LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


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

ламінарних потоків:

, (19)

В роботі показано, що знайдене значення: л0=0,410-2 [м2с/кг] є найбільше ймовірним і близьким до середнього значення: = 0,4410-2 [м2с/кг], визначеного для всього масиву з 112 експериментальних точок. Проведений аналіз дозволив установити межу, що відокремлює область стійко – ламінарного протікання при значеннях швидкості фільтрації: uф 18,510-2 м /с від області: uф ≥ 18,510-2 м /с, де можлива турбулізація потоку. Звідси, знайдена оцінка критичного числа Рейнольдса складає: Rec " 12.

Проведення випробувань по визначенню повітропроникності багатошарових пакетів за допомогою стандартних приладів ВПТМ-2, ATL-2, FF-12 представляє собою достатньо трудомісткий процес, який потребує ретельного контролю умов досліду і методики вимірів. Практичний інтерес має перевірка надійності формули, що використовується для прогнозування повітропроникності пакетів матеріалів із різним числом шарів n:

, (20)

яка для однорідних пакетів має вид:

, (21)

де uф1 характеризує кожний із шарів матеріалу. Аналіз придатності формули (21) до обговорюваних вище даних по однорідним пакетам із тканини Avila показав, що відхилення розрахунку від експерименту носять систематичний характер і досягають в окремих випадках 40-50%, при тому, що вихідні дані для одношарового матеріалу uф1 (n=1) були визначені з високою точністю. Звідси, розходження розрахунку й експерименту тут носять принциповий характер і однозначно вказують на неадекватність фізичної моделі, яка призводить до (21) при описанні однорідних пакетів.

Навпроти, отримані в роботі дані по різнорідних пакетах, що складаються з декількох шарів, які значно розрізняються за показниками повітропроникності, добре описуються формулою (20). Важливою умовою була хороша точність при визначенні uф для верхнього шару, що досягалося особливою методикою експерименту для обраних тканин верху (Avila, Vektron, Aralka), яка дозволяє оцінити можливу неоднорідність розподілу повітропроникності по площі тканини. Наступним етапом вивчення можливостей формули (20) при описанні різнорідних пакетів було вивчення великого числа комбінацій різноманітних білизняних (нижніх) шарів l1 c різним матеріалом верха l2 у двошарових пакетах (2). У якості білизняних матеріалів використовувалися 11 видів трикотажних полотен різного сировинного складу і різної структури, які використовуються для виготовлення комплектів бар'єрного одягу для чистих приміщень. Полотна розрізнялися також за значеннями швидкості фільтрації повітря uф1, яка варіювалася від uф1@41см/с для трикотажу PP/PA-с2, до uф1@700см/с для RM. Вибір тканини верха відбувався за принципом умови: uф1 > uф2, і в міру зростання uф2 досліджувалися: Vektron (uф2 = 1,2 см/с), Optex (uф2 = 15 см/с), Torey-3 (uф2 = 20 см/с), Astra (uф2 = 27 см/с), Arnika (uф2 = 28 см/с), Torey-5 (uф2 = 35 см/с); перепад тиску при дослідженнях складав DР = 200 Па.

Аналіз даних таблиць, приведених у роботі, дозволяє дійти до висновку про адекватність формули (20) для різнорідних двошарових пакетів. Їхня особливість складається в різкій відмінності у повітропроводності шарів, що призводить до досить слабкого впливу нижнього шару на загальну величину повітропроводності пакета.

Цей же висновок було зроблено в результаті вивчення (при DР =200 Па) повітропроводності трьохшарових різнорідних пакетів матеріалів бар'єрного одягу, причому в якості верхнього шару послідовно використовувалися: Santоrin (uф3=20 см/с); Avila (uф3=48,5 см/с), Astra (uф3=27 см/с); Pike (uф3=95 см/с). В якості проміжного шару uф2 у всіх пакетах обиралися матеріали з повітропровідністю, що перевищує відповідне значення uф3: RM (" 250 см/с), Spolet (" 650 см/с), Interlock (" 250 см/с), ТО-4 (" 200 см/с), РРс.5 (" 63 см/с), РР/Рас.2. (" 41 см/с). Тим самим умова, що забезпечує більш надійне описання різнорідних пакетів, у порівнянні з однорідними, зберігалася. Проведений порівняльний аналіз отриманих експериментальних і розрахункових даних дає підставу стверджувати, що, коли замість задачі апроксимації дослідних даних ставиться задача прогнозу повітропроводності дво- або трьохшарових різнорідних пакетів, виходячи тільки з заданого значення: uф2 або uф3, відповідно, то точність може різко погіршитися. По наших оцінках, похибки прогнозу досягають, у цьому випадку, 15-20%, що перевищує в 1,5 – 2 рази максимальний розкид даних експерименту. Іншим чинником, який примушує із певною обережністю ставитися до використання формули (20) для прогнозу, є її непридатність (у виді співвідношення (21)) для описання однорідних пакетів, що обговорювалося вище.

Підводячи результат приведених дослідних даних, можна стверджувати, що поширена думка про можливість заміни трудомісткого експерименту з пакетами розрахунком по формулах (20) і, особливо (21), є недостатньо точною. Задачами значної практичної важливості варто вважати розвиток більш гнучких теоретичних моделей, які враховують не тільки властивості шарів, але і наявність буферних повітряних зон між ними, і розробку стратегії планування експерименту по пакетах, яка дозволяє з найменшими витратами одержувати результати, близькими до оптимальних;

У четвертому розділі розроблена нова модель переносу вологого повітря через двошарові різнорідні пакети текстильних матеріалів у неізотермічних умовах. Рішення подібних задач повинно базуватися на законах термодинаміки і системі фундаментальних рівнянь балансу. Для електрично–нейтрального середовища до них відносяться рівняння балансу маси, імпульсу, внутрішньої енергії й ентропії. Ряд умов, які відповідають функціональній діяльності людини в бар'єрному одязі, мають вважатися відомими.

З урахуванням сказаного, у роботі використовувалася вихідна система диференціальних рівнянь балансу для щільності маси  щільності імпульсу u, а також щільностей теплових перемінних – внутрішньої енергії  = се (де е – питома внутрішня енергія) і ентропії у =с s (де s – питома ентропія). Дані визначення підкреслюють особливу роль щільності с при моделюванні властивостей квазісуцільного середовища. Використаний термін нагадує про те, що пориста матриця тканини і паро-рідинні компоненти вологого повітря, що заповнюють її, не є суцільним середовищем у розумінні безперервної зміни їхніх властивостей у залежності від координат . Коректна заміна такої структури ефективними характеристиками квазісуцільного середовища, як відомо, являє собою складну задачу. Поняття заповнення по масі (виражене у відсотках відношення щільності тканини до щільності текстильного матеріалу, із якого вона виготовлена), яке використовується в текстильному матеріалознавстві, навряд чи можна вважати вичерпним. Очевидно, для описання розходжень у структурах тканин більш раціонально скористатися поняттям фрактальної (масштабної) розмірності Д, яке використовуються при аналізі