● 摘要
为了研究通风背心装备的热防护性能，在已有人体热调节模型的基础上，建立更加合理的“人体-通风背心-热环境”热调节系统数学计算模型。本文首先了解通风背心装备的基本构造及空气流量分配，并分析了通风背心装备的热物理特性，包括内外层服装热阻、送风管带热阻的估算。
其次，本文重点研究了“人体-通风背心-热环境”系统的传热和传质过程。一方面建立了送风管带内通风气体的传热传质计算模型，另一方面，则详细讨论计算了从送风管带小孔渗出冷却空气在通风间隙内的流动情况。通过计算按不同流量比从肩部和腰腹部通风间隙流出的通风气体的温度值，以及冷空气带走的人体体表的热流。在此基础上，建立相应的热环境中飞行员穿着通风背心装备时，人体生物热方程的边界条件计算模型。
最后，结合“人体-通风背心-热环境”热调节系统数学模型，与上述建立的边界条件计算模型，对人体穿着通风背心进行动态仿真，得到人体的动态温度分布与出汗量，并与同条件下的文献参考值进行比较，从而评估前述计算模型的准确性。计算结果表明，核心温度或平均皮肤温度的变化均和同条件下的参考值相吻合，所建传热模型合理可靠。本文还通过计算不同通风温度、通风流量、外层服装热阻、通风间隙下人体的平均皮肤温度，核心温度、出汗量等热生理参数，来进一步评估这些通风背心装备的前述设计参数对背心热防护性能的影响。
通风背心的热分析结果表明，在40℃高温环境下，通风流量的选择应该大于350l/min，通风温度应低于12.5℃，以保证通风背心装备有足够的冷量。当通风背心冷量充足时，外层服装的热阻应根据实际工程取合理的值，通风间隙应该小于等于3mm，从而保证人体温度在热舒适范围，试验过程无热应激反应。