针对高温作业防护服的设计问题，建立了基于傅里叶定律的“外界环境—材料层—空气层—人体皮肤”的非稳态导热模型，给出了适当的初始条件和边界条件，并采用有限差分格式进行离散求解，计算出了高温作业防护服在给定的工作环境条件下，温度的空间分布和时间变化情况。现有的实验数据验证了该模型的有效性。在此基础上，根据二分法完成了热防护服的最优厚度设计，为高温作业防护服的设计提供了合理建议。
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