Проектирование комплектующих изделий утепленной спецодежды на основе прогнозирования их защитной эффективности

• Автор: Ядреева, Екатерина Владимировна
• Шифр специальности: 05.19.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 280 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВДЫХАНИЯ ОТ ХОЛОДА

1.1 Анализ влияния теплоизоляции органов дыхания на теплозащитные свойства одежды.

1.2 Анализ известных решений и методов проектирования средств индивидуальной защиты органов дыхания от холода.
1.3 Формирование требований к СИЗОД от холода на основе физиологогигиенического анализа
1.4 Выбор и обоснование материалов для комплектующих изделий с пассивной и активной теплоизоляцией.

1.5 Выводы. Цели и задачи исследования.

2 ПРОЦЕССЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В КОМПЛЕКТУЮЩИХ ИЗДЕЛИЯХ УТЕПЛЕННОЙ СПЕЦОДЕЖДЫ

2.1 Сложный процесс теплообмена и теплопередачи в пакете материалов с пассивной теплоизоляцией
2.2 Теплопередача между теплоносителями, разделенными цилиндрической стенкой, при различных условиях конвективного теплообмена.
2.3 Выводы.
3 ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И ПАКЕТОВ ДЛЯ КОМПЛЕКТУЮЩИХ ИЗДЕЛИЙ С ПАССИВНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЕЙ
3.1 Экспериментальное исследование физических свойств трикотажных и нетканых материалов.
3.1.1 Исследование гигроскопических свойств полотен
3.1.2 Исследование паро и воздухопроницаемости полотен
3.1.3 Исследование теплозащитных свойств полотен
3.1.4 Исследование процесса сушки трикотажных полотен.
3.2 Экспериментальное исследование физических свойств пакетов
3.2.1 Исследование влагопоглощающих и влагопроводящих свойств.
3.2.2 Исследование паро и воздухопроницаемости пакетов
3.2.3 Исследование теплозащитных свойств пакетов.
3.2.4 Исследование процессов сушки пакетов материалов
3.3 Исследование накопления влаги в материалах и пакетах в процессе эксплуатации.
3.4 Выводы.
4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УТЕПЛЕННОГО
МНОГОСЛОЙНОГО КЛАПАНАМАСКИ С ПАССИВНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЕЙ.
4.1 Выбор исходных данных и разработка конструкции.
4.2 Определение параметров пакета материалов.
4 .3 Выбор материалов и пакетов и разработка технологии изготовления.
4.4 Физиологогигиеническая оценка защитной эффективности
4.5 Производственные испытания экспериментальных образцов
4.6 Выводы.
5 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СЪЕМНОГО УТЕПЛЕННОГО ВОРОТНИКА С АКТИВНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЕЙ
5.1 Исходные данные, разработка конструкции и выбор материалов.
5.2 Расчет параметров, обеспечивающих в зоне дыхания комфортные условия
5.3 Разработка технологии изг отовления съемного утепленного воротника
5.4 Исследование защитной эффективности СУВАТ в натурных условиях.
5.5 Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Такие маски, оставляют не защищенными области щек и шеи пользователя, что приводит к их обморожению, а система подогрева и подачи вдыхаемого воздуха, выступая перед лицом человека, мешает работе. При этом в таких конструкциях имеется ‘‘смотровое окно” из стекла и клапанная система подачи и выведения воздуха из подмасочного пространства либо с вмонтированными нагревательными элементами, либо с автономными источниками (приложение 1, № - ). Такие конструкции шлем-масок громоздки, сложны в изготовлении и значительно ограничивают поле зрения работающего. В СИЗОД от холода с активной теплоизоляцией для подофева вдыхаемого воздуха используются различные источники тепловой энергии. Наиболее распространенными являются электрические нагреватели, которые бывают автономными и не автономными. В автономных электрических нафевателях питание осуществляется в основном от электрохимических аккумуляторных батарей. Применение серебряно-цинковых аккумуляторов, имеющих наименьший вес, практически невозможно из-за их дороговизны, трудностей в приобретении и малого числа циклов зарядки-разрядки, а остальные марки аккумуляторов создают значительный дополнительный вес (в среднем 7 кг на I час работы) к теплозащитной одежде. Л в неавтономных электрических нагревателях применение соединительного кабеля для подвода электроэнергии затрудняет передвижение работающего, а низкие температуры вызываю« его ломкость. Все эти недостатки делают использование электрического подогрева в СИЗОД от холода с активной теплоизоляцией малопригодными. Существуют химические источники тепловой энергии, газы в атомарном состоянии, выделяющие большое количество тепла при соединении атомов в молекулы, перекись водорода и гидрозин, разлагающиеся под действием катализаторов или при повышении температуры с выделением тепла, и другие. Использование их для подогрева вдыхаемого воздуха в СИЗОД значительно усложняет конструкцию, требует дополнительных объемов, специальных компонентов и емкостей, что в конечном итоге значительно увеличивает вес всего изделия. Из-за перечисленных недостатков такие источники тепловой энергии не нашли широкого применения в СИЗОД от холода. Наиболее экономичным и эффективным способом подогрева вдыхаемого воздуха является применение тепловой энергии горения этилового спирта или газа пропан-бутан. Кроме этого, спирт является наиболее экологически чистым топливом для систем контактирующих с организмом человека. Тепловая энергия горения этилового спирта обеспечивает непрерывную работу без подзарядки в течение 2,5 часов в автономном источнике подогрева вдыхаемого воздуха, разработанном в КТИЛП [], а тепловая энергия горения газа пропан-бутан - в течение 6 часов в блоке подогрева «Сахара» [], которые при температуре наружного воздуха до - 'С натревают вдыхаемый воздух до ( ± 2)*С. Масса автономного источника подогрева равна 2,0 кг, а блока подогрева «Сахара» - 2,5 кг. Принципиальные схемы автономного источника подогрева вдыхаемого воздуха, разработанного в КТИЛП и блока подогрева “Сахара” приведены на рисунке 1. Общими недостатками СИЗОД от холода с активной теплоизоляцией являются сложность конструкции, не автономность, а автономные имеют значительный вес, запотевают или обмерзают, многие вызывают сопротивление дыханию, создают дополнительное «мертвое» пространство, ограничивают поле зрения и ведение переговоров, что делает их крайне неудобными в эксплуатации. К этим неблагоприятным факторам добавляется психофизиолог ический дискомфорг, в некоторых случаях превосходящий все физиологические воздействия. Таким образом, существующие в настоящее время традиционные СИЗОД от холода с активной теплоизоляцией не обладают достаточными защитными свойствами и не соответствуют комплексу предъявляемых требований. Анализ проведенных патентных исследований СИЗОД от опасных и вредных веществ, содержащихся в воздухе рабочей зоны, в частности от пыли показал, что для защиты органов дыхания от ныли применяется способ, основанный на подаче очищенного воздуха в зону дыхания и образовании воздушной завесы вокруг лица. Рисунок 1.