LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

заснована на аналогії електричних ланцюгів і процесів переносу, що аналізуються.

Еквівалентний електричний ланцюг, умовна схема якого наводиться в роботі, представляє собою RC–контур із джерелом електродвижучої сили eq, що забезпечує певну різницю електричного потенціалу Deq (26) на клемах:

, (29)

Вводячи характерний параметр часу tq

, (30)

можна представити з його допомогою рішення диференціального рівняння першого порядку (29) для процесів зарядки (31) і розрядки (32) ємності у часі:

, (31)

, (32)

де позначення q0 відповідає досягненню максимально можливого для даної ємності С заряду (у межах t0) при заданій величині електродвижучої сили eq:

, (33)

Використовувана в роботі аналогія узагальнених координат Е (внутрішньої енергії), М (маси), з одного боку, і заряду q, з іншого боку, дозволяє ввести поняття "теплодвижучої сили" Е як різниці температур (T0–T2) і "вологодвижучої сили" М, як різниці парціальних тисків (Р01 – РВ). Строго говорячи, розглядати Е , М у якості постійних параметрів, подібних eq із (29) можна тільки в стаціонарному режимі. Водночас, знаючи конкретну залежність від часу t граничних умов задачі: Е(t),М(t), можна проінтегрувати відповідне неоднорідне диференціальне рівняння (29) при заданих значеннях опорів і ємностей (термічних і вологостних). Іншими словами, розроблена динамічна модель дає, у принципі, можливість досліджувати не тільки стаціонарні, але і нестаціонарні умови експлуатації бар'єрного одягу.

Очевидно, що в запропонованому в роботі загальному еквівалентному електричному ланцюзі враховується наявність термічних і вологостних опорів шарів тканини (l1, l2) і повітряних прошарків (l01, l12). У рівнянні теплового балансу, записаному у виді (29), це відповідає урахуванню не повної ізотермічності шарів одягу, а в рівнянні балансу маси – не повної ізобаричності повітряних прошарків. За аналогією з (30), у роботі отримані вирази для характерних часових параметрів процесів тепломасообміну в двошарових пакетах бар'єрного одягу:

, (34)

, (35)

де поряд із питомою ізобарною теплоємністю повітряних прошарків СР [Дж/(кгК)] введена ізотермічна стискальність шарів тканини: КТ=(1/)/(∂с/∂Р)Т [м2/Н], що характеризує реакцію термодинамічної системи (пакету бар'єрного одягу) на зміну зовнішніх умов. Наведені вирази (34, 35) забезпечують конкретний рецепт для розрахунку часових параметрів М, E із їхнім наступним використанням у рівняннях виду (31, 32), що описують, відповідно, процеси накопичення тепла і вологи в пакеті бар'єрного одягу, й обернені процеси охолодження і сушіння даних пакетів. Тим самим, запропонована модель надає можливість визначення і прямого впливу на чинники, що визначають рівень комфортності при експлуатації бар'єрного одягу. У цьому складається істотна відмінність результатів даної роботи від часто використовуваних у літературі формул виду (31, 32), призначених для опису експериментальних даних по масообміну:

, (36)

, (37)

де параметр М, проте, розглядається, як підгінна постійна. Важливою особливістю виразів (34, 35), що відрізняє їх від більш простих, але менше точних формул (27, 28) є те, що вони включають властивості і шарів тканини (l1, l2), і повітряних прошарків (l01, l12), одночасно. Така структура виразів (34, 35) дозволяє сподіватися на фізично адекватний опис із їх допомогою реальної кореляції процесів обміну теплом і вологою в пакетах бар'єрного одягу. Крім того, запропонована динамічна модель є цілком узгодженою термодинамічно, а її результати (31,32,34,35) достатньо прості і можуть з успіхом використовуватися при виборі матеріалів у пакети різних типів бар'єрного одягу.

У п'ятому розділі на основі експериментальних даних, а також аналітичних виразів, запропонованих у попередніх розділах роботи, були отримані необхідні характеристики для використання динамічної (нестаціонарноі) моделі вологопровідності. Особлива увага була приділена вивченню найбільше близького до поверхні тіла людини шару l1, властивості якого безпосередньо впливають на параметри мікрокліматичного повітряного прошарку l01 і, фактично, визначають рівень відчуття комфортності при експлуатації пакету бар'єрного одягу для чистих приміщень.

У таблиці 1 приведені найбільш перспективні варіанти вибору матеріалів для білизняного шару l1. Детальна методика експериментального визначення величин наведена в роботі. Поверхнева густина Ms, [г/м2], товщина l1 [мм] і густина r1 [кг/м3] повітряно–сухих зразків матеріалів білизняного шару l1 визначалися за стандартною методикою; М0 – різниця в масі зволожених і сухих зразків, віднесена до 1 дм2 ; Umax, % – максимальне вологопоглинання: Umax, = М0/М1, де М1 – маса сухого зразка. На основі визначених даних була розрахована так звана "відкрита пористість" mвід., досліджуваних трикотажних полотен, які використовуються для виготовлення білизняного шару l1 в бар'єрному одязі:

=, (38)

Таблиця 1

Характеристики будови та властивостей трикотажних полотен для білизняного шару бар'єрного одягу

Назва

матеріалу



мм

кг/м3


М0


[г]

Umax


%

mвід


%

mвід


розр

m,


%

ll1


мм

n

dmax


мм

d,


мм

dmin


мм

K, м2


1.Alergo


1,37

108,0

3,44

232

25,1

25,1

34,5

3,01

4

0,373

0,343

0,3130

1,091x 10-9


2.Alerta


1,03

155,5

2,03

131

19,7

19,7

23,3

1,24

5

0,223

0,206

0,1892

3,056х 10-10


3.Anita


0,97

152,6

1,88

130

19,4

19,8

22,9

1,21

5

0,210

0,194

0,1782

2,668х