ГОСТ ISO 13506-2—2021
ный состав: вода, белок и жир). Купер и Трезек [10] и Нокс и др. [11] разработали соотношения для
оценки теплофизических свойств кожи и подкожных (жировых) слоев на основе процентного содержа ния
воды, белка и жира в каждом слое. Приложение А определяет значения для состава слоев, объ емной
теплоемкости слоя рСр(х) и температурно-зависимого коэффициента теплопроводности к(х, Т) в
зависимости от обобщенных компонентов слоев кожи (вода, белок и жир), которые удовлетворяют
требованиям раздела 7 и могут использоваться для расчета формулы (1). Начальные значения коэф
фициента теплопроводности (температура в момент времени, равного нулю), объемной теплоемкости
слоя и состава слоев приведены в таблице 2. Для расчета значений коэффициента теплопроводности к
при значениях глубины и температуры, отличных от Т (0,0) = 32,5 °С, см. приложение А.
Таблица 2 — Физические характеристики модели кожи с температурно-зависимым коэффициентом теплопро
водности к
Параметр
ЭпидермисДерма
Гиподерма
Коэффициент теплопроводности к, Вт/м К при
Г(0,0) = 32,5 °С
0,615 50,597 6
0,365 9
Объемная теплоемкость рСр, Дж/м3-К
4,158 х 106
4,017 х Ю6
2,285 х Ю6
Процентное содержание воды, % от общей массы
80
70
20
Процентное содержание жира, % от общей массы
6
12
72
Процентное содержание белка, % от общей массы
14
18
8
6.1.3.3Физические характеристики для модели кожи с температурно-независимым коэффициен
том теплопроводности к (модель кожи В)
Если предположить, что коэффициент теплопроводности к зависит только от слоя и не зависит
от температуры, то для объемной теплоемкости рСр как функции слоя, как показано в таблице 3, не
обходимо указать другие значения, чем для модели кожи А, чтобы соответствовать требованиям вали
дации раздела 7.
Таблица3 — Физические характеристики для модели кожи с температурно-независимым коэффициентом
теплопроводности к
Параметр
Эпидермис
Дерма
Гиподерма
Коэффициент теплопроводности к, Вт/м К
0,628 0
0,582 0
0,293 0
Объемная теплоемкость рСр, Дж/м3 К
4,40 х Ю6
4,184 х 10е
2,60 х Ю6
6.1.3.4 Математические методы для расчета формулы (1)
Формулу (1) решают численно, используя трехслойную модель кожи, определенную в таблице 1,
которая учитывает зависимость глубины от коэффициента теплопроводности и значений объемной
теплоемкости, либо как указано в таблице 2 и приложении А, либо как указано в таблице 3. Каждый из
трех слоев должен иметь постоянную толщину, лежащую параллельно поверхности.
Использование абсолютных температур рекомендуется при расчете формулы (1), поскольку форму
ла (3), которую используют для расчета Q (параметра ожоговой травмы), требует абсолютных температур.
Примечание 1— Значения характеристик, приведенные втаблицах 1—3, являются репрезентативными
для in vivo (живых) значений для предплечий испытуемых, участвовавших в экспериментах Столл и Грина [8]. Это
средние значения. Известно, что коэффициент теплопроводности каждого из слоев изменяется в зависимости
от температуры вследствие обобщенных теплофизических характеристик компонентов слоя (упрощенный состав:
вода, белок и жир). Это делается путем моделирования температурной зависимости коэффициента теплопрово
дности каждого слоя в соответствии с их определенным составом (см. 6.1).
Эффективными методами дискретизации для расчета формулы (1) считают:
а)метод конечных разностей (следующий за представлением центральных разностей «комбини
рованного метода», где ожидаются ошибки усечения второго порядка как в At, так и в Ах), метод конеч
ных элементов (например, метод Галеркина) и
5