刘国熠，赵晓明

(1.天津工业大学纺织学部，天津 300387；2.天津市公安消防局，天津 300090)



消防防护服热湿传递模型理论分析

刘国熠1,2，赵晓明1

(1.天津工业大学纺织学部，天津 300387；2.天津市公安消防局，天津 300090)

根据此前研究，提出合理假设，利用有限差分法对织物能量方程、固相连续方程、气相扩散方程和皮肤生物传热方程分别进行求解，最终计算出人体皮肤二级烧伤时间，构建消防服多层复合织物与外界和皮肤间的热湿传递模型，为建立基于热防护性能测试仪(Thermal Protective Performance)的数字模拟测试体系奠定了理论基础。

消防 防护服 热湿传递 数学模型

0 前言

消防服是保护消防员在灭火救援行动中安全的基本防护装备[1]，其防护效果的优劣，直接关乎消防官兵的生命安全。因此，研究人员研究并开发了相关仪器，针对该类服装的防护效果进行测试，其中，最为贴近实战环境并被国际认可的就是热防护性能测试仪(Thermal Protective Performance)。

建立基于该仪器原理及测试结果的数学模型，对使用仪器前的预研和分析测试结果都有着十分重要的意义，因此，本文根据此前研究，提出合理假设，建立了消防防护服热湿传递模型，并对该模型进行了理论推导与分析。

1 模型假设

消防服通常为三层织物，包括最外层、防水层和隔热层[2]。人体皮肤也被分为三层：表皮、真皮和皮下组织。据此，研究人员建立了由此系统构成的传热模型[3-4]，并提出了相应假设。

Gibson[5]应用了Whitaker的理论，利用一系列方程模拟了多孔介质的耦合热和质量传递过程。……