王国庆　武佳琪　武伟娜

摘要：随着时代的进步和经济的快速发展，高温作业受到了各行业的广泛关注，同时高温作业专用服装的设计与研究也成为了热门问题。为降低研发成本，缩短开发周期，本文在环境温度为75?C、II层厚度为6 mm、IV层厚度为5 mm、工作时间为90分钟的情况下进行实验，通过热传导模研究不同环境温度下的假人皮肤外侧的温度变化情况，使用matlab软件进行数据计算分析，并建立热传导模型，得到皮肤温度与时间的拟合关系，绘制出整个传热过程的温度三维分布图。

关键词：热传导;Matlab;温度三维分布图

1 引言

在高温环境下工作时，高温作业工作服装能够尽可能的减少对人体的伤害。这种特殊服装通常由三层材料组成，分别记为I、II、III层，I层与外部环境接触，III层与皮肤之间有间隙，这个间隙空间为IV层。在现代学者的实验过程中，一般都会将体温控制在37?C的人体模型置于高温环境中，从而测量人体模型皮肤外部的温度。

2 数据预处理

本文通过对高温服装制造厂的探访，收集相关数据并进行处理，可以发现：初始时刻的人体温度为37℃，在1745s时体温保持48.08℃且不发生变化。进而，对从初始时刻到1745s这段时间的数据进行处理，利用Matlab进行六阶拟合最为合适^[1]，得到人體皮肤温度与时间的关系图像，如图1所示。

综合考虑上述两种不同的传导模型，结合皮肤温度与时间的数据拟合方程，利用MATLAB仿真得到最终的温度区域分布图，如图2所示。

由图2的温度区域三维分布图可得到：对应不同的时间和材料层之间的距离，相对应的温度也会不同，其中温度由深红色到蓝色，颜色越深，温度越高。……