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热防护服测试评

发布日期:2021-04-02 06:14:03
    热保护服是指对在高温条件下工作的人体进行安全保护,避免对人体造成高温伤害的各种保护服,主要用于减少人体皮肤热量的积累,防止皮肤烧伤或烧伤。所以很多人即使穿着防护服,身体在极高的温度下也会被高温烧伤,所以很多研究人员已经完成了总成。
 
    小规模(基准测试)、测试、火人测试和美国伍斯特军事学院的热属性评价装置(热性能测试装置、T阳F)(j)从海外文献8-11来看,在定量评价热防护服装的热防护性能的过程中,需要使用皮肤传热模型,结合亨利克斯皮肤烧伤方程,人体皮肤达到二级烧伤所需时间t:
 
    就物理和生理而言,Pennes皮肤传热方程本身存在一些问题,尤其是在瞬时高温传热过程中。事实上,这个模型是根据经典的Fourier热流法则建立起来的,这就是隐含着这样一个假设,即认为介质中的热传播速度是无限的,相当于介质中某个地方的温度变化,会瞬间引起另一个地方的温度变化,而对于像人体皮肤这样的生物组织来说,转移从一个地方转移到最近一个地方需要转移到H3。所以,在评估中,
 
    介绍一种新的皮肤传热方程,即考虑到一系列皮肤传热速度有限的热波皮肤模型来测量皮肤的烧伤程度,从而导致热量最初通过模拟皮肤表面的热电偶来测量模拟器的温度,通过将温度值代替到Diller法则公式来决定皮肤模拟器吸收的值;然后,将获得的微量值作为热波皮肤模型的边界条件来预测皮肤基础表面的温度,结合敏感皮肤烧伤模型获得皮肤二次烧伤的时间;同时,也比较了使用温度变化的结果。
 
    根据傅立叶热流法则,考虑到皮肤生物组织传热速度有限的物理事实,Cattaneo.14o提出了不可替代的一维热流方案,即非傅立叶公式的线性展开
 
    七、珈时式(3)是将其转化为著名的Pennes生物传热方程。因为生物组织中的热传播速度远小于其它材料(如金属、液体等),所以它的热松弛时间(如肉类的下一个20-30S)远远大于金属等r10。十一十。当时考虑到热传播速度有限的热波模型比较合理,更能体现生物传热的本质。
 
    在实际传热过程中,皮肤组织的传热主要发生在垂直皮肤表面的一维方向,并计划将加热源放置在0。根据类型(3),皮肤组织上的替代温度值t(戈,0)分布如下:
 
    初始条件(t=o):
 
    0(z)=0(9)
 
    在公式中,t是皮肤的加热时间。和37。c。在整个皮肤区域内建立有限的几个网格,将温度场的每个微分方程转换成例程,使用完全隐藏的差异格式,编写VB程序计算温度和热流量值。
 
    二是实验。
 
    2.1试验设备。
 
    试验装置采用了改进的辐射防护性能(RPP)试验仪,如图1所示,其试验基本原理与NFPA19771副标准方法(防野火防护服装和装备标准)相似。0。5cal/(cm2·s)或2。0cal/(cm2·s)。500W红外线应时灯管作为辐射热源。
 
    该装置的皮肤模拟器材料采用人工微晶玻璃,热变形替代1。46W/mk,热扩散转化7.3×10。m2/s,其热物理性能不随表面温度变化而变化,整个皮肤模拟器的厚度为12。8磨,背面连接恒温冷却板表面,反向保持恒温37℃,恒温冷却板与恒温水浴连接。偶尔,热电偶的接线沿着向反相模拟器接人转换器,热电偶的测量端用环氧树脂粘接在模拟器表面,环氧树脂树脂能承受最高温度380。c,适合在强热流环境下制作间隙。2.2。
 
    接头和测试过程。
 
    本实验采集了三种典型的热保护织物,即Metamax⑧耐火织物、阻燃棉纤维(Metamx⑩/FRCotton)织物、聚丙烯纳米预氧化纤维(Panof)织物。每个织物的结构参数如表1和表2相似。
 
    在测试过程中,首先切割5个大小为22.86厘米的X10.16厘米的片段,并在标准环境中加湿,然后插入接合夹具内部,保持片段夹持平整,然后,打开电源,调节变压器当红外线石英灯预热60s后,取出热源预热屏蔽装置,使垂直垂直接触热源30s后,关闭电源和记录仪,放置预热屏蔽装置,取下皮肤模拟器,冷却,测试完成。当热流计温度降至33℃时,可以进行新的测试。
 
    2.3皮肤烧伤评估指标。
 
    在这个过程中,一般认为,当人体皮肤表面80斗m处的基面温度达到44℃以上时,皮肤开始烧伤破坏,破坏程度随着温度的升高而加深。
 
    一般情况下,使用铜片热流计,关闭Stoll曲线,确定皮肤达到N-级烧伤所需的时间,而Stoll烧伤样本是Stoll和Chianta两位研究人员通过实验,确定皮肤在4.2-16.8kW/m2的热暴露环境下的二级烧伤时间,而暴露的热流量超过这一范围的二级烧伤时间,则是通过外推法得到的;此外,使用Stoll方法,最终达到的目的是确保人们射向皮肤表面的热流量是的,任何小的变化都会使Stoll重新设置。
 
    由于上述原因,笔者采用了目前应用较为广泛的Henriques皮肤烧伤模型方程式(7)。这种模型提出了阿伦尼乌斯(Arrrhenius)方程尼乌斯(Arrrhenius)方程式,即认为皮肤烧伤破坏过程是一种化学变化的积分形式:
 
    公式(8)是由皮肤活化能AE和频率破坏因子P参数控制的函数方程。公式中,力是皮肤烧伤破坏程度的量化值,无量纲;R是皮肤活化能和理想气体常数(8)。三十一J/mol·℃)。研究者将Weaver和Stoll皮肤基础表面温度数据与二次烧伤时间数据进行比较分析,得到不同皮肤基础表面温度下的AE和P值,如表3相似。
 
    如果基面温度T>44℃,门>0.53,则皮肤一级烧伤;如果T>44。c=1.0,则皮肤二级烧伤。温度T>44℃,皮肤继续烧伤破坏。不像Stoll规格,式(8)综合考虑了这种冷却烧伤效应。
 
    作者选择了新的热波皮肤模型,以评估皮肤的热损伤。测试分析过程如下:
 
    1)用皮肤模拟器表面的热电偶测量表面温度5。
 
    将大号值代入迪勒法则公式。
 
    3)q。作为热波皮肤模型的界限条件,获得皮肤基础表面的温度值丁。
 
    …四、将皮肤基面温度值丁代入(8)-亨利克斯皮肤烧伤模型方程,使皮肤达到二次烧伤所需时间。
 
    采用Diller法则(副计算)得到。把整个测试时间分成n个时间步长,在某一步长t。根据步长前所有步长的温差(瓦一t一),可以得到步长下的热流值q。
 
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