热防护测试的防护性能原理

    热保护服是对在高温或超高温条件下工作的人员进行安全保护，以避免热源对人体的伤害。

 

    人体皮肤对温度非常敏感。当人体皮肤的热流密度达到2168J/cm，即皮肤温度达到45℃时，人会感到灼痛；当热流密度增加到5102J/cm，即人体皮肤温度达到72℃时，会造成皮肤二度烧伤。因此，人们可以穿热保护服来保护皮肤；在高温环境下，穿热保护服可以降低人体皮肤的升温率，并提供穿衣反应和逃跑的时间，以避免或减少热源对人体的伤害。

 

    对人体有害的热源有多种形式，性质不同，对热保护服的热保护性能要求也不同。目前，热源的主要形式有火焰(对流热)、接触热、辐射热、火花和熔融金属喷射、高温气体和热蒸汽、电弧产生的高热等。

 

    1.1热对流。

 

    对流散热是通过液体(如水)或气体(如空气)等流体的运动来传递热量的。由于流体温度不均匀而引起的流体运动，所以传热方式称为自然对流。人体和服装表面边界层内的空气自然对流。流体运动是由外部原因引起的，称为强迫对流。织物的防热对流性能主要与织物的重量、密度和气性密切相关。增加织物的重量可以增加皮肤二次烧伤所需的时间。同时，多层织物也有更好的防热对流效果。

 

    1.2导热。

 

    热传导是指热量沿物体传递。它从高温物体传递到低温物体。这种传递主要通过物质中相邻分子之间的连续碰撞来实现。热传导是指热量以火花、熔融金属喷射物等为载体，与服装接触，通过服装将热量传递给人体，对人体造成伤害。

 

    一般情况下，织物的防熔金属热传导性能可以采用将标准PVC薄膜制成的人造皮肤放在织物后面，测量熔金属热通过织物后对人造皮肤的危害。针对受伤面积和程度，又可以将织物的热保护性能分为一级到七级。一级别最好，无伤害，二级和三级分别是受伤面积小于0.01平方米的一次烧伤，四级和五级分别是受伤面积小于0.01平方米的二次烧伤，六级和七级分别是受伤面积小于0.01平方米的三次烧伤。

 

    1.3热辐射。

 

    热辐射是指热从物体沿直线向外辐射。热辐射的本质是物体温度引起的热辐射，与热源绝对温度的四次方成正比。与导热和热对流不同，热辐射是一种非接触式传热方式，不需要任何物质作为介质，而是以电磁波的形式传热。在热保护服的实际应用中，热辐射是受害者伤害的主要传热形式之一。即使是火焰燃烧，其能量也包括高达80%的热辐射。

 

    在热保护服防热辐射性能的测试中，织物经常垂直暴露在辐射热源下。在规定距离内，热源对织物样品进行热辐射。通过测试样品后面人体皮肤二度烧伤所需的时间和热流密度，可以评价样品的防热辐射性能。