یک مدل المان محدود از پوست در معرض گرماسوختگی
یک مدل المان محدود چند لایه با ویژگی متغیر برای پیش بینی دما و زمان پوست در سوختگی های درجه دوم و سوم در شرایط گرماسوختگی شبیه سازی شده توسعه داده شد. یک مطالعه حساسیت پیش بینی های سوختگی به تغییرات در خواص فیزیکی حرارتی پوست با استفاده از این مدل انجام شد. مشخص شد که تغییرات در این خواص روی محدوده های مورد استفاده در مدل های چند لایه پوست دارای اثرات حداقل در پیش بینی های سوختگی درجه دوم است، اما اثرات بزرگی بر پیش بینی های سوختگی درجه سوم دارد. همچنین مشخص شد که اصطلاح منبع پرفیوژن خون در معادله انتقال Pennes زیستی حرارت می تواند در پیش بینی درجه دوم و سوم به دلیل گرماسوختگی نادیده گرفته شود. پیش بینی ها از این مدل نیز با با پیش بینی ها از راه حل فرم بسته این معادله مقایسه شد که در متون مختلف برای پیش بینی سوختگی از حوادث مشابه با گرماسوختگی استفاده می شود.
مقدمه
یکی از موقعیت های خطرناک پیش رو در صنعت پتروشیمی، گرماسوختگی است. گرماسوختگی می تواند از انتشار گاز قابل احتراق، مانند نشت گاز در سایت های سر چاه، ایستگاه های کمپرسور، و در نیروگاه های پتروشیمی و پلاستیک حاصل شود. گرماسوختگی دارای مدت زمان کوتاه، به طور معمول کمتر از 5 است و شامل شارهای گرمایی شدید می شود (به عنوان مثال، 84 کیلو وات / متر مربع) [2]. به منظور به حداقل رساندن و یا جلوگیری از سوختگی از این حوادث، کارگران لباس های محافظ می پوشند. یکی از روش های ارزیابی لباس های محافظ، شبیه سازی شرایط گرماسوختگی در اطراف یک مانکن آماده لباس پوشیده است. اطلاعات شار گرمایی از این آزمون ها می توانند برای پیش بینی سوختگی یک فرد در یک گرماسوختگی مشابه هنگام پوشیدن این لباس های محافظ مورد استفاده قرار گیرند. این پیش بینی ها با استفاده از یک مدل تحلیلی یا عددی انتقال حرارت در پوست تحت شرایط گرماسوختگی صورت می گیرند. در اینجا، یک مدل تک بعدی المان محدود از پوست انسان برای این منظور توسعه داده شد. گرماسوختگی کاملا متفاوت از بسیاری از مواجهه های دیگر مورد مطالعه در متون، از جمله پزشکی و استفاده از لیزر، پوست در زیر توزیع دمای معمولی و مدت زمان طولانی، مواجهه با شار حرارت کم است. بنابراین یک مدل انتقال حرارت پوست در معرض گرماسوختگی ممکن است از یک مدل با مواجهه دیگر متفاوت باشد. اندازه گیری بسیاری از خواص فیزیکی حرارتی مورد استفاده در مدل دشوار است، و به طور گسترده ای از فردی به فرد دیگر متفاوت است. مدل انتقال حرارت در اینجا برای تصمیم گیری در این مورد استفاده شد که این تغییرات چقدر مهم هستند و آیا یک مدل انتقال حرارت برای این نوع از مواجهه باید شامل این عوامل باشد یا خیر. یک مقایسه نیز بین مدل انتقال حرارت در اینجا و سایر مدل ها در متون برای شرایط شبیه به گرماسوختگی پیشنهاد شده است.
A variable property, multiple layer finite element model was developed to predict skin temperatures and times to second and third degree burns under simulated flash fire conditions. A sensitivity study of burn predictions to variations in thermal physical properties of skin was undertaken using this model. It was found that variations in these properties over the ranges used in multiple layer skin models had minimal effects on second degree burn predictions, but large effects on third degree burn predictions. It was also found that the blood perfusion source term in Pennes' bioheat transfer equation could be neglected in predicting second and third degree burns due to flash fires. The predictions from this model were also compared with those from the closed form solution of this equation, which has been used in the literature for making burn predictions from accidents similar to flash fires
Introduction
One hazardous situation encountered in the petrochemical industry is the flash fire. Flash fires can result from the release of combustible gas, such as gas leaks at well head sites, compressor stations, and in petrochemical and plastics plants. Flash fires are of short duration, typically less than 5 s, and involve intense heat fluxes (e.g., 84 kW/m ) [2]. In order to minimize or prevent burns from these accidents, workers wear protective clothing. One method of evaluating protective clothing is to simulate flash fire conditions around an instrumented mannequin dressed in the clothing. Heat flux data from these tests can be used to predict the burns a person would receive in a similar flash fire when wearing this protective clothing. These predictions are made using either an analytical or numerical model of the heat transfer in the skin under flash fire conditions. Here, a one-dimensional finite element model of human skin was developed for this purpose. A flash fire is quite different from many other exposures studied in the literature, such as the medical uses of lasers, skin under normal temperature distributions, and long duration, low heat flux exposures. Therefore a heat transfer model of skin subjected to a flash fire may be different from a model of one of these other exposures. Many of the thermal physical properties used in the model are difficult to measure, or vary widely from person to person. The heat transfer model developed here was used to decide how important these variations are, and if a heat transfer model for this type of exposure must be modified to account for these factors. A comparison was also made between the heat transfer model developed here and other models proposed in the literature for conditions similar to flash fires.
مقدمه
مدل ریاضی
مدل عددی
نتایج
نتیجه گیری
Introduction
Mathematical Model
Numerical Model
Results
Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه