Разработка методов исследования теплофизических свойств нетканых материалов

• Автор: Шарпар, Николай Михайлович
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы. Постановка задачи исследования

1.1. Теплоизоляционные нетканые материалы как объекты ис-

1.2. следования и методы определения их тепловых характеристик Методы и устройства для экспериментального исследова-

1.3. ния воздухопроницаемости Особенности определения паропроницаемости нетканых

1.4. материалов. Методы экспериментального определения влагопроницаемо-

1.5. сти нетканых материалов. Основные выводы и постановка задач исследования

Глава 2. Экспериментальное исследование теплопроводности и

теплоемкости нетканых материалов
2.1. Структура поверхности образцов войлока.
2.2. Теплопроводность и методы ее определения.
2.3. Стационарный метод плоского слоя.
2.4. Метод регулярного режима охлаждения.
2.5. Исследование теплоемкости войлока.
2.6. Погрешности измерения теплофизических свойств войлока.
Глава 3. Исследование коэффициентов теплоотдачи нетканых
материалов к воздуху
3.1. Определение коэффициентов теплоотдачи к воздуху при
3.2. свободной конвекции Установка для измерения коэффициентов теплоотдачи к
3.3. воздуху Результаты измерений коэффициентов теплоотдачи войлока

к воздуху при свободной конвекции
3.4. Коэффициенты теплоотдачи войлока в условиях вынужденной конвекции воздуха
3.5. Исследование коэффициентов объемной теплоотдачи войлока
3.5.1. Математическая модель объемной теплоотдачи
3.5.2. Экспериментальная установка и результаты измерений Глава 4. Разработка методик, экспериментальных установок и проведение исследований воздухо- и влагопроницаемости нетканых материалов
4.1. Методика и установка для определения эффективного диаметра пор капиллярным методом
4.2. Экспериментальное исследование воздухопроницаемости и паропроницаемости войлока
4.3. Методика и результаты исследования воздухопроницаемости
4.4. Сорбционные характеристики войлока
4.5. Исследование кинетики фильтрационной сушки войлока
4.6. Математическая модель для оценки коэффициента воздухопроницаемости нетканых материалов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время производство новых нетканых материалов интенсивно развивается во всем мире. Выпускается разнообразный ассортимент этих материалов с широким спектром свойств для различных областей применения. Нетканые материалы отличаются достаточной прочностью, гибкостью, экологической безвредностью, химической стойкостью.
Одно из важнейших направлений использования нетканых материалов связано с их высокими теплоизоляционными характеристиками. Так, например, они обеспечивают эффективную тепловую защиту людей от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Эти материалы широко используются в швейной промышленности в качестве утеплителя для одежды, при изготовлении головных уборов и обуви, мягких игрушек, постельных принадлежностей, мебели и др.
Они незаменимы и в различных отраслях промышленности для тепловой изоляции технологического оборудования, трубопроводов, арматуры; применяются при изготовлении средств защиты персонала, обслуживающего обжиговые и металлургические печи. Их используют в строительстве для утепления зданий и в сельском хозяйстве. Тем самым они обеспечивают существенный энергосберегающий эффект.
Особый класс нетканых материалов представляют собой войлоки из натуральных волокон. Это очень древние материалы, которые люди начали использовать приблизительно 2500 лет назад. Но и сегодня войлок продолжает оставаться востребованным как в промышленности, так и быту, потому, что свойства этого материала уникальны и полноценной замены ему до сих пор нет.
Современные технологии позволяют создавать новые нетканые материалы с заранее заданными свойствами. Материалы, используемые при изготовлении одежды, а также при утеплении жилища должны иметь не только

вакуумная сушка требует более громоздкой и сложной аппаратуры, чем воздушно-тепловая .
Наиболее распространенным является метод сушки в сушильных шкафах различных конструкций. При этом результаты определения влажности зависят от продолжительности сушки, от атмосферного давления и температуры, при которых проходила сушка. При использовании ускоренных методов особое значение имеет температура, ее понижение оказывает сильное воздействие на количество удаленной влаги. На результаты обезвоживания могут влиять размеры и форма ячеек с образцами, а также сушильного шкафа, распределение температуры в нем, скорость движения воздуха в шкафу, возможность уноса пыли или мелких частиц образца и т. д. Для измельченных материалов перед определением влажности нужно учитывать убыль влаги из образца при его измельчении. Изменения влажности в образце до, либо после сушки из-за процессов сорбции или десорбции влаги характерны для материалов, имеющих высокую гигроскопичность, к примеру, тонких листов бумаги.
В результате обезвоживание является чисто эмпирическим методом, которым определяется не истинная величина влажности, а условная величина, более или менее близкая к ней. Определения влажности, осуществленные в различных условиях, в итоге дают плохо сопоставимые результаты. Более точные результаты получаются при вакуумной сушке, протекающей обычно в камере при давлении 25 мм рт. ст. и ниже до неизменного веса образца.
Калориметрический метод нахождения влажности предусматривает измерение теплового эффекта при оттаивании исследуемых образцов мерзлого материала в калориметре. Для каждого материала влажность определяется при пяти заданных величинах отрицательной температуры с последующим построением экспериментальной зависимости массы влаги от температуры.
В дистилляционных методах изучаемый образец нагревают в сосуде, содержащем определенное количество жидкости, не смешивающейся с водой (минеральное масло, бензин, ксилол, толуол, бензол и т. д.). Образующиеся