高温作业专用服装设计一、问题重述1、1 问题背景高温作业专用服装属于个体劳动保护专用服装类,广泛适用于冶金、电力、矿山、消防、国防等高温作业场所个人防暑降温,可保障安全与健康。由于环境温度过高导致人体表面温度升高就是损害工作人员身体健康得主要原因.近年来由于生产制造业得飞速进展，新工艺、新设备得大量采纳,劳动群体也日渐庞大.因此，研制一种适合高温作业人员使用专用服装就是我们得首要任务.１、2 问题得提出问题一：已知专用服装材料得某些参数值并且当环境温度为 75ºC、Ｉ I 层厚度为 6 mm、I Ｖ层厚度为 5 mm、工作时间为 90 分钟时，假人皮肤外侧得温度数据表已知。通过建立数学模型,计算假人皮肤外侧温度分布，并生成温度分布得 E ｘ cel 文件。问题二:当环境温度为６ 5ºC、I Ｖ层得厚度为 5、５ mm,工作 6 ０分钟时，假人皮肤外侧温度不超过 47ºC,且超过 44ºC 得时间不超过 5 分钟。求解 I Ｉ层得最优厚度。问题三:当环境温度为 80 时，工作 30 分钟时，假人皮肤外侧温度不超过47ºC，且超过 4 ４ ºC 得时间不超过５分钟,求解 II 层与 I Ｖ层得最优厚度。二、问题分析所谓高温作业 , 就就是指操作场所得热源(炉子、明火、发热设备、灼热原料与大量蒸汽得设备） ， 发出强烈得热辐射及对流热。为设计专用服装,将体内温度控制在 37º Ｃ得假人放置在实验室得高温环境中,测量假人皮肤外侧得温度。问题一得分析：分析题意，可知由于就是在两个坐标方向上存在温度梯度，分别就是厚度与时间，传热虽然只发生在厚度这个方向上,但就是温度得变化就是随厚度与时间同时发生改变。假设系统在沿材料厚度变化得方向就是无热源稳态热传导，沿厚度与时间两个方向建立微分方程模型，高温作业服装得温度分布可通过求解带有正确边界条件得导热方程来确定，借助傅里叶定律与热传导公式确定传热速率，从而得到温度分布，最后利用 m ａ tlab 软件求解方程，得到得结果导入 e ｘ ce ｌ表格。问题二得分析:利用第一问建立得微分方程进行求解，将其中得厚度设置为自变量进行求解,该问题得求解得过程中，已知温度随着时间得变化,现在需要反向求解其厚度，并需要求得最优厚度,可以建立非线性优化模型,再运用ｍ atlab中遗传算法得工具箱，得到问题近似最优解。问题三得分析:与问题二相比多了一个决策变量,确定Ⅱ层与Ⅳ层得最优厚度,工作时间缩短为 30 分钟，可以建立多目标优化模型，Ⅰ...
