燃烧假人在热防护服研究中的应用
抗高温专用服设计之假人实验
抗高温专用服设计之假人实验为了确保抗高温专用服的品质和实用性，一般来说，我们需要通过一些实验手段来验证其设计和工艺的有效性。
本文将介绍一种针对抗高温专用服的设计进行的假人实验方法。
1. 假人实验简介假人实验是一种广泛应用于服装、汽车安全等领域，用来模拟人体在特定环境下的测试方法。
在服装设计中，使用假人实验可以模拟人体在各种环境下的运动和变化，检测服装的舒适性、安全性以及防护性能。
抗高温专用服是一种极端情况下的防护服装，直接关系到操作人员的人身安全。
因此，在设计和制作抗高温专用服时，需要进行一定的实验验证。
通过假人实验，我们可以检验抗高温专用服的防火、隔热、透气性等性能，确保其可以在高温环境下提供足够的防护。
（1）选择假人针对抗高温专用服的假人，需要具备一定的仿真度和逼真程度，以便准确模拟真实使用环境。
从目前市场上，我们可以选择THERMO MAN、CARAT等假人来进行测试。
（2）制定测试方案测试方案应包括测试目的、测试内容、测试条件、测试设备/工具、测试方法和测试环节等方面。
在制定测试方案时，需要确保测试参数的准确性和可重复性，以便得到有意义的实验结果。
（3）准备实验设备/工具针对抗高温专用服的假人实验，需要准备相关的测试设备和工具，如高温热源、热计、热辐射计、气体检测仪等。
同时，需要准备合适的测量环境，如保持恒定的温度、湿度、空气流通等。
（4）对抗高温专用服进行测试实验前，需要确定好测试方式和顺序，以便按照测试方案进行。
具体的测试内容包括：防火性能测试、隔热性能测试、透气性能测试、燃烧性能测试等。
防火性能测试：主要是测试服装材料的耐火性和燃点。
可以采用直接烧烤或使用燃烧考验仪器。
隔热性能测试：测试材料对热传导的隔绝作用。
可以通过热计等仪器来进行测试。
透气性能测试：主要测试材质对于水蒸气、汗液等的湿气渗透情况。
可以使用气密性测试仪器。
燃烧性能测试：通过测试材质的燃烧性能，包括燃烧速度和燃烧程度等，来验证其防护性能。
燃烧假人测试系统在服装阻燃领域的应用
燃烧假人测试系统在服装阻燃领域的应用暖燃烧假人测试系统在测试火灾及热辐射条件下，保证工作人员的安全重要测试方法，长期以来，我国主要采用纺织品垂直燃烧试验法和限氧指数法测试评价服装的阻燃防护性能。
这两种方法都只能说明服装面料是否阻燃，不能说明服装对火焰或电弧产生的高温、高热的抵抗能力。
燃烧假人测试系统则利用假人在模拟的测试环境中测试各种恶劣条件下的生存环境极限值。
一、燃烧假人测试系统构成及设计原理该系统主要由燃烧假人、数据采集装置、火焰产生与控制装置、皮肤热传递模型与烧伤评估模型以及系统集中控制与应用软件平台等构成。
设计原理是通过模拟着装人体在燃烧火焰中的热暴露过程，测试假人表面温度的变化，预估可能造成皮肤的二度、三度烧伤及总烧伤面积百分比，烧伤面积百分比越大，服装的阻燃防护性能越差，系统的测试原理。
二、燃烧假人测试系统燃烧假人研究检索国内外相关资料，采用非金属材料制作燃烧假人本体，服装测试时火焰的持续时间一般为4 s，假人表面可能需要承受高达300 ℃的燃烧火焰，因此，假人本体材料必须在300 ℃以上的短时燃烧火焰下具有良好的热稳定性，能耐受恶劣火场环境；假人表面布设的传感器对燃烧火焰的反应，应与人体皮肤对燃烧火焰的反应接近；数据采集处理装置能快速采集假人表面传感器数据。
1、假人本体根据以上设计要求，通过对比分析耐高温材料的物理性能，选用目前耐温等级最高，力学性能、介电性能、耐腐性能最好的聚酰亚胺作为燃烧假人本体主体材料，根据假人模型的外观特征，按以下工艺制造假人本体模型：合成聚酰亚胺→固化树脂材料→制作人体各解剖段模具及高温模压→真空固化→表面处理。
2、假人表面热传感器假人皮肤表面热传感器的作用是感知暴露在火场环境下人体皮肤的受热程度，依此预测皮肤可能产生的烧伤程度。
国外采用的热传感器主要有TPP铜片热流计传感器、绝热铜片传感器和嵌入式热电偶传感器。
这3 种传感器中，绝热铜片传感器是最可靠的热传感器。
基于燃烧假人技术的服装阻燃防护性能测试评价系统
径 为 １ｃ 厚为 Ｏ１ ｍ。 ｍ， ． ｃ 采用钎 焊工艺 ， ６ 将铜 片与丝径 为
图 １ 系统 测 试 原 理 图
０２ｍｍ 的Ｋ 热电偶连接 ， 量精度达 到 了 ０２℃。 ． 型 测 ．
２ ３ 传 感 器 布 设 ．
作 者简 介 ： 玉红 ， １ ６ 年生 ， 谌 女， ９ ５ 高级工 程师， 主要 研 究方向为服
标准与 测试ｌｓｎ ｔ ｔｄａ ｎ ａｓ ｄ
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基于燃烧假人技术的 服装阻 燃防护性能测试评价系统
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能力。
美国、 拿大 、 加 英国等发达 国家 已有 被公认为是 最先进 的服装 阻燃 防护性能 测试 的定 量评价 技术 。 总 后军需装 备研 究所２ ０年 在 国内率先 开始此项 技术 ０６ 研究， 立了 “ 建 单兵 装备 阻 燃防 护性 能 测试 实验 室” 为阻 ，
燃 材料 研发 、 装及 装具 的结 构款式 设计 以及 装 备的整 体 服 阻燃防 护性能评 价提 供技 术支撑 。
文 Ｉ 玉 红 谌
阻 燃 防护 服装 是士兵 在 火灾 及热 辐射 条件下， 保持 部
２ 燃烧假 人研究
检 索 国内外相关 资料 ， 采用非 金 属材 料制 作燃 烧假 人
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燃烧假人在热防护测试中的意义
标准集团（香港）有限公司StandardInternationalGroup(HK)Limited标准集团（香港）有限公司燃烧假人在热防护测试中的意义在火场危险环境下， 人们需要通过穿着热防护服来躲避火焰伤害。
热防护服被广泛地应用于保护消防员、 炼钢工人及从事其他高温危险场合作业的工作人员 。
随着服装暴露在火焰中时间的增加，服装的表面温度由于受到火焰的直接灼烧会逐渐升高，大量的热量传递使得衣下空气层以及人体的表面温度同时升高。
服装在火焰灼烧下不仅面料本身的热物理属性会改变而影响其热防护性能，而且在离开闪火环境后，由于服装的表面温度仍然会保持在一个较高的范围内，并与衣下以及人体表面的温度形成温度差，持续产生热传递致人体的表面温度继续升高。
有研究表明， 烧伤可能发生在闪火结束后，另外织物内储存的能量对于预测烧伤也是一个重要的因素。
因此，即使热防护服能够抵挡火焰短时间的燃烧，但是服装在冷却过程中依然能够导致烧伤的发生。
所以对燃烧过后服装以及人体表面温度变化的研究就显得尤为重要。
运用 TPP 仪器( 热防护性能测试仪) 对多层防护服进行的研究表明， 最外层面料对于多层防护服的防护性能有着重要的影响。
利用 TPP 仪器进行试验，发现长时间低热流量的热源暴露比短时的剧烈燃烧更容易发生烧伤。
在实际穿着过程中，服装的热防护性能不仅仅依赖于织物本身的性能，还需要从服装款式设计、 规格以及着装姿态等方面来综合考虑 。
为了尽可能真实地模拟人体在实际火场中的情况以及安全准确地测定服装以及人体的表面温度，燃烧假人的测试方法显示出了优势。
利用红外热像仪监测燃烧假人系统着装试验中服装表面温度变化，利用燃烧假人体表的传感器反映皮肤表面的温度变化，分析闪火时间、 服装材料和号型、 以及着装姿势状态对表面温度变化的影响。
燃烧假人通过测试以上参数以期为热防护服装的设计与研发提供参考。
抗高温专用服设计之假人实验
抗高温专用服设计之假人实验抗高温专用服设计是为了保护工人在高温环境下的安全和健康而设计的一种防护装备。
为了验证这种专用服的抗高温性能，需要进行假人实验。
假人实验是使用人造人作为实验对象，通过对其穿着抗高温专用服进行各种高温环境下的模拟实验，来测试专用服的抗高温性能和对人体的保护效果。
具体实验步骤如下：1. 实验前准备：选取一名符合人体尺寸和体格的人造人作为实验对象，并将其放置在一间具备高温环境模拟能力的实验室中。
确保实验环境的温度、湿度和空气流动等因素符合实际高温工作环境的要求。
2. 抗高温专用服穿戴：为假人穿戴设计好的抗高温专用服，保证服装的大小合适且穿戴舒适。
确保专用服的各项设计特征与实验要求一致。
3. 温度逐渐升高：开始将实验室内的温度逐渐升高，直到达到预定的高温环境。
在升温的过程中，记录假人体表温度的变化情况，以及假人的主观感受和舒适度等。
4. 高温环境下的活动模拟：在达到高温环境后，对假人进行一系列活动模拟，如行走、弯腰、伸展等，以验证抗高温专用服在实际工作环境中的效果。
记录假人在活动过程中的体表温度、湿度等变化情况。
5. 假人实验结束：当达到实验预定的目标温度或实验条件时，结束实验。
根据实验数据以及假人的主观感受和舒适度来评估抗高温专用服的性能和效果。
在假人实验过程中，应注意保证实验的可重复性、科学性和安全性。
实验数据的准确性和实验结果的可靠性是评估抗高温专用服的关键之一。
为了验证实验结果的可靠性，可以进行多次实验并获取平均值，以消除实验误差对结果的影响。
通过假人实验可以评估出抗高温专用服在高温环境下的防护效果和人体舒适性。
这些实验数据和评估结果可以为抗高温专用服的设计和改进提供依据，以进一步提升其性能和适用范围，确保工人在高温环境下的安全和健康。
燃烧假人测试系统及其应用前景
燃烧假 人测试 系统及 其应 用前景
谌 玉红 陈 强 蒋 北京市 毅 １０８ ） ０ ０ ２ 【 总后军需装备研究所
摘
要： 燃烧 假人 试 系统是 国际公 认 的定 量评 估 防护 装 备 阻燃性 能 的 专用 设备 ． 文主 要 介 绍 了燃 烧假 人 刺 拳 驵燃 防 护服 热传 递
ｐｏ ｅ ｔ ｅ ｅ ｕｐ ｎ ． ｈ ｓ ａ ｅ 劬 ｒ ｔｃ ｖ ｑ ｉｍｅ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｍ ｉ
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从 ２ 世纪 ６ ０ ０年代开始 ，发达 于 杜 邦 公 司 的 Ｔ Ｅ Ｍ Ｏ— Ｎ Ｈ Ｒ ＭＡ
开发 了新型阻 燃材料和 阻燃装 备 ， 国 家就 开展 了用于 检 测 隔 热 防火 系统 ，假人表面安装有 １０个热流 １
并在很 短的时 间里装备 到 了海 湾 、 服 用 的燃 烧假人研 究 ， 中 比较 有 量传感器 ， 其 周围安装了 ６ 个燃烧器。
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抗高温专用服设计之假人实验
抗高温专用服设计之假人实验【摘要】本研究旨在探讨抗高温专用服设计的有效性，通过对假人进行实验验证。
实验设计包括设定不同高温环境条件下穿着抗高温专用服的假人，并观察其体温变化。
实验结果显示，在高温环境下，抗高温专用服能有效减少假人体温上升的速度，提高其耐高温的能力。
通过对实验结果的分析和讨论，揭示了抗高温专用服设计的优势和不足之处，并探讨了影响因素。
实验结论指出，抗高温专用服对提高高温环境下工作安全性具有重要意义。
展望未来，可以进一步完善抗高温专用服设计，以提高其适用范围和效果。
总结本研究为抗高温专用服设计提供了实验依据和参考，有助于提高工作环境下员工的安全保障水平。
【关键词】抗高温专用服、假人实验、研究背景、研究目的、研究意义、实验设计、实验过程、结果分析、讨论、影响因素、实验结论、展望、总结1. 引言1.1 研究背景随着全球气候变暖和高温天气频繁发生，人们在高温环境下工作和生活的需求越来越迫切。
特别是一些行业，如冶金、石油、建筑等，工作者长时间暴露在高温环境下，容易受到高温对人体的危害，例如中暑、热射病等。
设计一种能够有效抵御高温的专用服装对于保障工作者的安全和健康至关重要。
传统的高温防护服多为厚重、不透气的材料制成，穿着不舒适，且透气性差，影响工作者在高温环境下的工作效率。
有必要开展针对抗高温专用服的研究，通过科学设计和优化材料，提高服装的抗高温性能和舒适性。
本研究旨在通过对抗高温专用服进行设计和实验验证，探究其在高温环境下的效果和适用性。
通过实验数据的收集和分析，为今后的高温防护服设计和制造提供科学依据，为工作者在高温环境下的工作提供更好的保障和支持。
1.2 研究目的抗高温专用服设计是为了保护工作者在高温环境下的安全和舒适。
本次研究的目的是通过假人实验，测试抗高温专用服的性能和效果。
通过本次实验，我们希望能够验证抗高温专用服的隔热性能、透气性能和舒适性，为进一步改进和优化抗高温专用服的设计提供科学依据。
燃烧假人在火场热防护服装研究中的应用
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燃面料的评测与选择 、 服装 款 式结 构 对 防护 性 能 的影 响 以及 阻 燃 防 护 服 热 传 递 机 制 研 究等 ４个 方 面 探 讨 了燃 烧 假 人 在 服 装 热 防护 研 究 领 域 中的 应 用 进 展 ， 最 后 对 燃 烧 假 人 的应 用 前 景 进 行 了预 测 分 析 。 关键词 燃 烧 假 人 ；东 华 火 人 ； 热 防 护 研 究 ；防 护 服 装
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燃烧假人在热防护服研究中的应用
几十年来，各国学者利用燃烧假人在服装热防护方面开展了一系列研究，包括对不同火场状况的模拟、阻燃面料的评测与选择、服装款式结构对防护性能的影响以及防护服热传递机制分析等。
1、不同火场状况的模拟
与小规模面料测试方法相比，假人测试的优点之一在于它能更加真实地模拟各种火场状况，包括不同的火焰大小和人体活动水平等。
根据 ASTMF1930—2000 和 ISO 13506—2008，燃烧假人测试装置一般模拟热源热能为84 kW /m2。
实际上根据特定的研究目的，还可以模拟不同的火场环境。
Joel [17]提出并不是所有阻燃防护服都要承受84 kW /m2 的热流，多数情况下，着装者可能只是在火焰周围工作，辐射才是最主要的热传递方式。
对于海军日常工作环境来讲，按照能够承受 Thermoman测试的标准来设计服装是不经济甚至是不实际的。
因此他改进了假人测试装置，并设计滑动装置来模拟舰船上发生的一般火场环境。
假人可以静止在燃烧室门口也可以一定速度穿过火焰，以分别测试辐射和对流条件下服装的热防护能力。
Andrew[22]对文献 [17] 的悬吊装置进行了改进，使得假人可以佩戴帽子和呼吸装置，并通过设置假人穿越火场的速度来获得与 Thermo-man 特定燃烧时间情况下相同的热流量。
第 1 次模拟了动态条件下整体防护服性能测试，使得测试条件与实际更加接近。
2、阻燃面料的评测与选择
TPP 等小规模测试中，由于面料完全固定，因此无法反映其在测试过程中的动态反应，如热收缩。
而燃烧假人测试中，服装自然穿着于人体上，可以观察到燃烧过程中面料的动态变化。
文献[8]中，用Nomex 面料制作的服装在 4 s 的闪火后衣下空气层平均收缩 50% ，而在腿部收缩近 90% ; 文献
[23]“东华火人”测试中，观察到 Nomex 面料制作的服装从第 3 s 开始发生剧烈收缩( 如图 4 所示) 。
因此燃烧假人可以为面料的测评提供更多参考信息。
另外，在 TTP、RPP 测试中，面料都
是水平放置，而服装着于人体身上，是垂直的状态，因此热传递的方向不同。
Crown 等[24]设计了圆筒仪来模拟服装穿着的状态，并将其与不同测试方法 ( ASTM，CGSB 和ISO) 进行对比，发现圆筒法测试中，面料显示的防护性能比水平放置差。
因此利用燃烧假人评价面料的防护性能更为客观和实际。
在利用燃烧假人进行面料评测的研究中，Behnke 等[25]比较了静止假人和活动的 Thermo-leg测试系统。
Thermo-leg 可以通过模拟跑步运动来模拟真实情况下受害者逃离火灾现场的情景，以测试动态条件下面料的防护性能。
结果表明，在长时间动态接触火焰的情况下保持服装的强度和完整性比防护性更重要。
研究中NomexⅢA 和 Kevlar100 性能比 FR cotton 和 FR wool 要好。
Dale 等[26]比较了阻燃面料在不同热流条件下的防护性能。
发现本身阻燃的面料，如 Nomex@ ⅢA以及 Kevlar 和 PBI 的混纺织物，烧伤面积百分比随着热流的增加而稳定增加，而棉阻燃整理织物，在热流增加到 5. 97 ～ 8. 36 cal / cm2
时，烧伤面积激增，原因是棉阻燃整理织物的热分解温度比较低。
Rossi 等[27]利用假人研究了多种天然和合成纤维的燃烧蔓延速度( FRP) 与达到二度烧伤时间的关系。
发现 FRP 最大的织物达到二度烧伤的时间最短，而对于一些合成纤维，即使 FRP 较低达到二度烧伤的时间也比较短，这可能与面料的热传递性能有关。
3、服装款式结构对防护性能的影响
除了面料本身的阻燃耐热性能，服装款式结构对防护性能也有重要影响。
空气层影响热传递速度，进而影响达到二度烧伤的时间和面积，而不同的服装款式结构决定了衣下空气层不同的分布状态。
Kim 等[28]对着装前后的假人进行三维扫描，将衣下间隙的分布量化，通过燃烧假人实验分析烧伤度与衣下间隙的关系。
研究表明，衣下间隙的分布状态对服装的防护性能具有一定的影响，肩部、胸部等间隙量小的部位更容易引起烧伤。
Song[29]也用三维人体扫描仪测量了不同号型防火服的衣下空气层分布，建立了烧伤模型与空气层之间的关系，并用数值模型预测得到最佳空气层厚度为 7 ～ 8 mm，超过这个值，空气层中出现对流，防护性能不再随空气层的增加而增加。
Tannie 等[30 - 31]研究了女式防护服和男式防护服防护程度的差异。
发现女式服装下背处空气层厚度虽然很大，却没有提高防护性能，主要因为对流的影响。
并且由于该部位的隆起，造成了热量在臀部的聚集，臀部烧伤严重。
而男款服装由于腰部采用单层面料设计，腰部烧伤严重。
因此服装的款式结构对其防护性能有重要影响。
通过燃烧假人再现人体在火场中的实际穿着状
况，对于阻燃防护装备的结构与款式设计具有重要
意义。
4、阻燃防护服热传递机制分析
通过燃烧假人模拟不同燃烧条件，传感器监测人体皮肤表面温度和热流量的变化，获得不同的边界条件，可以为阻燃装备热传递机理研究提供重要的研究手段。
Song建立了一个闪火中单层服装热传递的数值模型，研究了面料的热物理性能、闪火环境特征、面料的收缩和合体因子、服装初始温度和测试环境对热防护性能预测结果的影响，并用 Pyroman 进行验证实验。
Matej 等 [32]建立了一个热传递模型并提供了一种计算逆热传导的有效算法，基于假人燃烧表面传感器所获得的温度数据，利用所提供的算法程序得到皮肤的热流量，进而得到烧伤度的分布。
他们还研究了皮肤各层的参数和厚度对烧伤积分计算结果的影响[33]。
基于燃烧实验中假人表面传感器采集的温度数据，通过改变皮肤的参数，包括导热系数、热容、各层厚度，得到不同参数条件下的烧伤积分。
结果发现，真皮层的参数变化决定了最后的烧伤分布。