多层防热护服装热传递

卢井梳 冯继雨 黄伟 吴宇航

【摘 要】近年来，关于热防護服热传递方向的研究一直是热点的研究。而对于热防护服装的设计大多集中在热防护性能测定、内部传热，舒适性评价等方面。在既定的高温环境下，多层热防护服装热传递到假人皮肤外侧的温度分布及服装设计问题，研究过程如下：在外界环境温度为75℃时，通过分析不同材料间及与空气层热传递规律，在基于合理假设的前提下，在已给出的高温环境中，结合一维热传导方程，建立了I、II、III、IV层的热传导方程模型；用分离变量法解出各层温度随位置和时间变化的解析解，求得各层界面温度随时间变化的数据集。

【关键词】热传导方程；分离参数；非线性规划

1防护服模型叙述

在已给出的高温环境中，通过结合一维热传导方程，建立了三层防护织物-空气层的热传递模型；用分离常数法解出解析解，通过与已验证模型的数值对比，保证了模型的可靠性。通过与已有论证模型的数值模拟结果的对比，证明了提出数学模型的合理性。

2热传导方程

4 结果

通过对所建立的热防护织物层的热传递数学模型代入方程进行求解，得到温度随时间变化的数据图，

5结果与讨论

经反复比较后，当环境温度确定，建立了热防护织物层的热传递数学模型，通过一维热传导方程，用分离常数法求解，在随时间变化的过程中由热防护织物的最外侧，逐层向里推进，确定温度分布。与己验证模型的数值对比，保证了模型的可靠性。与已有论证模型的数值模拟结果的对比，证明了其合理性。在建立模型时有可能为简化过程，减少模型中繁重的计算量，对考虑的方向进行了简化，不能够全面客观地得出结果。

参考文献：

[1]. 陈明文 刘宇编著《数学物理方程》[M].北京：机械工业出版社，2013.2

[2].《运筹学》编写组.运筹学（修订版）[M].北京：清华大学出版社，1990

（作者单位：1.华北理工大学机械工程学院；2.华北理工大学冶金与能源学院；3.华北理工大学以升创新教育实验基地；4.华北理工大学；5.河北省数据科学与应用重点实验室）