[发明专利]考虑水分流失的生物皮肤当量热阻计算方法

摘要

本发明公开的考虑水分流失的生物皮肤当量热阻计算方法，具体为根据热量守恒得到人体皮肤表面对流散热、辐射散热、水分扩散散热和汗液蒸发散热之和等于人体皮肤层由内而外的导热量与水分从人体内排到表面由于温降而携带的热量之和；得到修正后的当量热阻R表达式；设从人体排出的汗液无滑落全用于蒸发，皮肤扩散热量和汗液蒸发散热量等于从体内排出水分的汽化潜热量，根据该原理获得通过皮肤层排出的单位面积水流量并根据现有技术得到皮肤扩散热量和汗液蒸发散热量；将以及皮肤扩散热量和汗液蒸发散热量代入修正后的当量热阻R表达式中得到修正后的当量热阻R。本发明的生物皮肤当量热阻计算方法所得到皮肤当量热阻与实际规律一致。

主权项

考虑水分流失的生物皮肤当量热阻计算方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、根据热量守恒，得到人体皮肤表面对流散热、辐射散热、水分扩散散热和汗液蒸发散热之和等于人体皮肤层由内而外的导热量与水分从人体内排到表面由于温降而携带的热量之和，具体算法如下：q+Ediff+Ersw=tin-tskinR+m·c(tin-tskin)---(1);]]>式(1)中：q表示人体皮肤表面对流散热量和辐射散热量总和，W/m2；Ediff表示人体皮肤水分扩散散热量，W/m2；Ersw表示人体汗液蒸发散热量，W/m2；tin表示人体皮肤层内侧温度，℃；tskin表示人体皮肤表面温度，℃；表示通过皮肤层排出的单位面积水流量，kg/s·m2；c表示水的比热，取4.2×103J/kg·℃，R表示修正后的当量热阻；步骤2、对经步骤1得到的算法进行变形处理，得到修正后的当量热阻R，其表达式具体如下：R=tin-tskinq+Ediff+Ersw-m·c(tin-tskin)---(2);]]>步骤3、经步骤2得到修正后的当量热阻R的表达式后，设定从人体排出的汗液没有滑落，全用于蒸发，则得到人体皮肤扩散热量和人体汗液蒸发散热量等于从体内排出水分的汽化潜热量，即为如下算法：Ediff+Ersw=m·r---(3);]]>在式(3)中，r表示汽化潜热量，2450kJ/kg；表示通过皮肤层排出的单位面积水流量，kg/s·m2；Ediff表示人体皮肤水分扩散散热量，W/m2；Ersw表示人体汗液蒸发散热量，W/m2；对算法进行变形整理，则得到通过皮肤层排出的单位面积水流量的算法如下：m·=Ediff+Erswr---(4);]]>皮肤扩散热量和汗液蒸发散热量分别为：Ediff＝3.045(0.256tskin‑3.37‑Pa)    (5)；Ersw＝ω16.7hc(0.256tskin‑3.37‑pa)  (6)；在式(5)和式(6)中，Pa表示皮肤周围环境的水蒸气分压力，kPa；ω为皮肤湿度，％；hc表示对流传热系数，W/m2·℃；步骤4、将步骤3中的人体皮肤扩散热量、汗液蒸发散热量及通过皮肤层排出的单位面积水流量与经步骤2得到的修正后的当量热阻R结合，并经过进一步整理后得到修正后的当量热阻，即为考虑到水分流失的生物皮肤当量热阻。