中国安全科学学报

作者：杨杰, 卢盈汝, 雷颖

单位：西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054

关键词：消防服,多层织物,热质耦合,传递模型,皮肤烧伤,衣下微环境

基金：国家自然科学基金面上项目资助(52474248); “十四五”国家重点研发子课题(2022YFC300610502)

为提升火场高温热辐射环境中人体热损伤评估精度,保障救援人员生命安全,建立适用于动态条件的皮肤-微环境-消防服系统热质耦合传递模型;基于多孔介质热湿传递机制,考虑人体活动引起的织物周期运动及其对消防服热湿传递过程的影响,实时预测不同热辐射强度下干态和湿态的皮肤温度、烧伤时间、织物层温湿度分布等。结果表明:模型预测皮肤温度模拟值与文献试验测量值的相对误差仅为3.79%。8.5 kW/m2热辐射暴露工况下,干态条件下发生二度皮肤烧伤的时间比湿态条件下提前33.7 s;消防员以1 m/s的速度靠近20 kW/m2辐射热源时,增加隔热层厚度能更有效地阻挡热量传递,人体发生二度皮肤烧伤的时间延长10.9 s,且皮肤表面吸收的总热能降低20%;当微环境厚度与织物的周期运动振幅相同,导致高温织物周期性地直接接触皮肤表面时,皮肤温度快速上升且发生显著波动,发生二度皮肤烧伤时间提前43.7 s。人体运动和织物中存在的水分均会作用于人体与环境的热交换过程,对于救援研判精度的影响不可忽略。

来源：2025年第3期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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