熱(re)防護(hu)服(fu)測試(shi)評(ping)價(jia)和研究(jiu)方法(fa)

目(mu)前(qian)已研(yan)制出(chu)小規模(Bench—top tests)測試(shi)、火人測試(shi)及美國伍(wu)斯(si)特軍(jun)事學(xue)院(yuan)的熱(re)屬性(xing)評(ping)價(jia)裝(zhuang)置(zhi)(Thermal Properties Test Fixture，T陽F)¨J，用(yong)來(lai)評(ping)價(jia)各種(zhong)熱(re)危險環境(jing)下(xia)織物或(huo)服(fu)裝(zhuang)的熱(re)防護(hu)性(xing)能。從(cong)國(guo)外所(suo)述(shu)文獻(xian)[8—11]來(lai)看(kan)，定(ding)量(liang)的評(ping)價(jia)熱(re)防護(hu)服(fu)裝(zhuang)的熱(re)防護(hu)性(xing)能過程中(zhong)，需(xu)要(yao)運(yun)用(yong)皮膚(fu)傳熱(re)模型(xing)，並(bing)結(jie)合(he)Henriques皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)方程，才(cai)能(neng)得(de)到(dao)人體(ti)皮膚(fu)達到(dao)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)所(suo)需(xu)時(shi)間(jian)t：，但(dan)是所(suo)有(you)的皮膚(fu)傳熱(re)模型(xing)都(dou)是基(ji)於如(ru)下(xia)的Pennes傳(chuan)熱(re)方程建(jian)立(li)的：

從(cong)物(wu)理學(xue)與(yu)生(sheng)理學(xue)來(lai)說(shuo)，Pennes皮膚(fu)傳熱(re)方程的本(ben)身(shen)就(jiu)存(cun)在(zai)著(zhe)壹(yi)些(xie)問題(ti)，尤其(qi)是在(zai)瞬間(jian)的高溫(wen)傳熱(re)過程中(zhong)。實(shi)際(ji)上(shang)，該模(mo)型(xing)是在(zai)基於經典(dian)的Fourier熱(re)流定(ding)律(lv)基(ji)礎上(shang)建立(li)起(qi)來(lai)的，這(zhe)也(ye)就(jiu)是隱含著(zhe)這(zhe)樣(yang)的壹(yi)個假設(she)，即(ji)認為介(jie)質中(zhong)的熱(re)傳播速度(du)無限(xian)大，這(zhe)就(jiu)相(xiang)當(dang)於(yu)只要(yao)介(jie)質內某(mou)處(chu)溫(wen)度發(fa)生變(bian)化(hua)，就(jiu)會(hui)瞬間(jian)引(yin)起(qi)另壹(yi)點的溫(wen)度變化，然(ran)而(er)對(dui)於像(xiang)人體(ti)皮膚(fu)這類(lei)生物組(zu)織來(lai)說(shuo)，熱(re)量從(cong)壹(yi)點傳輸到(dao)zui近(jin)壹(yi)點需要(yao)對(dui)熱(re)擾動響(xiang)應作(zuo)出(chu)反(fan)映的松(song)弛(chi)時間(jian)丁(ding)H3。，因(yin)此(ci)，在評(ping)價(jia)熱(re)防護(hu)服(fu)熱(re)防護(hu)性(xing)能時(shi)，需(xu)要(yao)考(kao)慮到(dao)皮膚(fu)組(zu)織傳熱(re)速度(du)有(you)限(xian)的因(yin)素，以使燒(shao)傷(shang)預(yu)測值更(geng)接近實(shi)際(ji)皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)結(jie)果(guo)。
筆者(zhe)介紹(shao)壹(yi)種(zhong)新型(xing)皮膚(fu)傳熱(re)方程，即(ji)考(kao)慮了(le)熱(re)量在(zai)皮膚(fu)傳遞(di)速度有(you)限(xian)的熱(re)波皮膚(fu)模型(xing)來(lai)測量(liang)皮膚(fu)的燒(shao)傷(shang)度，從(cong)而(er)以此熱(re)防護(hu)服(fu)用(yong)織物層(ceng)下(xia)皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)級(ji)別(bie)來(lai)評(ping)價(jia)織物的熱(re)性(xing)能。首(shou)先(xian)，通過模擬(ni)皮膚(fu)器表面(mian)的熱(re)電偶(ou)測量(liang)模(mo)擬(ni)器的溫(wen)度，通過將溫(wen)度值代(dai)入Diller法則公(gong)式(shi)決(jue)定皮膚(fu)模擬(ni)器吸(xi)收的熱(re)量值；然(ran)後，再(zai)將得(de)到(dao)的熱(re)量值作(zuo)為熱(re)波皮膚(fu)模型(xing)的邊界(jie)條件(jian)預(yu)測皮膚(fu)基面(mian)溫(wen)度，結(jie)合(he)Henriques皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)模型得(de)到(dao)皮膚(fu)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)的時(shi)間(jian)；同時(shi)還比(bi)較了運(yun)用(yong)Pennes皮膚(fu)模型(xing)與TWMBT模型預(yu)測皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)時間(jian)與(yu)皮膚(fu)溫(wen)度變化的結(jie)果(guo)。

1熱(re)波皮膚(fu)模型(xing)
根據傅立(li)葉(ye)熱(re)流定(ding)律(lv)，並(bing)考慮皮膚(fu)生物(wu)組(zu)織傳熱(re)速度(du)有(you)限(xian)的物(wu)理事實，Cattaneo。14o提出(chu)了(le)非穩態下(xia)的壹(yi)維熱(re)流方(fang)程，即(ji)非Fourier公(gong)式(shi)的線(xian)性(xing)展開(kai)：

當(dang)7-珈，式(3)即(ji)轉(zhuan)化(hua)為(wei)的Pennes生(sheng)物(wu)傳熱(re)方程。由(you)於(yu)生物(wu)組(zu)織中(zhong)的熱(re)傳播速度(du)遠(yuan)較(jiao)其(qi)他材(cai)料(liao)(如(ru)金屬、液體(ti)等(deng))為(wei)小，其(qi)熱(re)松弛(chi)時(shi)間(jian)(如(ru)肉類下(xia)壹(yi)20—30 S)遠(yuan)大(da)於金屬等(deng)的r壹(yi)10。10壹(yi)10。4 S，因(yin)而(er)考(kao)慮了(le)熱(re)有(you)限(xian)傳播速度(du)的熱(re)波模型更(geng)合(he)理，更(geng)能(neng)反映生物(wu)傳(chuan)熱(re)的本(ben)質(zhi)。
實際(ji)傳熱(re)過程中(zhong)，皮膚(fu)組(zu)織上(shang)傳熱(re)實際(ji)上(shang)主要(yao)發(fa)生在(zai)垂(chui)直(zhi)皮膚(fu)表面(mian)壹(yi)維方向(xiang)，並(bing)且假(jia)定容(rong)積(ji)發(fa)熱(re)源為(wei)0，根(gen)據(ju)式(3)，那麽皮膚(fu)組(zu)織上(shang)的穩態溫(wen)度值t(戈(ge)，0)分布(bu)如(ru)下(xia)：

初(chu)始條件(jian)(t=o)：
0(z)=0 (9)
式(shi)中(zhong)，t，為(wei)皮膚(fu)受熱(re)時間(jian)。數(shu)值解方程時(shi)，假(jia)定皮膚(fu)表面(mian)和體(ti)核的溫(wen)度是壹(yi)個常(chang)數，分別(bie)為(wei)32．5℃和37。C。通過在整(zheng)個(ge)求解皮膚(fu)區域(yu)內建(jian)立(li)有(you)限(xian)數目的網(wang)格，將溫(wen)度場各微(wei)分方(fang)程變(bian)換為(wei)節點方(fang)程，運(yun)用(yong)*隱式差(cha)分格式，編(bian)寫VB程序(xu)計算節點溫(wen)度和熱(re)流量(liang)值。

2 實(shi)驗
2．1實(shi)驗裝(zhuang)置(zhi)
實驗裝(zhuang)置(zhi)采(cai)用(yong)的是改(gai)進(jin)的輻射防(fang)護(hu)性(xing)能(RPP)測試(shi)儀，如(ru)圖(tu)1所(suo)示(shi)，其(qi)測試(shi)基本原(yuan)理同NFPA1977[1副標(biao)準方法(fa)(防野(ye)火防護(hu)服(fu)裝(zhuang)與裝(zhuang)備(bei)標(biao)準)所(suo)述(shu)類(lei)似(si)。輻射源(yuan)裝(zhuang)置(zhi)由5根500 W的紅(hong)外(wai)石英燈(deng)管作(zuo)為輻射熱(re)源，垂(chui)直(zhi)地(di)對(dui)試(shi)樣(yang)進(jin)行熱(re)輻射。熱(re)源的輻射熱(re)量由(you)調(tiao)壓變(bian)壓器(qi)控(kong)制，通(tong)過調(tiao)節輸入電壓，使(shi)石英燈(deng)管輻射出(chu)規定的熱(re)流量(liang)為(wei)0．5 caL／(cm2·s)或(huo)2．0 cal／(cm2·s)。

放(fang)置(zhi)在防護(hu)服(fu)用(yong)織物試(shi)樣(yang)背(bei)後的皮膚(fu)模擬(ni)傳感(gan)器測量(liang)通(tong)過試(shi)樣(yang)的熱(re)量，試(shi)樣(yang)與(yu)石英燈(deng)管的距(ju)離為55．4 mm。輻射源(yuan)的發(fa)熱(re)量依(yi)照(zhao)ASTM F 1939¨叫(jiao)標(biao)準方法(fa)進(jin)行校(xiao)定。該裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)的皮膚(fu)模擬(ni)器材料(liao)采(cai)用(yong)的是人工(gong)微晶(jing)玻璃，其(qi)熱(re)傳導(dao)率(lv)為(wei)1．46 W／m·K，熱(re)擴散率(lv)為(wei)7．3×10。m2／s，而(er)且(qie)它的熱(re)物理性(xing)能不隨(sui)其(qi)表面(mian)溫(wen)度改變而(er)改(gai)變，該(gai)特(te)點(dian)與皮膚(fu)屬性(xing)極其(qi)相似(si)。整(zheng)塊皮膚(fu)模擬(ni)器的厚(hou)度為12．8 mill，其(qi)背(bei)面(mian)附(fu)著在恒溫(wen)冷板(ban)表面(mian)，使其(qi)背(bei)面(mian)保持(chi)在(zai)恒溫(wen)37℃，恒溫(wen)冷板(ban)與恒溫(wen)水(shui)浴相(xiang)連。皮膚(fu)模擬(ni)器表面(mian)裝(zhuang)有(you)壹(yi)只T型熱(re)電偶(ou)，熱(re)電偶(ou)的接線(xian)沿(yan)法向穿過模擬(ni)器(qi)接人轉(zhuan)換器(qi)，熱(re)電偶(ou)的測量(liang)端(duan)用(yong)環氧樹(shu)脂(zhi)膠(jiao)粘於(yu)模擬器(qi)表面(mian)，環氧樹(shu)脂(zhi)可(ke)耐zui高溫(wen)度380。C，適用(yong)於(yu)制(zhi)作(zuo)強熱(re)流環境(jing)下(xia)的粘結(jie)劑。
2．2試(shi)樣(yang)與(yu)測試(shi)過程
該(gai)實(shi)驗中(zhong)選取(qu)了(le)3種(zhong)典(dian)型(xing)應用(yong)的熱(re)防護(hu)織物，其(qi)分別(bie)是：Metamax⑧耐火織物，阻(zu)燃棉纖(xian)維(Metamx⑩／FR Cotton)織物，聚(ju)丙烯腈(jing)預(yu)氧(yang)化(hua)纖(xian)維(Panof)織物。各織物結(jie)構(gou)參(can)數如(ru)表1與表2所(suo)示(shi)。

測試(shi)時，首(shou)先(xian)剪取(qu)尺(chi)寸(cun)為22．86 cm X 10．16 cm的5塊試(shi)樣(yang)，並(bing)在標(biao)準環境(jing)下(xia)調(tiao)濕(shi)、然(ran)後將試(shi)樣(yang)放(fang)入試(shi)樣(yang)夾(jia)持(chi)裝(zhuang)置(zhi)內，保(bao)持(chi)試(shi)樣(yang)夾(jia)持(chi)平整(zheng)，並(bing)將其(qi)放入試(shi)驗儀中(zhong)。接著，打(da)開(kai)電源，調(tiao)節變壓器(qi)的輸(shu)出(chu)電壓至規定電壓，保(bao)證紅外(wai)加熱(re)石英燈(deng)具(ju)有(you)規定的輻射熱(re)量。當(dang)紅(hong)外(wai)石英燈(deng)預(yu)熱(re)60 s後，撤去(qu)熱(re)源預(yu)熱(re)屏(ping)蔽裝(zhuang)置(zhi)，使試(shi)樣(yang)垂(chui)直(zhi)暴(bao)露在(zai)熱(re)源30 s後，關閉(bi)電源和記(ji)錄(lu)儀，放(fang)上(shang)預(yu)熱(re)屏(ping)蔽裝(zhuang)置(zhi)，取(qu)下(xia)皮膚(fu)模擬(ni)器並(bing)冷卻(que)，試(shi)驗完(wan)畢(bi)。當(dang)熱(re)流計(ji)溫(wen)度下(xia)降至33℃時，才(cai)能(neng)進(jin)行新壹(yi)次(ci)試(shi)驗。

2．3皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)評(ping)估(gu)準則(ze)
皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)評(ping)價(jia)過程中(zhong)，壹(yi)般認為，當(dang)人體(ti)皮膚(fu)表面(mian)下(xia)80鬥m處(chu)的基(ji)面(mian)溫(wen)度達到(dao)44℃以上(shang)時，皮膚(fu)開始燒(shao)傷(shang)破壞，破壞程度(du)隨(sui)溫(wen)度上(shang)升(sheng)成對(dui)數關系加深(shen)。
通(tong)常(chang)，在壹(yi)定的熱(re)暴(bao)露環境(jing)下(xia)，用(yong)銅(tong)片(pian)熱(re)流計(ji)並(bing)借(jie)助於(yu)Stoll曲線(xian)確(que)定“皮膚(fu)"達N---級(ji)燒(shao)傷(shang)所(suo)需(xu)的時(shi)間(jian)，然(ran)而(er)Stoll燒(shao)傷(shang)準則是Stoll和Chianta兩位(wei)研(yan)究(jiu)者通(tong)過實驗(yan)確(que)定皮膚(fu)在4．2～16．8 kW／m2的熱(re)暴(bao)露環境(jing)下(xia)皮膚(fu)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)時間(jian)，而(er)暴(bao)露熱(re)流量(liang)在(zai)此(ci)範圍(wei)之外(wai)的二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)時間(jian)，則(ze)是通(tong)過外推(tui)法而(er)得(de)；另外，應用(yong)Stoll方(fang)法(fa)首(shou)要(yao)前(qian)提是保(bao)證人射到(dao)皮膚(fu)表面(mian)熱(re)流量(liang)是壹(yi)個恒定值，任何小的波動變(bian)化(hua)都會(hui)使Stoll準則失效。
基(ji)於以上(shang)原(yuan)因(yin)，筆者(zhe)采(cai)用(yong)了(le)目(mu)前(qian)應用(yong)較(jiao)廣(guang)泛(fan)的Henriques皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)模型方程¨7|，該(gai)模(mo)型通(tong)過將皮膚(fu)溫(wen)度代人到(dao)Henriques提出(chu)的壹(yi)階(jie)阿(e)倫尼烏(wu)斯(si)(Arrhenius)方程，即(ji)認為皮膚(fu)的燒(shao)傷(shang)破壞過程是壹(yi)個化學(xue)變(bian)化(hua)的積(ji)分形(xing)式(shi)：

式(shi)(8)是壹(yi)個由皮膚(fu)活化能(neng)AE和頻率(lv)破(po)壞因(yin)子(zi)P參(can)數控(kong)制的函(han)數(shu)方程。式(shi)中(zhong)，力(li)是皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)破壞程度(du)的量(liang)化(hua)值，無(wu)量綱(gang)；R是皮膚(fu)活化能(neng)和理想(xiang)氣體(ti)常(chang)數(8．31J／mol·℃)。Weaver和Stoll兩位(wei)研(yan)究(jiu)者將皮膚(fu)基面(mian)溫(wen)度數據與二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)時間(jian)數(shu)據(ju)進(jin)行了(le)比(bi)較分析，得(de)到(dao)的不同皮膚(fu)基面(mian)溫(wen)度下(xia)的AE和P值，如(ru)表3所(suo)示(shi)。
若(ruo)基面(mian)溫(wen)度T>44℃且門>0．53，那麽皮膚(fu)壹(yi)級(ji)燒(shao)傷(shang)；若T>44。C且=1．0，那麽皮膚(fu)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)。可(ke)知即(ji)使(shi)冷(leng)卻(que)過程中(zhong)，只要(yao)皮膚(fu)基面(mian)溫(wen)度T>44℃，皮膚(fu)繼續會燒(shao)傷(shang)破壞。與Stoll準則(ze)不同的是，式(shi)(8)綜合考(kao)慮到(dao)了(le)這(zhe)壹(yi)冷卻燒(shao)傷(shang)效應。

筆者(zhe)選擇(ze)了新型(xing)熱(re)波皮膚(fu)模型(xing)來(lai)評(ping)估(gu)皮膚(fu)的熱(re)損傷(shang)，其(qi)測試(shi)分析過程如(ru)下(xia)：
1)運(yun)用(yong)皮膚(fu)模擬(ni)器表面(mian)的熱(re)電偶(ou)測量(liang)其(qi)表面(mian)溫(wen)度五(wu)。
2)將L值代(dai)入到(dao)Diller法(fa)則(ze)公(gong)式(shi)得(de)到(dao)皮膚(fu)模擬(ni)器表面(mian)吸(xi)收的熱(re)流量(liang)值g"。。
3)以q"。作(zuo)為熱(re)波皮膚(fu)模型(xing)的邊界(jie)條件(jian)，獲(huo)得(de)皮膚(fu)基面(mian)的溫(wen)度值丁(ding)。
4)將皮膚(fu)基面(mian)的溫(wen)度值丁(ding)代入式(8)——Henriques皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)模型方程，求得(de)皮膚(fu)達到(dao)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)所(suo)需(xu)時(shi)間(jian)。
其(qi)中(zhong)，q"。是運(yun)用(yong)Diller法(fa)則(ze)¨副計算而(er)得(de)。將整(zheng)個(ge)測試(shi)時間(jian)分為(wei)n個時間(jian)步(bu)長(chang)，在某壹(yi)步(bu)長(chang)t。，根據該(gai)步(bu)長(chang)前所(suo)有(you)步(bu)長(chang)的溫(wen)度差(cha)(瓦(wa)壹(yi)t壹(yi)，)求和，可(ke)得(de)該(gai)步(bu)長(chang)下(xia)的熱(re)流量(liang)值q"。：

3結(jie)果(guo)與(yu)討(tao)論
3．1熱(re)波皮膚(fu)模型(xing)與Pennes方程比(bi)較分析該實(shi)驗(yan)中(zhong)，輻射熱(re)流通(tong)量(liang)為(wei)21 kW／m2，通過測量(liang)Al芳(fang)綸織物試(shi)樣(yang)下(xia)的皮膚(fu)模擬(ni)器溫(wen)度，數值計(ji)算人體(ti)皮膚(fu)的溫(wen)度，每個(ge)試(shi)驗的輻射加熱(re)時間(jian)為(wei)10 s，而(er)整(zheng)個(ge)計(ji)算時間(jian)為(wei)20 S。圖(tu)3是皮膚(fu)基面(mian)的溫(wen)度隨(sui)時(shi)間(jian)變(bian)化(hua)曲(qu)線(xian)，圖(tu)3的曲(qu)線(xian)顯(xian)示(shi)出(chu)運(yun)用(yong)熱(re)波皮膚(fu)模型(xing)(TWMBT)與Pennes皮膚(fu)模型(xing)預(yu)測皮膚(fu)溫(wen)度值差(cha)別(bie)顯(xian)著。

在加熱(re)的開(kai)始階(jie)段，Pennes方程預(yu)測值較(jiao)TWMBT預(yu)測值大(da)，這是由(you)於Pennes方程是基(ji)於Fourier熱(re)流定(ding)律(lv)建(jian)立的，而(er)熱(re)波皮膚(fu)模型(xing)則考慮了(le)熱(re)量在(zai)皮膚(fu)組(zu)織中(zhong)傳(chuan)遞(di)速度有(you)限(xian)這壹(yi)物理事實，因(yin)此(ci)，熱(re)量從(cong)表膚表面(mian)傳遞(di)到(dao)皮膚(fu)內部某(mou)壹(yi)點需要(yao)壹(yi)定的時(shi)間(jian)延(yan)遲或松(song)弛(chi)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)其(qi)溫(wen)度預(yu)測值偏低，但(dan)是經過較長(chang)時(shi)間(jian)後，皮膚(fu)傳熱(re)達到(dao)穩態後，兩個皮膚(fu)模型(xing)所(suo)預(yu)測值相(xiang)近。
事實上(shang)，由於(yu)運(yun)用(yong)Diller法(fa)則(ze)計(ji)算瞬間(jian)入射熱(re)流量(liang)時(shi)，采(cai)用(yong)了(le)類(lei)似(si)數(shu)值差(cha)分格式，且(qie)時(shi)間(jian)步(bu)長(chang)的劃(hua)分較(jiao)粗(cu)，因(yin)此(ci)，根據(ju)皮膚(fu)模型(xing)所(suo)繪出(chu)的溫(wen)度時間(jian)曲(qu)線(xian)並(bing)不光滑(hua)。

由(you)於兩個皮膚(fu)模型(xing)預(yu)測分析溫(wen)度值存(cun)在差(cha)別(bie)，必(bi)然(ran)導(dao)致(zhi)兩者預(yu)測皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)度的差(cha)異。圖(tu)4是A1～A4這(zhe)4種(zhong)織物試(shi)樣(yang)層(ceng)下(xia)的皮膚(fu)模擬(ni)器測試(shi)分析所(suo)得(de)的皮膚(fu)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)時間(jian)柱(zhu)狀圖(tu)，在(zai)考慮了(le)皮膚(fu)傳熱(re)的松(song)弛(chi)時間(jian)丁(ding)後，即(ji)由(you)TWMBT模(mo)型(xing)方程分析得(de)到(dao)的織物熱(re)防護(hu)性(xing)能比(bi)Pennes方程預(yu)測得(de)到(dao)的防(fang)護(hu)性(xing)能強。

如(ru)表1數據(ju)和圖(tu)4柱(zhu)狀體(ti)所(suo)示(shi)，可(ke)知厚(hou)度或重(zhong)量相(xiang)似(si)的條件(jian)下(xia)，織造(zao)系(xi)數高的織物(A2)的熱(re)防護(hu)性(xing)能比(bi)織造(zao)系(xi)數低的織物(A3和A4)的防(fang)護(hu)性(xing)能強，這是由(you)於織造(zao)系(xi)數高，織物緊(jin)度高，熱(re)量不易透過織物，導(dao)致(zhi)織物熱(re)防護(hu)性(xing)能增(zeng)強。21 kW／m2熱(re)流輻射過程中(zhong)，大(da)約在(zai)8 s後A2與A3試(shi)樣(yang)有(you)焦(jiao)化(hua)現(xian)象(xiang)發(fa)生。
3．2 Henriques燒(shao)傷(shang)模型與Stoll準則(ze)方法比(bi)較當前(qian)小規模(Bench—top—scale)的熱(re)防護(hu)性(xing)能測試(shi)要(yao)求被測紡(fang)織品(pin)暴(bao)露於(yu)壹(yi)定的熱(re)流量(liang)環境(jing)，采(cai)用(yong)銅(tong)片(pian)熱(re)量計(ji)測量(liang)通(tong)過織物試(shi)樣(yang)的熱(re)量，借(jie)助於(yu)Stoll準則(ze)獲(huo)得(de)皮膚(fu)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)時間(jian)。為(wei)了(le)比(bi)較Henriques方法(fa)與Stoll方法(fa)，這(zhe)裏按照(zhao)TPP(Thermal ProtectivePerformance)熱(re)流計(ji)技(ji)術(shu)制作(zuo)了壹(yi)只銅(tong)片(pian)熱(re)流計(ji)，在(zai)相(xiang)同的輻射熱(re)流環境(jing)(21 kW／m2)下(xia)，分別(bie)運(yun)用(yong)皮膚(fu)模擬(ni)器與銅(tong)片(pian)熱(re)流計(ji)測量(liang)同壹(yi)種(zhong)試(shi)樣(yang)的防(fang)熱(re)時問，以進(jin)行橫(heng)向(xiang)比(bi)較。

從(cong)表4可(ke)知，3種(zhong)測試(shi)方法的CV值都(dou)不大於10％，表明、狽(bei)0量熱(re)防護(hu)服(fu)用(yong)織物熱(re)防護(hu)性(xing)能時(shi)，這(zhe)3種(zhong)方法的可(ke)信(xin)度(du)高，穩定(ding)性(xing)好(hao)。顯然(ran)，圖(tu)5中(zhong)3條曲(qu)線(xian)不同位(wei)置(zhi)又(you)表明Henriques與(yu)Stoll方法(fa)在測試(shi)熱(re)性(xing)能值時(shi)存在(zai)差(cha)異，但(dan)曲線(xian)的變(bian)化(hua)趨勢壹(yi)致(zhi)。通(tong)過對Stoll方(fang)法(fa)與TWMBT皮膚(fu)模型(xing)方法(Henriques)進(jin)行相(xiang)關(guan)分析，得(de)到(dao)其(qi)相關(guan)系(xi)數為(wei)0．8054，如(ru)圖(tu)6所(suo)示(shi)，表明Henriques燒(shao)傷(shang)方程並(bing)結(jie)合(he)TWMBT皮膚(fu)模型(xing)的皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)評(ping)價(jia)方法適(shi)合於(yu)評(ping)價(jia)熱(re)防護(hu)織物熱(re)防護(hu)性(xing)能。

相(xiang)同測試(shi)條件(jian)下(xia)，結(jie)合(he)Pennes方(fang)程的Henriques皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)評(ping)價(jia)方法得(de)到(dao)皮膚(fu)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)時間(jian)zui短(duan)，Stoll次(ci)之，而(er)TWMBTzui長(chang)(見圖(tu)6)。
導(dao)致(zhi)Stoll方(fang)法(fa)與(yu)Pennes方(fang)程(結(jie)合(he)Henriques方(fang)程)評(ping)價(jia)差(cha)別(bie)是由(you)於這兩個吸(xi)熱(re)計的吸(xi)熱(re)性(xing)質的差(cha)異，同等(deng)受(shou)熱(re)條件(jian)下(xia)，皮膚(fu)模擬(ni)器升(sheng)溫(wen)更(geng)快(kuai)，吸(xi)收熱(re)量更(geng)多(duo)，運(yun)用(yong)Pennes方(fang)程預(yu)測皮膚(fu)的溫(wen)度時，沒(mei)有(you)考(kao)慮熱(re)松弛(chi)時(shi)間(jian)這(zhe)壹(yi)因(yin)素，相應的其(qi)皮膚(fu)預(yu)測溫(wen)度上(shang)升(sheng)快，吸(xi)收熱(re)量多(duo)，達(da)到(dao)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)時間(jian)短(duan)；但(dan)TWMBT方程則(ze)綜(zong)合考(kao)慮了(le)皮膚(fu)生物(wu)組(zu)織傳熱(re)速度(du)有(you)限(xian)這壹(yi)因(yin)素，其(qi)預(yu)測二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)時間(jian)zui長(chang)。

4結(jie) 論
1)筆者(zhe)提出(chu)了(le)在高溫(wen)安全防護(hu)領(ling)域壹(yi)種(zhong)評(ping)價(jia)熱(re)防護(hu)織物熱(re)防護(hu)性(xing)能的新型(xing)皮膚(fu)傳熱(re)模型(xing)——皮膚(fu)熱(re)波模型(TWMBT)，並(bing)采(cai)用(yong)了(le)實(shi)驗(yan)與(yu)模型分析的“兩步(bu)法(fa)"來(lai)預(yu)測皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)度，該模型考(kao)慮了(le)強熱(re)流環境(jing)中(zhong)熱(re)防護(hu)織物層(ceng)下(xia)皮膚(fu)組(zu)織傳熱(re)的熱(re)波影響因(yin)素。
2)在加熱(re)的初(chu)始階(jie)段，運(yun)用(yong)TWMBT模(mo)型(xing)預(yu)測的皮膚(fu)基面(mian)溫(wen)度比(bi)Pennes方程預(yu)測低(di)。
3)相(xiang)同測試(shi)條件(jian)下(xia)，結(jie)合(he)Pennes方(fang)程的Henr—iques皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)評(ping)價(jia)方法得(de)到(dao)皮膚(fu)二(er)級(ji)燒(shao)傷(shang)時間(jian)zui短(duan)，Stoll次(ci)之，而(er)TWMBTzui長(chang)。
4)Henriques燒(shao)傷(shang)方程並(bing)結(jie)合(he)TWMBT皮膚(fu)模型(xing)的皮膚(fu)燒(shao)傷(shang)評(ping)價(jia)方法於(yu)評(ping)價(jia)熱(re)防護(hu)織物熱(re)防護(hu)性(xing)能。

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