3D数值模拟用于相变的热保护 材料集成的消防员的转机轮
Susan S Xu1, Jonisha Pollard1, Weihuan Zhao2
1National Institute for Occupational Safety and Health, National Personal Protective Technology Laboratory, Pittsburgh, PA 15236, USA.
概括
集成到消防员装备中的相变材料 (PCM) 显著增强了热保护. 薄的PCM片段 (1.0-3.0毫米) 的点为60°C,可以在火灾中三倍化防火保护时间.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 消防安全工程 消防安全工程
背景情况:
- 消防员面临来自高温环境的严重热烧伤风险.
- 现有的轮轮设备对极端高温暴露提供了有限的保护.
- 需要新的材料来提高消防员的安全性和减少伤害.
研究的目的:
- 研究将相变材料 (PCM) 整合到消防员的出勤装备中.
- 为了增强热保护,降低烧伤伤害风险.
- 开发下一代消防员防护设备.
主要方法:
- 开发一个3D人体热模拟模型.
- 将相变材料 (PCM) 分段集成到模拟转速轮中.
- 在模拟的闪和危险火灾条件下分析热保护.
主要成果:
- 3.0毫米厚的PCM片段 (60°C点) 在闪过条件下将皮肤保护时间延长1-3倍.
- 更薄的PCM段 (1.0-3.0毫米) 有效地减轻了皮肤温度的升高.
- PCM集成显著改善了热保护,而没有大幅增加重量.
结论:
- 集成PCM的翻转轮为增强消防员热保护提供了可行的解决方案.
- 优化PCM厚度和点对于有效的热管理至关重要.
- 模拟结果为开发先进的消防员防护装备提供了基础.


