Разработка методов и исследование теплофизических свойств текстильных материалов и пакетов при действии влаги и давления

• Автор: Бессонова, Наталья Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Особенности переноса тепла через текстильные материалы.

1.2. Факторы, влияющие на теплопроводность текстильных материалов.

1.2.1. Влияние теплофизических факторов на теплопроводность текстильных материалов

1.2.2. Влияние климатических факторов на теплопроводность текстильных материалов

1.2.3. Влияние структурных факторов на теплопроводность текстильных материалов

1.2.4. Влияние конструкции одежды на ее теплозащитную способность

1.2.5. Влияние эксплуатационных факторов на теплопроводность материалов

1.2.6. Влияние технологических факторов на теплопроводность текстильных материалов

1.3. Методы исследования теплофизических свойств материалов.

1.3.1. Теоретические методы исследования
1.3.2. Экспериментальные методы исследования
ВЫВОДЫ ПО 1 ГЛАВЕ.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПЕРЕНОСА ТЕПЛА ЧЕРЕЗ ТЕКСТИЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
2.1. Уравнение теплопроводности текстильных материалов
2.2. Определение лучистой составляющей коэффициента теплопроводности
2.3. Определение конвективной составляющей
ВЫВОДЫ ПО 2 ГЛАВЕ.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВЛАГИ И ДАВЛЕНИЯ
3.1. Объекты исследования.
3.2. Определение структурных характеристик исследуемых материалов.
3.3. Разработка установки для экспериментального исследования теплофизических свойств материалов
3.4. Методика проведения испытаний теплофизических свойств текстильных материалов при действии на них влаги и силового давления
3.4.1. Методика проведения испытаний теплофизических свойств текстильных материалов при нормальных условиях
3.4.2. Методика проведения испытаний для оценки влияния влажности текстильных материалов на их теплофизические свойства.
3.4.3. Методика проведения испытаний для оценки влияния силового давления на теплофизические свойства материалов.
3.4.4. Методика проведения исследований по оценке влияния совместного воздействия влажности и силового давления на теплопроводность волокнистых материалов.
ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ.
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВЛАГИ И СИЛОВОГО ДАВЛЕНИЯ
4.1. Оценка влияния силового давления на структурные характеристики материалов
4.2. Экспериментальное исследование теплопроводности текстильных материалов при воздействии силового давления
4.3. Экспериментальное исследование теплопроводности текстильных материалов при комплексном воздействии силового давления и влажности
I 4.4. Разработка рекомендаций по подбору материалов в пакет
теплозащитной одежды.
ВЫВОДЫ ПО 4 ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 1 страницах, в том числе содержит рисунок, 9 таблиц, 9 страниц приложения. Список используемой литературы включает 9 наименований. ГЛАВА 1. Основными теплофизическими характеристиками тел принято считать коэффициенты теплопроводности, температуропроводности, тепловой активности, удельную теплоемкость и тепловое сопротивление. Для определения теплоизолирующей способности текстильных материалов часто бывает достаточно двух показателей теплопроводности и теплового сопротивления. Из классической теории теплопроводности 1, 2 известно, что тепловой поток, проходящий через какоелибо физическое тело, можно условно разделить на три составляющие теплопроводность кондукция, конвекция и тепловое излучение. В твердых непрозрачных, однородных телах тепло переносится только за счет теплопроводности самих частиц тела. Текстильные материалы в отличие от твердых однородных тел имеют более сложную структуру и согласно классификации Лыкова 3 относятся к группе капиллярнопористых тел, где слои твердого вещества волокон чередуются с пустотами порами, заполненными газовой составляющей в данном случае воздухом. Передача тепла в таких материалах осуществляется не только за счет теплопроводности частиц самого материала, но и посредством молекулярной теплопроводности газа, конвекцией и тепловым излучением 4. На этом основании можно утверждать, что коэффициент теплопроводности текстильных материалов следует рассматривать как эффективный, учитывающий все составляющие процесса переноса тепла в таких материалах. При проведении теплотехнических расчетов одежды используются разнообразные модели текстильных материалов. Так в литературе широко распространена модель ткани, представленная в виде сплошной однородной стенки пластины с постоянными физическими свойствами и толщиной, намного превышающей длину и ширину стенки 5, 6, 7, 8, 7, 8, 0, 1. АТ перепад температур на поверхностях ткани, К. Однако такая модель не отражает действительного строения ткани, поскольку не учитывает пористости ткани и состояния ее поверхности. Наиболее близкой к реальной структуре ткани является модель системы с упорядоченными элементами, где в качестве нитей выступают бруски прямоугольного или квадратного сечения 9. К недостаткам этой модели можно отнести несоответствие геометрической модели нити и ее реальной формы, так как нити в ткани имеют не прямоугольное, а скорее круглое или эллиптическое сечение. Кроме этого модель не учитывает переплетения нитей между собой. При исследовании экранновакуумных теплоизоляционных материалов была представлена модель в виде перфорированных экранов с различной степенью перфорирования, что могло бы соответствовать ткани с известной пористостью. Однако и в этом случае не учитывается реальная структура ткани. Многослойные текстильные материалы пакеты при тепловых расчетах чаще всего представлены в виде яслойной плоской стенки. АТ перепад температур на поверхностях многослойной стенки, К. Использование такой модели для определения коэффициента теплопроводности пакета материалов не совсем корректно, поскольку многослойная стенка предполагает наличие идеального контакта между соприкасающимися поверхностями, чего нельзя сказать о реальном пакете текстильных материалов, где слои не плотно прилегают друг к другу, образуя воздушные зазоры. А так как теплопроводность воздуха очень мала, то наличие даже тонких зазоров может значительно повлиять на теплопроводность пакета в целом , ,. Наряду с этим необходимо отметить, что применительно к одежде плоская форма материала не совсем соответствует действительности, так как некоторые детали одежды, например, рукава или половинки брюк не являются плоскими. Для учета кривизны поверхности одежды в литературе 4 предлагается вместо модели пакета в виде плоской стенки использовать модель цилиндрической формы. Другие авторы 7, 2 предлагают ввести в расчетные формулы 1. Исходя из представленных выше моделей текстильных материалов и пакетов, можно сделать вывод, что они позволяют оценить теплопсрснос в
1.