热发汗

本节介绍热发汗模型。

全局控制变量发汗计算如下:

STRANSP=GTRANSP,KKθ1,1+GTRANSP,HA(θWA,TOTθCO,TOT)
(68)

此全局控制变量和使用的系数基于 [11] 中所述的实验。

制定了以下假设:

  • 在固定平均皮肤温度下,发汗与头部中心温度成比例。
  • 在固定头部中心温度下,发汗与平均皮肤温度成比例。

用于计算发汗信号的全局常数具有以下值:

GTRANSP,KK=372.2WK
GTRANSP,HA=33.7WK

上述方程表示头部中心温度的影响大约比皮肤温度约 11 倍。

通过取决于控制偏差(并因此而取决于每个表面元素温度)的因子,可以考虑发汗的局部效应。 当皮肤温度出现局部控制偏差时,该因子可将发汗放大 n 倍。 此放大因子的值在文献中可能会不同。 对于此模型,将使用 [10] 中的值 2。

Q˙TRANSPj=(LTRANSPSTRANSP)2θ4,j10
(69)

假设皮肤表面汗液形成的分布对应于皮肤表面汗腺的分布。 下表中列出了此局部控制变量的值:

身体部位 LTRANSP

头部

0.081

躯干

0.481

上臂

0.039

前臂

0.039

0.016

大腿

0.064

小腿

0.043

0.018

局部发汗率受最大可能蒸发的限制。 蒸发也包括扩散。 此最大蒸发率指示人体对环境的多大总蒸发热损失可以达到最大值。 此限制是由于皮肤表面和环境之间的蒸气压力差所致,另外取决于对流热传递系数。

如果计算得出的蒸发热损失值超过固定扩散热通量 Q˙DIFF 与通过发汗 Q˙TRANSP 的蒸发的总和,则采用最大可能值。 因此,因发汗导致的热损失将会减少:

Q˙TRANSPj=Q˙EVAP,MAXjQ˙DIFFj
(70)

有效发汗与最大可能发汗的比率将产生湿度 wj,即湿润皮肤占皮肤总表面的分数。

wj=Q˙TRANSPj+Q˙DIFFjQ˙EVAP,MAXj
(71)