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燃烧假人的测试原理解析

发布时间:2016-05-18 09:09

  在消防救援、工业生产、军事战场等环境中,人们可能会突然遭遇燃烧的烈火,需要穿着阻燃隔热防护服以 避 免 人 体 受 到 各 种 热 伤 害[1]。性 能 优 异的热防护服,不仅可以更好地加强人体的热防护,还有利 于 作 业 者 把 握 战 机,高 效 作 业,开 展 救 援 工作[2]。当前,世界各国都非常重视阻燃耐热防护装备的研究,而相关测试方法和标准的研究又是进行高性能热防护服及装备研究的基础[3]。
  在服装热防护性能测评中,常用的小规模面料测试法虽然能够评估面料的热防护性能,但很多学者认为防护服的效能不仅依赖于每层面料的性能,还应该依赖于服装的裁剪、设计以及其他附加功能。
  因此对防护服性能的测试不能仅仅停留在面料等局部性能的测试上,还需要对服装整体性能进行测试与评估[4 - 5]。燃烧假 人 作 为 生 物 人 的 替 身,在 服 装整体热防护性能测试中发挥着重要作用。文献[6]指出,燃烧假人系统虽然复杂、精密和昂贵,但是却有很多优点和有用特性。最突出的特点是快速、精确、标 准 化,可 重 复 地 模 拟 整 个 人 体 热 交 换。 文献[7]指出,TPP 测 试 和 燃 烧 假 人 测 试 虽 然 是 2 种不同的测试方法,但是这 2 种方法得出的数据对于反映服装的防护性能具有很强的相关性。由于燃烧假人系统的复杂性,国内外拥有燃烧假人的机构很少,相关的文献也不多见。本文就燃烧假人的测试原理,发展历史与现状,国内外研究机构和学者利用燃烧假人所开展的研究进行全面综述,并对燃烧假人的应用前景进行预测分析,以期对利用燃烧假人进行防护服装功能设计提供参考。
  
  燃烧假人的测试原理
  燃烧假人系统由燃烧假人本体和燃烧环境模拟实验室构成。通 过 在 燃 烧 环 境 模 拟 实 验 室 中 自动控制火焰分布与热流量大小,模 拟 闪 火 等 火 场环境,利用燃烧假 人 穿 着 被 测 服 装,再 现 人 体 穿 着服装的燃 烧 过 程,客观定量评价服装 整体热防护性能,预测突发火灾条件下服装对人 体提供的保护程度。燃 烧 假 人 系 统 是 一 个 非 常 复 杂 系 统,它综合运用了生物 传 热 分 析 技 术、材 料 改 性 技 术、人机工程制造技术、传 感 器 技 术、燃 烧 工 程 和 自 动 控制技术等多种技 术,是 集 理 论、技 术、工 艺、设 备 于一体的系统工程。
香港挂牌全篇之官网  利用燃烧假人评测烧伤度的过程和原 理 在燃烧假人系统中,假人 表 面 皮 肤 块被分为 100 份 以 上,并 在 每 份 上 安 装 传 感 器。燃烧过程中,燃烧器 向 假 人 喷 出 火 焰,热 流 通 过 服 装及衣下空气层传递到假人表面,温 度 传 感 器 采 集温度,并将这些温 度 信 息 转 换 成 相 应 的 热 流 信 息,利用皮肤生物传热模型,如 Pennes 模 型[9]、生 物 热传递热波 模 型( TWMBT) [10] 等就可以获得皮肤基础层和真皮底层在 整 个 燃 烧 过 程 包 括 喷 火 结 束 后一定时间内的 温 度 变 化 信 息,根 据 Henriques 烧 伤积分模型[11],判 断 皮 肤 的 烧 伤 度。假 人 表 面 每 个传感器测定的数据代表所在皮肤块 的热力学状态,研究时只需针 对 每 个 皮 肤 块 求 解,评 估 其 烧 伤度,就可得到假人 整 体 的 烧 伤 范 围,以 体 现 服 装 的整体热防护性能。


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