LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка спеціального термозахисного одягу для ведення аварійно-рятувальних робіт

спаю відносно Тк не перевищувала значення DТ (0.05...0.1) Тк


Рис. 5. Градуйована характеристика термометра

В результаті калібровки пристрою отримують цифрові коди термоЕРС термопари Е1/, Е2/, Е3/, значення яких заносять в пам'ять мікропроцесорного контролера. Параметри калібровки Dt, Тк і І0 заносять в пам'ять мікропроцесорного контролера на початку експлуатації пристрою.

Результат вимірювання температури Тх пристроєм буде мати адитивну і мультиплікативну складові сумарної похибки, а також похибку нелінійності перетворювальної характеристики термопари.

При нелінійній характеристиці термопари складові похибки поблизу робочої точки, яка визначається температурою Тх, можна врахувати шляхом

зміщення апроксимуючої дотичної (адитивна похибка) та її поворотом (мультиплікативна похибка) відносно вихідної дотичної, проведеної в точці Тх до початкової градуювальної характеристики.

Результат вимірювання контрольованої температури Тх:

, (12)

де - відносна мультиплікативна похибка; - абсолютна адитивна похибка; - коефіцієнт Зеєбека вільних кінців термопари при температурі Т0.

Після охолодження робочого спаю термопари на протязі часу Dt вимірюють термоЕРС:

, (13)

де g2 і d2 - значення похибок при охолодженні робочого спаю термопари.

Цифровий код Е2// заносять у пам'ять мікропроцесорного контролера. Після зміни направлення струму І0 через робочий спай і нагрівання його на протязі того самого часу Dt, вимірюють термоЕРС:

, (14)

де g3 і d3 - значення похибок при нагріванні робочого спаю. Цифровий код Е3// заносять у пам'ять мікропроцесорного контролера.

Вимірювана температура Тх:

. (15)

Встановлено, що на результат вимірювання температури Тх (15) не впливають значення коефіцієнтів Зеєбека і Пельтьє, адитивна d і мультиплікативна g складові похибки вимірювання Тх, а також ступінь нелінійності градуювальної характеристики термопари.

Запропоноване введення структурно-годинної надлишковості для визначення похибки вимірювання дало змогу встановити залежність температури робочого спаю термопари у часі від струму спаю різної полярності. Це задовольняє вимогам проведення досліджень теплофізичних характеристик пакетів матеріалів термозахисного спецодягу. Новизна рішення підтверджена патентом України на винахід.

Третій розділ присвячений експериментальним дослідженням елементів спецодягу.

Розроблено класифікацію композиційних матеріалів для виготовлення спеціального термозахисного одягу за способом створенням та складом сировини (рис. 6).

Визначення значущих показників призначення, надійності, ергономічності та безпечності термозахисного спецодягу проведено за стандартними методиками, зокрема при визначенні поверхневої щільності і зміни лінійних розмірів застосовано металеву лінійку ВЛКТ-500 згідно з відомою методикою ГОСТ 3811-72 (ИСО 3932-76, ИСО 3933-76, ИСО 3801-77) Материалы текстильные. Ткани, нетканые полотна и штучные изделия. Методы определения линейных размеров, линейной и поверхностной плотностей.

Рис. 6. Класифікація композиційних матеріалів

На підставі вивчення умов праці аварійно-рятувальних підрозділів та аналізу методів оцінки термостійкості текстильних матеріалів розроблено методику та оригінальний прилад для вимірювання теплофізичних характеристик пакетів спецодягу.

Методика експерименту передбачає визначення часу безпечної роботи людини в спецодязі при безперервному знаходженні її в зоні впливу високої температури. На рис. 7 наведено функціональну схему установки, на рис. 8 загальний вид установки.

Тепловий вплив передається на дослідницький зразок за допомогою комбінованого конвективного та променистого теплообміну. Рівномірність температурного поля у межах від +100С вище кімнатної до 2000С забезпечує вентилятор з ручним керуванням від електродвигуна (рис. 7).

Температура повітря в термошафі контролюється термометром 2.

При доведенні температури в камері до нормативної відкривають двері камери і встановлюють у центрі термошафи зразок, закріплюючи його за допомогою утримувача. Час установки зразка не більше 60 с, після чого закривають двері і з цього моменту починається відлік часу.

По досягненню критичного часу (проміжку часу, протягом якого середньозважена температура поверхні шкіри рятувальника досягає гранично-припустимого часу – (420С10С) відкривають двері та знімають зразок.


Рис. 7. Функціональна схема установки для визначення теплофізичних характеристик пакетів матеріалів 1 - термошафа;

2 – рідинний лабораторний термостат СЖМЛ–19/2.5–ИТ;

3 – багатоканальний потенціометр КСП 4–008–УХЛ 4.2;

ТЕ 4.1, ТЕ 7.1, TI 2, TI 6 - термометри;

TCA 4.2, TCA 7.2 – терморегулятори;

M 3.2, M 5.2 – електродвигуни;

7.5, 4.3 – електронагрівачі;

5.3, 5.4 - гідравлічний насос з ручним керуванням HS 5.1;

TE 1.1 – TE 1.7 – термопари.


Для орієнтації зразка відносно джерела теплового впливу та створення певних умов контактування використовується циліндр з листової міді завтовшки 1 мм, який розташований в отворі дверцят.

Необхідний температурний режим у камері під час експерименту забезпечує терморегулятор.

Нагрівання поверхні циліндра до „комфортної" температури (3410С) забезпечує вода постійної температури, що циркулює по трубкам з внутрішнім діаметром 4 мм всередині циліндра. Створення умов постійної температури необхідного рівня реалізується за допомогою термостату 2, який автоматично підтримує температуру в циліндрі з точністю 0,02 0С. Циркуляція робочої рідини та її нагрівання здійснюється за допомогою гідравлічного насосу, електронагрівача та регулятора температури відповідно. Температура води в термостаті контролюється відкаліброваним ртутним термометром.


Рис. 8.Вид установки загальний (а) та випробувальної камери (б)

Вимірювання та реєстрація вихідних даних здійснюється за допомогою багатоканального потенціометру 3, сигнали на який подаються від семи термопар типу ХК та SbCd з діаметром робочого спаю не більше 1,5 мм. За результатами повірки термопари ТХК (L) визнано такими, що відповідають вимогам нормативних документів та дозволяються до застосування.

Розміщення термоелектричних перетворювачів являє собою послідовне пошарове закладання термопар при формуванні пакета матеріалів, що випробовуються. Термопара 1.5 із сплаву SbCd фіксує гранично-припустиму температуру підодягового простору пакета (420С) і є контрольною для визначення часу тривалості експерименту.

При визначенні раціонального пакету матеріалів використано принцип варіювання комбінацій окремих шарів пакету