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防火服热湿传递数学建模及人体皮肤烧伤预测

为了研究防火服内热湿传递规律，首先根据织物结构内部热湿传递的质量守恒和能量守恒等物理学定律，考虑消防水对热传递的影响，在已有热传递模型基础上加入湿传递方程，建立高温高湿环境下多层防火服－空气层－人体皮肤系统中的热湿耦合传递数学模型。然后利用有限差分方法求解该模型，得到防火服各层关于温度和水蒸气浓度的分布图。最后将热湿传递模型与皮肤烧伤模型相结合，通过计算烧伤积分值，预测了人体皮肤达到各级烧伤的时间。数值模拟表明：一定量的湿传递能够有效减缓温度上升的速度，延长皮肤达到各级烧伤的时间。该模型为高温高湿环境下防火服的设计提供了一定理论依据。

关键词：防火服；热湿传递数学模型；皮肤烧伤模型；有限差分法；数值模拟