LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Наукові основи визначення властивостей пакетів бар'єрного одягу з урахуванням особливостей експлуатації

критеріїв визначення властивостей пакетів матеріалів, в яких кожен шар спеціалізовано за своїми функціями, для забезпечення необхідних функціональних вимог та комфортності бар'єрного одягу.

Для досягнення поставленої мети було визначено і вирішено такі задачі:

  • розроблена для текстильних матеріалів та пакетів на їх основі модель порової структури для процесів ізотермічної фільтрації флюїду (газу, паро – рідинної та краплинно – рідинної вологи), отримано співвідношення для розрахунку значень ефективного поперечного розміру наскрізних пор та максимального значення проникності;

  • експериментально досліджено динаміку проходження повітря через одношарові і багатошарові текстильні матеріали; з'ясовано вплив швидкості проходження повітря на проникність однорідних і різнорідних пакетів бар'єрного одягу; встановлено адекватність результатів експерименту з даними, отриманими за допомогою моделі ізотермічної фільтрації повітря;

  • побудована модель проходження вологого повітря через двошарові текстильні матеріали в неізотермічних умовах з використанням системи рівнянь балансу нерівноважної термодинаміки, електромеханічної аналогії, фрактальної розмірності пористого середовища. Визначені характерні часові параметри для переносу вологого повітря і тепла в запропонованій неізотермічній моделі;

  • сформульовано системний підхід для обгрунтування вибору та визначення перспективності пакетів матеріалів, які забезпечують оптимальне сполучення бар'єрної функції й умов комфортності при експлуатації бар'єрного одягу, вироблені рекомендації з найбільш перспективних пакетів;

  • проведено в лабораторних умовах і на діючому виробництві фізіолого–гігієнічну оцінку комплектів бар'єрного одягу, які відрізняються за складом пакетів, досліджено вплив накопичення вологи у матеріалах пакету на гігієнічні властивості, запропоновані альтернативні методи визначення комфортності бар'єрного одягу;

  • проведено класифікацію факторів, які впливають на комфортність бар'єрного одягу, на основі якої розроблено загальні принципи конфекціювання матеріалів у пакети бар'єрного одягу для чистих приміщень.

Об'єктом дослідження є пакети матеріалів, кожен з яких виконує певні функції і має відповідні властивості, для бар'єрного одягу чистих приміщень.

Предметом дослідження є наукові основи визначення властивостей пакетів бар'єрного одягу з урахуванням особливостей експлуатації.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження базуються на основних положеннях теорії тепломасоперенесення, теорії математичного моделювання нерівноважних процесів, теорії фільтрації газу і рідин через пористі середовища, а також на основних положеннях матеріалознавства швейних виробів та конфекціювання матеріалів. Експериментальні дослідження впливу складу пакетів бар'єрного одягу на їх властивості проводилися в лабораторних умовах і на реальних виробництвах.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному:

  • розроблена динамічна модель ізотермічної фільтрації повітря малої вологості через багатошарові пористі структури, в рамках якої запропоновано метод оцінки діапазону значень мінімального, максимального і найбільш ймовірного розмірів пор; розвинена геометрична модель системи плоско – паралельних шарів з різними варіантами взаємного розташування ефективних кубічних пор;

  • теоретично обгрунтована та експериментально підтверджена можливість реалізації в багатошарових пористих середовищах перехідного режиму протікання повітря від ламінарного до турбулентного; введені квазілінійні узагальнення закону Дарсі, що включають залежність провідності від швидкості фільтрації повітря в пакетах бар'єрного одягу; вперше для багатошарових пакетів текстильних матеріалів знайдено критичне значення числа Рейнольдса: Rec≈12, оцінено вплив вологості матеріалів на повітропроникність пакетів бар'єрного одягу;

  • вперше для пакетів текстильних матеріалів бар'єрного одягу розроблена термодинамічно узгоджена модель неізотермічного переносу вологого повітря і вологи, в якій використовується припущення про послідовну зміну двох основних типів тепломасообміну в повітряних прошарках (градієнт температури при постійній відносній вологості) і шарах матеріалів (градієнт відносної вологості при постійній температурі), відповідно;

  • вперше для пакетів бар'єрного одягу, з використанням електромеханічної аналогії, одержані співвідношення для характерних часових параметрів, які описують щільності потоків тепла і маси; знайдена залежність зазначених параметрів від ізобарної теплоємності повітряних прошарків та ізотермічної стискальності шарів тканини;

  • розроблена схема проведення експериментальних досліджень, яка дозволяє на основі динамічної моделі вологопровідности оцінити основні параметри структури окремих шарів і пакета у цілому;

  • введено поняття повної пористості, яке доповнює терміни загальної і відкритої пористостей шляхом урахування максимально можливої кількості вологи, яка утримується усередині ниток і волокон; вперше запропоновано метод використання фрактальної розмірності для характеристики текстильного матеріалу і встановлено взаємозв'язок цього показника з повною пористістю;

  • визначено стратегію дослідження різних варіантів трьохшарових пакетів бар'єрного одягу, яка базується на запропонованій моделі вологопровідності і дозволяє проводити науково обгрунтований вибір матеріалів;

  • вперше на основі теоретичних та експериментальних досліджень отримані співвідношення, які дозволяють встановити якісно новий тип часової залежності процесів переносу вологого повітря і вологи через багатошарове пористе середовище;

  • розроблено новий спосіб визначення комфортності матеріалів по ступеню пропускання та відбивання власного електромагнітного випромінювання тіла людини;

Новизна отриманих результатів підтверджується 6 патентами на винаходи.

Практичне значення одержаних результатів:

  • запропоновано науково обґрунтований метод вибору матеріалів для пакетів бар'єрного одягу з оптимальним сполученням захисних та гігієнічних властивостей на основі теоретичних узагальнень результатів математичного моделювання та експериментальних досліджень;

  • на основі розробленої схеми експериментальних досліджень визначено характеристики пакетів бар'єрного одягу для чистих приміщень; запропоновано достатню і необхідну кількість експериментальних випробувань і адекватну динамічну модель вологопровідності;

  • розроблено методику розрахунку граничних значень проходження сухого та вологого повітря у пакетах бар'єрного одягу, що дозволяє встановити граничну величину співвідношення цих величин;

  • розроблено методику та проведено фізіолого – гігієнічні та натурні випробування бар'єрного