【技术实现步骤摘要】
一种热辐射条件下多层服装热湿传递计算系统及方法
本专利技术涉及高温热环境个体防护装备安全评估
,尤其是一种热辐射条件下多层服装热湿传递计算系统及方法。
技术介绍
在火灾或者高温作业环境中,高强度的热辐射会引起暴露人员的烧伤和热应激等危害。热防护服是保障人员免受热辐射威胁的重要装备之一,因此准确评估服装的热湿传递性能,成为个体防护装备领域的重要研究方向。现有技术中,一般通过分析织物中液态和气态扩散、液滴蒸发和冷凝、吸附和解析等传质过程,或建立织物的辐射和导热耦合传递方程,分析织物的温度和水分分布等热湿传递过程。但是这个过程并没有考虑实际情况下,在热辐射环境中热防护服的多层织物结构特点和织物湿态分布对热辐射吸收过程,而对多层织物的热湿传递过程分析结果并不会十分准确。目前,还没有关于热辐射条件中多层服装热湿传递过程耦合的计算系统及方法。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足,为此,本专利技术提供一种热辐射条件下多层服装热湿传递计算系统及方法。为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种热辐射条件下多层服装热湿传递计算系统,所述多层服装包括空气层和织物层,所述织物层包括N层织物子层,每相邻的两层织物子层之间设置一个空气子层,该计算系统包括:计算参数输入模块,用于获取多种多层服装中的空气子层参数和织物子层参数,建立并保存参数库,获得实验用的某一种多层服装,通过参数库获得该多层服装中的空气子层参数和织物子层参数;传质模型计算模块,与计算参数输入模块的输出端连接,计算得出该多层服装中的水蒸气浓度Cv的空间分布、空气浓度Ca的空间分布、液态水浓度W的空间分布 ...
【技术保护点】
1.一种热辐射条件下多层服装热湿传递计算系统,其特征在于,所述多层服装包括空气层和织物层,所述织物层包括N层织物子层,每相邻的两层织物子层之间设置一个空气子层,该计算系统包括:计算参数输入模块,用于获取多种多层服装中的空气子层参数和织物子层参数,建立并保存参数库,获得实验用的某一种多层服装,通过参数库获得该多层服装中的空气子层参数和织物子层参数;传质模型计算模块,与计算参数输入模块的输出端连接,计算得出该多层服装中的水蒸气浓度Cv的空间分布、空气浓度Ca的空间分布、液态水浓度W的空间分布;织物层能量传递计算模块,与传质模型计算模块的输出端连接,根据各织物子层内液态水浓度W的空间分布、空气子层参数、对应的织物子层参数计算得出各织物子层的温度分布能量方程;空气层能量传递计算模块,与传质模型计算模块的输出端连接,根据空气子层内水蒸气浓度Cv的空间分布和空气浓度Ca的空间分布、织物子层参数、对应的空气子层参数计算得出空气子层温度分布能量方程;热湿传递计算结果输出模块,分别与织物层能量传递计算模块的输出端和空气层能量传递计算模块的输出端连接,用于得到、导出、展示多层服装热湿传递计算结果。
【技术特征摘要】
1.一种热辐射条件下多层服装热湿传递计算系统,其特征在于,所述多层服装包括空气层和织物层,所述织物层包括N层织物子层,每相邻的两层织物子层之间设置一个空气子层,该计算系统包括:计算参数输入模块,用于获取多种多层服装中的空气子层参数和织物子层参数,建立并保存参数库,获得实验用的某一种多层服装,通过参数库获得该多层服装中的空气子层参数和织物子层参数;传质模型计算模块,与计算参数输入模块的输出端连接,计算得出该多层服装中的水蒸气浓度Cv的空间分布、空气浓度Ca的空间分布、液态水浓度W的空间分布;织物层能量传递计算模块,与传质模型计算模块的输出端连接,根据各织物子层内液态水浓度W的空间分布、空气子层参数、对应的织物子层参数计算得出各织物子层的温度分布能量方程;空气层能量传递计算模块,与传质模型计算模块的输出端连接,根据空气子层内水蒸气浓度Cv的空间分布和空气浓度Ca的空间分布、织物子层参数、对应的空气子层参数计算得出空气子层温度分布能量方程;热湿传递计算结果输出模块,分别与织物层能量传递计算模块的输出端和空气层能量传递计算模块的输出端连接,用于得到、导出、展示多层服装热湿传递计算结果。2.根据权利要求1所述的一种热辐射条件下多层服装热湿传递计算系统,其特征在于,所述计算参数输入模块中N-1组空气子层参数通过实验测量和查表获得,每组空气子层参数包括该空气子层所处的位置、密度ρg、厚度da、导热系数kg、体积比热cv,g;N组织物子层参数通过查表获得,每组织物子层参数包括对应织物子层的密度ρs、厚度d、混合气体速度ug、混合气体的扩散系数Dg、导热系数ks、体积比热cv,s、吸收率κs、孔隙率、多空介质弯曲率3.根据权利要求2所述的一种热辐射条件下多层服装热湿传递计算系统,其特征在于,所述织物层包括3层织物子层,分别为外层、防水透气层、隔热层。4.使用权利要求1-3任意一项所述的热辐射条件下多层服装热湿传递计算系统的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、计算参数输入模块获取多种多层服装中的空气子层参数和织物层参数,建立并保存参数库;S2、计算参数输入模块获得实验用的某一种多层服装,根据织物参数库获取该N组的织物子层参数、N-1组空气子层的空气子层参数;S3、传质模型计算模块根据质量守恒方程计算织物子层内水蒸气、空气、液态水传质过程,计算得出该多层服装中的水蒸气浓度Cv的空间分布、空气浓度Ca的空间分布、液态水浓度W的空间分布;S4、织物层能量传递计算模块通过织物子层参数和液态水浓度W的空间分布计算织物层的混合吸收系数KT,然后计算出织物子层温度分布能量方程;空气层能量传递计算模块通过织物层子参数、水蒸气浓度Cv的空间分布和空气浓度Ca的空间分布计算空气子层的混合吸收系数K,然后计算出空气子层的温度分布能量方程;S5、热湿传递...
【专利技术属性】
技术研发人员:付明,翁文国,武金模,刘小勇,李亚运,郑昕,许笑羽,徐畅,
申请(专利权)人:清华大学合肥公共安全研究院,清华大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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