發(fā)布時(shí)間：2020-12-24 13:51

　　功能性服裝的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)對(duì)服裝保暖、安全、防輻射以及抗壓能力等要求,基于織物內(nèi)部熱濕傳遞的物理學(xué)規(guī)律,建立合理的數(shù)學(xué)模型,來(lái)優(yōu)化服裝的參數(shù),達(dá)到功能性要求.本文首先研究了高溫高濕環(huán)境下防火服的熱濕傳遞模型,并結(jié)合人體燒傷模型,預(yù)測(cè)了人體皮膚達(dá)到各級(jí)燒傷的時(shí)間.在正問(wèn)題模型基礎(chǔ)上,提出最優(yōu)決定防火服材料參數(shù)的反問(wèn)題,構(gòu)造對(duì)應(yīng)反問(wèn)題的目標(biāo)泛函并數(shù)值求解.此外,以服裝的保暖透濕性最佳為目的,利用透濕指數(shù),研究了低溫條件下三層紡織材料厚度和孔隙率決定反問(wèn)題,構(gòu)造了相應(yīng)的目標(biāo)泛函并求解.本文主要由以下幾部分組成:第一章,介紹了功能性服裝的研究背景和意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并簡(jiǎn)要概述了本文的研究?jī)?nèi)容和研究成果.第二章,高溫高濕環(huán)境下,考慮外界消防水對(duì)防火服熱傳遞的影響,在已有熱傳遞模型的基礎(chǔ)上,加入濕傳遞方程,建立了防火服-空氣層-人體皮膚系統(tǒng)內(nèi)改進(jìn)的熱濕傳遞數(shù)學(xué)模型.給出系統(tǒng)中相應(yīng)層與層之間合理的初邊值條件,采用有限差分法求解該模型,得到防火服各層織物內(nèi)溫度和水蒸氣濃度的分布圖.然后,將熱濕傳遞模型與Henriques皮膚燒傷模型相結(jié)合,通過(guò)計(jì)算燒傷積分值,預(yù)測(cè)了人體皮膚達(dá)到各級(jí)燒傷的時(shí)間.數(shù)值... 

【文章來(lái)源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：51 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１．防火服－空氣層－皮膚系統(tǒng)??

ｑｑｑ??ｍ財(cái)３８?…電?Ｆ？？ｊ｛熱｝?．??？＊？？？＊－？?？＊…—？，農(nóng)皮?／？??￣?＿?一防水梭??ｆｔ皮?／：??５ＱＱ?一一－瞄熱Ｂ?＾，００＾＾?３７?皮?＿卜相■職?／■．??０【…一?????????＇???＊????３２??????????????????????０１２３４５６７８９?１０?０１?２３４５６７８Ｂ１０??＿／Ｓ?ＭＮ／８??（ａ）織物層溫度對(duì)比?（ｂ）皮膚層溫度對(duì)比??圖２．４．熱濕傳遞模型和熱傳遞模型中織物層和皮膚層溫度變化的對(duì)比??圖２．４給出了熱濕傳遞模型與熱模型中織物層和皮膚層的溫度變化．由圖２．４（ａ）可以??看出，相對(duì)于盧琳珍等的熱傳遞模型，熱濕傳遞模型中織物層的溫度最初上升速度較快，??而后逐漸減慢．這是由于濕潤(rùn)織物的導(dǎo)熱系數(shù)大于干態(tài)織物，造成織物熱量傳遞速率增加，??使得織物溫度上升速度比干燥環(huán)境中快；之后隨著溫度升高和水分積累，織物內(nèi)部水分開(kāi)??始蒸發(fā)，帶走了部分熱量，使得織物溫度降低，溫度曲線變化趨于平緩．曹娟｜４３］利用模擬??傳感器測(cè)量了織物在不同濕潤(rùn)狀態(tài)下的溫度變化曲線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，初始時(shí)刻的溫度曲線變??化比較陡峭，隨著時(shí)間增加，溫度曲線變化趨于平緩．我們的計(jì)算結(jié)果與曹娟描述的實(shí)驗(yàn)??現(xiàn)象相一致，由此說(shuō)明我們所建數(shù)學(xué)模型的有效性．從圖４（ｂ）可知，水分蒸發(fā)能有效降低??皮膚溫度，延長(zhǎng)皮膚受到熱損傷的時(shí)間．??２．２人體皮膚燒傷預(yù)測(cè)??防火服設(shè)計(jì)的最終目的是保護(hù)消防員的人身安全，防止其受到熱損傷．所以本文將熱??濕傳遞模型與人體皮膚燒傷模型相結(jié)合，來(lái)理解人體皮膚受熱程度與燒傷程度的關(guān)

數(shù)決定反問(wèn)題??５０????＇?＇?????■???４?????????????■?????Ｉ＂＂＂???Ｉ?ｖ＾ｋ？？?｜??妨?—３．５??ｆ７＾?ｉ：：＝Ｊ：??３２?????????????????０１?????????？＇＂＊??????０?５?１０?１５?２０?？５?３０?３５?４０?０?Ｓ?１０?１５?２０?２Ｓ?３０?３５?４０??ＩＨＮ／＊?ＷＮ／８??（ａ）基底層的溫度變化?（ｂ）燒傷積分值隨時(shí)間的變化??圖２．５．目標(biāo)點(diǎn)的溫度變化及燒傷積分值隨時(shí)間的變化??圖２．５給出了基底層的溫度變化以及燒傷積分值隨時(shí)間的變化．由圖２．５（ａ）可知，皮??膚發(fā)生熱損傷僅需要２６．１６ｓ；由圖２．５（ｂ）可知，皮膚達(dá)到一級(jí)和二級(jí)燒傷的時(shí)間分別是??３３．９６ｓ和３５．９０ｓ．上述結(jié)果表明，消防員在高溫髙高濕環(huán)境中的工作時(shí)間小于２６．１６?ｓ時(shí)，??皮膚不會(huì)受到任何熱損傷；而當(dāng)皮膚發(fā)生熱損傷后，只需７．８０ｓ則會(huì)發(fā)生一級(jí)燒傷．同??時(shí)，對(duì)比皮膚發(fā)生一級(jí)燒傷和二級(jí)燒傷的時(shí)間可知，人體皮膚在發(fā)生一級(jí)燒傷后，僅需??１．９４?ｓ就能達(dá)到二級(jí)燒傷．??同樣地，以真皮基作為目標(biāo)點(diǎn)來(lái)預(yù)測(cè)人體皮膚發(fā)生三級(jí)燒傷的時(shí)間，如圖２．６所示．??Ｓ３??????＇?＇?＇?＇???＇?２?５?Ｉ???????????■?■?■???｜?｜?Ｈ？ｍ＜｜ＬＭｉｓ１ｎｔｏｇｒａｌ?ｖ？ｏ？?｜??５０?￣７＾??：?／?２?????，?／??：／?５??／??Ｍ?—?一，?ｊ??３２??１?＇?＇?＇?＇?????

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]應(yīng)用三層熱防護(hù)服熱傳遞改進(jìn)模型的皮膚燒傷度預(yù)測(cè)[J]. 盧琳珍,徐定華,徐映紅.  紡織學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]低溫條件下單層紡織材料孔隙率決定反問(wèn)題[J]. 資菲菲,徐映紅,徐定華.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]基于熱濕耦合模型的三層多孔織物厚度決定反問(wèn)題[J]. 潘啟天,徐映紅,徐定華.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[4]基于服裝舒適性的紡織材料設(shè)計(jì)反問(wèn)題[J]. 徐定華,葛美寶,陳瑞林.  應(yīng)用數(shù)學(xué)與計(jì)算數(shù)學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[5]防水透濕織物的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 周立群,孟家光.  紡織科技進(jìn)展. 2010(01)
[6]基于人體皮膚熱模型的熱防護(hù)服評(píng)價(jià)方法研究[J]. 朱方龍,張渭源.  中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(11)

碩士論文
[1]多層熱防護(hù)服裝的熱傳遞模型及參數(shù)最優(yōu)決定[D]. 盧琳珍.浙江理工大學(xué) 2018



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