内部热传递

本节介绍内部热传递模型。

通常,热通量从体内指向周边区域。 此热传递称为内部热传递。 该环境的边框为皮肤。 热传递以热传导和对流为特征。

身体部位 j 的两个元素 i 和 i+1 之间的热传导由以下公式给出:

Q˙CONDi,j=RCONDi,j⁢⋅(Ti,j⁢−Ti+1,j)
(30)

下表中列出了不同壳体之间的导电率 RCOND(W/K):

身体部位 中心 - 肌肉 肌肉 - 脂肪 脂肪 - 皮肤

头部

4.650

9.070

15.350

躯干

1.690

6.450

18.260

上臂

0.843

2.790

8.373

前臂

0.843

2.790

8.373

手

2.835

5.580

5.580

大腿

1.833

4.920

17.619

小腿

1.222

3.280

11.746

脚

2.935

10.000

8.085

热通过循环系统中的血液传输在身体各部位之间传递。 血液从人体较暖的区域提取热,并释放到较冷的区域。

不同身体部位中对应元素的热传递计算如下:

Q˙BLOODi,j=V˙BLOODi,j⁢⋅cp,BLOOD⋅ρBLOOD⋅(TBLOOD−Ti,j)
(31)

假设血液密度为 1111 kg/m3。 血液的体积流率根据各个身体部位而变化。 每个身体元素的基础体积流率 V˙BLOOD,BAS(cm3/s) 如下表中所示:

身体部位 中心 肌肉 脂肪 表面

头部

13.330

0.075

0.033

0.400

躯干

64.400

1.777

0.638

0.583

上臂

0.048

0.086

0.022

0.035

前臂

0.048

0.086

0.022

0.035

手

0.014

0.007

0.007

0.277

大腿

0.183

0.308

0.067

0.238

小腿

0.122

0.206

0.044

0.158

脚

0.021

0.004

0.011

0.417

除恒定基础值外,皮肤和肌肉壳体的血液体积流率可能会因身体活动或体温调节而改变。 但是,中心和脂肪的血液体积流率始终具有相同的基础值。