[发明专利]一种基于热传递模型的消防服热防护性能预测平台

说明书

本发明涉及一种基于热传递模型的消防服热防护性能预测平台，包括控制命令模块、输入模块、仿真运算模块和输出模块，所述控制命令模块分别与输入模块、仿真运算模块和输出模块相连，用于控制整个预测平台的相关指令；所述输入模块根据实际情况输入或调整相关模型参数，为预测平台的仿真运算提供初始条件；所述仿真运算模块根据相关模型参数控制模型仿真运算的进行，并将仿真运算的结果发送给输出模块；所述输出模块用于输出服装热传递信息和人体生理反应数据。本发明能够预测火灾环境下消防服的热防护性能。

技术领域

本发明涉及消防服检测技术领域，特别是涉及一种基于热传递模型的消防服热防护性能预测平台。

背景技术

随着职业安全与健康关注度的增加，消防服已经成为工作人员进行消防灭火与救援中不可缺少的防护装备。然而，据美国消防协会报道：在2007-2016年平均每年大约有80名的消防员遭受致命的伤害，超过30000名消防员因火场作业而受伤。消防员的安全与健康与消防服的热防护性能密切相关。过去研究学者往往使用实验模拟火场情形，以评价消防服的热防护性能，如利用TPP测试仪评价闪火条件下消防织物的热防护性能，利用RPP测试仪与SET测试仪评价不同辐射强度条件下消防织物的辐射防护性能以及利用燃烧假人测试系统评价闪火条件下消防服整体的热防护性能。

消防服热防护性能的实验测量由于操作过程复杂、设备昂贵，并不能得到广泛的应用，同时通过实验测量的面料与服装会发生变形、热化学反应等不可逆破坏，造成了极大的浪费。消防服热防护性能的数值模型作为无损坏测试中的一种评价方法在近些年引起了研究学者的广泛关注。但是，目前热防护性能的数值模型主要用于探究消防服内部的热传递规律，并未建立相应的热防护性能预测平台，由于数值模型的复杂性，这些建立的模型未能得到消防服设计研发人员及消防作业人员的应用，其实用价值具有极大的局限性。因此，为了利用数值模型预测消防服的热防护性能，以提供消防服在不同热暴露环境下的优化设计方案及消防作业的指导方针，弥补由于数值模型的复杂性而无法得到有效应用的不足，亟需建立消防服热防护性能的预测平台。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于热传递模型的消防服热防护性能预测平台，能够预测火灾环境下消防服的热防护性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于热传递模型的消防服热防护性能预测平台，包括控制命令模块、输入模块、仿真运算模块和输出模块，所述控制命令模块分别与输入模块、仿真运算模块和输出模块相连，用于控制整个预测平台的相关指令；所述输入模块根据实际情况输入或调整相关模型参数，为预测平台的仿真运算提供初始条件；所述仿真运算模块根据相关模型参数控制模型仿真运算的进行，并将仿真运算的结果发送给输出模块；所述输出模块用于输出服装热传递信息和人体生理反应数据。

所述输入模块包括环境条件输入单元、服装参数输入单元、空气层参数输入单元及人体特征参数输入单元；所述环境条件输入单元用于输入环境温湿度、风速、辐射发射率、热源温度以及热暴露时间与冷却时间；所述服装参数输入单元用于输入织物厚度、密度、导热系数、比热容、孔隙率和发射率；所述空气层参数输入单元用于输入空气层的厚度与宽度、导热系数、比热容和压强；所述人体特征输入单元用于输入人体皮肤表面温度、辐射发射率、血液灌注率、代谢产热率、皮肤各层导热系数、热容、厚度及密度。

所述仿真运算模块包括应用程序调用单元、模型加载单元和仿真运行结果单元，所述程序调用单元是调用预先编制完成的M文件，所述模型加载单元反映模型调用进程的快慢，所述仿真运行结果单元动态展示每一次模型调用运算的结果，其中，M文件是基于Matlab平台进行编程完成，主要用于求解热传递数值模型。