔熱層的厚度。

【關鍵詞】熱傳導;偏微分方程;溫度三維分布圖

一、模型的建立與求解

2.1模型的建立與求解

參考文獻：

[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]俞呂明，熱傳導及數值分析[M]，清華大學出版社，1981.

[3]宋來忠，王志明.數學建模與實驗.北京：科學出版社，2005.

[4]胡守信，李柏年.基于Matlab的數學實驗[M]，北京：科學出版社，2004年第1版