题目：新型消防服热湿传递数值模拟分析

 消防服是保护消防员灭火救援时免受高温和火焰伤害的重要个体防护装备，消防服的热防护性能越好，消防员穿着消防服进行灭火救援时的安全性越高，消防员的作战效率越高。针对传统消防服热防护性能不足的特点，论文采用纳米多孔SiO2气凝胶超级绝热材料为隔热层构建新型组合式消防服，并对其热防护性能进行评估。

        首先从纳米多孔SiO2气凝胶隔热材料的热传导机制分析入手，分析密度对高温环境下SiO2气凝胶气相热传导、固相热传导及辐射热传导的影响机制，论证不同温度下，二氧化硅气凝胶最低热导率对应的最佳密度值与温度之间的关系，结果表明二者之间具有很强的线性关系，高温情况下，为了达到最好的隔热效果，所应用环境的温度越高，所需求气凝胶材料的密度越大。

        建立新型消防服的耦合热湿传递数值模型，采用该模型研究SiO2气凝胶作为隔热层的消防服织物的热湿传递机制。在此基础上计算不同时刻新型消防服织物内的温度分布、空气层间隙表面温度分布和空气层内相对湿度分布，并通过试验测试进行验证，结果显示在相同条件下新型消防服试样的热导率是传统消防服试样热导率的0.28倍，且前者的导热热阻为后者的3.5倍左右。

        结合人体皮肤传热模型和皮肤烧伤评估模型分析人体皮肤温度分布和皮肤二级烧伤防护时间，结果说明穿着以SiO2气凝胶为隔热层的新型消防服的皮肤温度变化以及传热量对皮肤温度扰动较小，对人体内部生理热调节的影响较小，在2000K热源下新型消防服防护持续时间为8.22s，较传统消防服增加2s多，人体皮肤烧伤时间得到很大延迟。