热平衡

本节介绍热平衡模型。

人体的常规总热平衡为:

Q˙MET⁢− Q˙ST⁢−Q˙DRY⁢−Q˙EVAP⁢−Q˙RESP⁢−W⁢= 0
(49)

Q˙MET 和 W 之差对应于代谢热生成。 可为所有身体部位建立此热平衡。 功 W 等于零。 对身体部位元素的存储体热通量 Q˙ST 求解上述方程,并假设 TCloth⁢>TCore⁢>TMuscle⁢>TFat⁢>TSkin:

中心:

Q˙ST1,j⁢=Q˙BLOOD1,j⁢+ Q˙MET1,j⁢− Q˙COND1,j⁢−Q˙RESP1,j 
(50)

肌肉:

Q˙ST2,j⁢=Q˙BLOOD2,j⁢+ Q˙MET2,j⁢− Q˙COND2,j⁢+ Q˙COND1,j 
(51)

脂肪:

Q˙ST3,j⁢=Q˙BLOOD3,j⁢+ Q˙MET3,j⁢− Q˙COND3,j⁢+ Q˙COND2,j 
(52)

皮肤:

Q˙ST4,j⁢=Q˙BLOOD4,j⁢+ Q˙MET4,j⁢+ Q˙COND3,j⁢−Q˙DRYj⁢−Q˙EVAPj 
(53)

除了这些热平衡方程以外,还必须考虑中枢血管系统:

Q˙ST,BLOOD⁢=∑j=114(∑i=14(−Q˙BLOODi,j)) 
(54)

在每个身体部位中,通过项 Q˙COND 考虑径向热通量。 所有元素均通过上述方程的中枢血管系统耦合。 中枢血液温度是体内所有温度和血液体积流率的函数。

总共必须对 57 个微分方程求解。 计算开始时,必须初始化温度。 当元素温度不再变化时,将达到平衡条件 (∂T∂t⁢= 0),且体内存储的热通量变为零。