[发明专利]一种高温作业服装及其模型设计方法

摘要

本发明公开了一种高温作业服装及其模型设计方法，属于高温作业服装领域。一种高温作业服装及其模型设计方法，分四个步骤进行分析，首先问题分析，确定需要分布建立四层热传导模型、单目标优化决策模型、双目标优化决策模型，通过四层热传导模型以及每层的初始条件、边界条件及交界面条件，得到体表温度时间关系模型，结合计算机软件和语言编程，求解不同情况下系统的相关参数，从而确定某织物层的最优厚度，使得热防护服能满足不同高温工作环境下需要的同时，达到降低研发成本，缩短研发周期的目的。

主权项

1.一种高温作业服装模型设计方法，其特征在于：包括以下步骤；S1、对高温防护服内部的隔热层(6)进行灌装，将灌装好的高温防护服穿戴好，将假人放置于恒温37℃状态下恒温加热箱中1‑1.5h，将恒温37℃状态下的假人放置到恒定高温加热箱中，并记录下恒定高温加热箱中的温度为T；S2、将假人模型中分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ层，其中Ⅰ层为阻燃外层(4)；Ⅱ为隔热层(6)；Ⅲ层为防水透气层(7)；Ⅳ层为与皮肤接触的空气层；并记录Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ层的厚度和随时间的温度变化；S3、通过上述记录的数据，建立Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ层的热传导模型；其中第I层的热传导模型为：T(x,0)＝37°,x∈(0,L₁)；T(0,t)＝T；T(L₁,t)＝T₁；其中，ρ₁为第I层织物层的密度；c₁为第Ⅰ层织物层的比热；k₁为第Ⅰ层织物层的热传导率；Ω₁为第Ⅰ层织物层厚度的取值范围；L₁为第Ⅰ层织物层的厚度；T(x,t)为温度T与水平方向织物层厚度x及时间t的函数关系式；其中第Ⅱ层的热传导模型：T₂|x＝L₁＝T₁|x＝L₁；其中，ρ₂为第Ⅱ层织物层的密度；c₂为第Ⅱ层织物层的比热；k₂为第Ⅱ层织物层的热传导率；Ω₂为第Ⅱ层织物层厚度的取值范围；L₂为第Ⅱ层织物层的厚度；T₁为织物层厚度x＝L₁时第I层织物层的温度；T₂为织物层厚度x＝L₁时第II层织物层的温度；其中第Ⅲ层的热传导模型：T₃|x＝L₁+L₂＝T₂|x＝L₁+L₂；其中，ρ₃为第Ⅲ层织物层的密度；c₃为第Ⅲ层织物层的比热；k₃为第Ⅲ层织物层的热传导率；Ω₃为第Ⅲ层织物层厚度的取值范围；L₃为第Ⅲ层织物层的厚度；T₂为织物层厚度x＝L₂时第Ⅱ层织物层的温度；T₃为织物层厚度x＝L₂时第Ⅲ层织物层的温度；其中，第Ⅳ层的热传导模型，假设两侧空气层通量相等，则有：(q_air,rad+q_{air,cond/conv})|x＝L_fab＝(q_air,rad+q_{air,cond/conv})|x＝L_fab+L_gapS4、通过将上述四个模型，进行整合；通过上述整合公式，可以确定在不同的高温下的最优厚度，从而确定该高温服装在不同的高温下，其内部隔热层(6)所灌装的厚度。