基于热传导模型的高温作业专用服装设计

论文摘要

高温环境给工作人员带来了热危害,作为防护措施之一的高温专用服装显得尤为重要。轻便与良好的隔热性是一件隔热服所必备的性质。文章研究热量在三层织物材料和与人体相邻的空气层的传递和分布关系,建立热传导模型、傅里叶热方程模型分析在保证人体安全的情况下尽可能使材料层厚度最少,从而设计出一件性质优良的隔热服。首先,针对我们搜集的人体温度和时间的数据,通过Matlab进行拟合,建立了温度关于时间和距离的指数函数T1（x,t）=-11e（-0.005t-14.55x）+48。利用热阻的公式,分别列出4层之间的关系式,通过联立方程,求解出共同的热阻,从而求出相邻两层交界处的温度分布状况。其次,利用傅里叶热方程■对模型进行改进,由拟合出的人体表面的温度函数,向外分别推导出Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ的函数关系式,通过c++编程获得材料上任意一点在任意时刻的关系式,再通过Matlab获得热量分布图。最后,将整个三层织物材料和与人体相邻的空气层打包成一个密闭空间,根据比热容的定义式对l进行积分,求出Q,然后求出密闭空间内的热传导率k,根据比热容的定义求出密闭空间的整体比热容,可得出厚度关于时间和温差的关系式。根据我们假设的限定条件得到第Ⅱ层材料厚度的范围,从而求出最优解。

论文目录

• 1 研究对象
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究内容
• 2 模型分析
• 3 模型假设
• 4 符号说明
• 5 模型建立与求解
•   5.1 热量分布
•     5.1.1 理论基础
•     5.1.2 模型建立及求解
•     5.1.3 模型的改进
•       5.1.3. 1 坐标系的建立
•       5.1.3. 2 理论基础
•       5.1.3. 3 根据傅立叶热方程建模求解
•   5.2 防护服厚度
•     5.2.1 理论基础
•     5.2.2 模型的建立
•     5.2.3 模型求解

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 过一锋,苏陈,陈倩,闻晨阳,王宏志

关键词: 热传导,指数函数,能量损失

来源: 化工管理 2019年30期

年度: 2019

分类: 经济与管理科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 轻工业手工业

单位: 金陵科技学院

分类号: TS941.731.3

页码: 19-21

总页数: 3

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