【摘要】：隨著家庭乘用車輛在中國的普及,陽光輻射導(dǎo)致的車輛高溫引起的兒童死亡成為了廣受關(guān)注的社會問題。本文利用熱應(yīng)力預(yù)測模型PHS對兒童在密閉車廂內(nèi)中暑及生存時間進(jìn)行了研究。首先,利用LabVIEW虛擬儀器平臺對熱應(yīng)力預(yù)測模型PHS進(jìn)行程序編寫,梳理了LabVIEW程序中熱應(yīng)力的計(jì)算過程及編寫邏輯,對程序的輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)和判定條件等進(jìn)行了詳細(xì)的解釋和說明,為基于兒童參數(shù)對程序的修改奠定基礎(chǔ)。接著,由于PHS的提出是基于對標(biāo)準(zhǔn)成人的研究,本文建立了兒童和成人的圓柱模型,理論計(jì)算兒童和成人的換熱,以探究兩者的區(qū)別。計(jì)算得出,由于兒童有更大的體表面積與質(zhì)量比,因此在相同的高溫環(huán)境中,兒童的體溫上升更快,更容易發(fā)生危險(xiǎn)。根據(jù)兒童特點(diǎn)對PHS進(jìn)行調(diào)整,通過對比文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了PHS應(yīng)用于兒童的可行性。然后,因?yàn)镻HS在應(yīng)用時需要環(huán)境參數(shù)的輸入,本文實(shí)測了夏季室外環(huán)境和風(fēng)洞環(huán)境下汽車的車廂熱環(huán)境參數(shù)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),汽車處于熱浸泡時,若從環(huán)境溫度開始升溫,1h后車廂空氣溫度能比環(huán)境溫度高出22~24℃,并且溫度升高主要發(fā)生在前40分鐘。若汽車從關(guān)閉空調(diào)后的23.2℃開始升溫,1h內(nèi)空氣溫度會上升34.9℃。通過對比實(shí)驗(yàn)得出,不同車型的汽車溫度上升大小有所差異,車內(nèi)不同位置的熱環(huán)境參數(shù)區(qū)別較小。打開車內(nèi)空調(diào),調(diào)節(jié)為最大制冷、最大風(fēng)量、吹面模式,車廂前后排座位吹風(fēng)感強(qiáng)烈,開啟空調(diào)后的前10min,車廂內(nèi)空氣溫度下降明顯,前排座位溫度下降了37.0℃,后排座位溫度下降了32.1℃。最后,本文基于兒童參數(shù),利用PHS的LabVIEW程序,結(jié)合實(shí)測的車廂環(huán)境溫度,模擬了兒童在車廂中的熱應(yīng)力變化過程。以直腸溫度為主要生理癥狀判斷指標(biāo),兒童在38℃時身體無法承受,40℃時中暑,42℃時死亡。1歲男孩在較低的70W/m~2代謝和較干燥的30%車廂相對濕度條件下,被遺留在從23.2℃開始溫度上升的汽車內(nèi),48min會達(dá)到無法承受的狀態(tài),67min中暑,81min就有生命危險(xiǎn)。若此車輛從環(huán)境溫度38℃開始升溫,則兒童在31min體溫就不堪重負(fù),49min中暑,63min就有死亡的危險(xiǎn)�？紤]兒童大聲哭鬧時代謝率急劇上升,以及人體水分蒸發(fā)引起車廂相對濕度增大,兒童的處境將更加危急,如兒童代謝率為100 W/m~2,車廂相對濕度為50%時,在關(guān)閉空調(diào)后的車內(nèi),兒童的致命時間將縮短到61min。年齡較大的兒童在車內(nèi)的可允許暴露時間稍長,性別引起的時長差異較小。因此,在夏季,若看護(hù)者關(guān)閉車內(nèi)空調(diào)后進(jìn)行1~2小時的購物,而將兒童單獨(dú)留在車廂,會對兒童的生命健康造成嚴(yán)重的危害。 【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U492.8;R179

【圖文】：

應(yīng)用 PHS 預(yù)測嬰幼兒遺留在汽車內(nèi)中暑致命時間的研究式中SWreq——需求出汗率，W/m2。若求得 SWreq＞SWmax，，那么需求出汗率為最大出汗率，即 SWreq=SWmax。出汗率響應(yīng)可以用一個時間常數(shù)為 10 分鐘的一階系統(tǒng)來描述。任一時刻的出汗率，是上一時刻預(yù)測出汗率與這一時刻所需求的出汗率的加權(quán)平均值，其計(jì)算如下：SWp =SWp ConstSW+SWreq (1-ConstSW)（ 2-50 ）式中SWp——預(yù)測出汗率，W/m2；ConstSW——常數(shù)，ConstSW=EXP（-1/10）。求得 SWp 后，預(yù)測蒸發(fā)熱流密度按圖 2-1 所示的邏輯進(jìn)行計(jì)算。

圖 2-2 身體內(nèi)蓄熱量的分布變化直腸溫度可由下式計(jì)算：92Tcr-1.962Tre0-1.31TreTre0 式中Tre——直腸溫度，℃；Tre0——上一分鐘的直腸溫度，℃。2.1.11 人體生理判定指標(biāo)及輸出值人體總失水率：SWtot SWtot SWp Eres式中SWtot——總失水率（累加計(jì)算），W/m2；SWp——預(yù)測出汗率，W/m2；Eres——呼吸蒸發(fā)熱流，W/m2。

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