LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка теплозахисного спецодягу з локальною вентиляцією

конструкції А. Ф. Бегункової з вже обраними межами та інтервалами варіювання відстані між центрами еластичних вкладишів (Х1).

Результати експериментів відображено на рис. 3.

З діаграми видно, що найменший гідродинамічний опір під навантаженням має смуга теплоізолюючого полотна з відстанню (Х1) між центрами вкладишів, що дорівнює 0,02 м. Внаслідок того, що вкладиші мають шахове розташування таким чином, що суміжні умовно знаходяться в вершинах ромбу, то відстань Х2 буде дорівнювати половині відстані Х1 (рис. 1).

Враховуючи розроблені у першому розділі вимоги до одягу, який вентилюється, з використанням теплоізолюючого полотна, як повітропровідної системи, на базі конструкції куртки з утеплювачем для військовослужбовців (ГОСТ 24913 – 81) розроблено конструкцію жилету. Жилет (рис. 4) має закриту застібку на текстильну стрічку, розташовану зі зміщенням на ліву пілочку, таким чином, щоб центральна застібка верхнього одягу не знаходилась на лінії застібки жилету. Підвідний патрубок знаходиться вище лінії талії на 0,1 – 0,15 м, але нижче лінії грудей не менш ніж на 0,05 м. Патрубок вільноз'єднується з жилетом за допомогою отвору, який розташовано на лівому борту.

Отвори для виведення повітря в підодяговий простір розташовані на внутрішньому боці жилету. Загальна кількість вивідних отворів дорівнює чотирьом, а місцями їх розташування є нижня частина пройм, спинка в області

лопаток, права пілочка в області грудної клітини. Отвори накриваються кришками спеціальної конструкції з метою запобігання їх перекривання при повній прилеглості до тіла людини.

Четвертий розділ присвячено теоретичним дослідженням складного руху повітря в повітропровідному шарі жилета та процесу тепло – і вологообміну в системі "людина – спецодяг, що вентилюється – середовище". Дослідження було проведено для обґрунтування вибору режимів локального вентилювання підодягового простору та встановлення взаємозв'язків між ними.

Жилет, що вентилюється, одягнений на людину, є складною гідродинамічною системою з великою кількістю ділянок, які утворюють опір потоку повітря (рис. 5).

Повний гідродинамічний опір системи "жилет" визначається за формулою:

рп = рт + р1 + р2 + р3 + р4 + р5 +р6 + р7 + р8 + nр9, (1)

де рт – опір тертя по всій довжині руху потоку;

р1 – місцевий опір на ділянці різкого розширення живого перерізу потоку повітря;

р2 – місцевий опір на ділянці часткового витікання повітря в підодяговий простір;

р3 – місцеві опори різкого звуження живого перерізу потоку та часткового витікання;

р4 - місцевий опір на ділянці різкого розширення живого перерізу потоку повітря;

р5 - місцевий опір на ділянці часткового витікання повітря в підодяговий простір;

р6 - місцеві опори різкого звуження живого перерізу потоку та часткового витікання;

р7 - місцевий опір на ділянці різкого розширення живого перерізу потоку повітря;

р8 – місцевий опір при обтіканні потоком повітря еластичного вкладиша;

n – кількість еластичних вкладишів.

Повний гідродинамічний опір будь – якої вентиляційної системи безпосередньо впливає на енергоємність, так як потужністю нагнітача знаходиться у прямо пропорційній залежності від такого опору.

Зменшення енерговитрат на вентилювання підодягового простору пропонується проводити за рахунок зменшення повного гідродинамічного опору системи "жилет".

Запропоновано вирішити цю задачу шляхом утворення в повітропровідному шарі жилета каналу шляхом перекриття відгалужень, які утворюють зайві гідродинамічні опори (рис. 5).

Створення повітропровідного каналу дозволило зменшити кількість ділянок і не враховувати їх при визначені загального гідродинамічного опору системи, а саме: р4 – розширення в області спинки жилету; р7 – розширення в області правої пілочки, а також зменшення кількості еластичних вкладишів n на шляху руху повітря. Таким чином повний гідродинамічний опір системи жилета з виділеним повітропровідним каналом ( в подальшому буде називатися "жилет – к") буде мати вигляд:

рп = рт + р1 + р2 + р3 + р5 +р6 + р8 + nр9, (2)

Відомо, що при наявності в повітропроводі декількох місцевих опорів, повний гідродинамічний опір дорівнює їх сумі, при цьому відстань між ділянками опорів повинна бути не менш ніж 40 – 60 еквівалентних діаметрів.

Теоретично розрахувати повний гідродинамічний опір системи "жилет - к" не можна, тому що ділянки опорів мають малі відстані між собою, а розташування по всьому шляху повітропроводу еластичних вкладишів не дозволяє осередненим місцевим швидкостям потоку стабілізуватися після чергового опору до наступного. Тому визначення повного гідродинамічного опору цієї системи проводилось експериментально, при цьому факторами обрано об'ємну витрату повітря V та кількість еластичних вкладишів n, яка залежить від розміру жилету.

Для обґрунтування вибору режимів локального вентилювання було розглянуто існуючі методи розрахунку теплозахисних властивостей одягу з пасивним та активним теплозахистом.

В основі розрахунку теплозахисних властивостей одягу покладено закон теплопровідності крізь багатошарову стінку. При активному конвекційному теплозахисті розраховують кількість необхідного тепла, яке поступає в підодяговий простір, через об'ємну витрату повітря та температуру на вході та виході.

Розроблений у роботі "жилет – к" містить в собі одночасно два способи теплозахисту: конвекційний – в зоні повітропроводу та вихідних отворах та пасивний – в усіх інших зонах жилету (рис. 6).

Робоче повітря виконує дві функції: в зоні інтенсивного потовиділення – сушіння; в усіх інших зонах – конвекційний теплозахист. Зрозуміло, що після зон сушіння, куди безпосередньо підводиться повітря, воно потрапляє в підодяговий простір після чого через нещільності між одягом і тілом виходить в навколишнє середовище. В підодяговому просторі робоче повітря розподіляється нерівномірно, тому що на різних ділянках поверхні тіла в процесі руху одяг має різний ступінь прилягання. З метою спрощення аналітичного розгляду процесу тепло – та вологообміну прийнято допущення щодо рівномірного розподілу робочого повітря в підодяговому просторі по всій поверхні тулубу людини.

Зміна тепловмісту робочого повітря в зоні сушіння визначалась з рівняння теплового балансу:

Q1 = Q2 + Qm , (3)

де Q1 – кількість тепла, яке потрапляє з робочим повітрям в локальні зони підодягового простору;

Q2 – кількість тепла, яке має робоче повітря після сушіння в локальних зонах;

Qm – кількість тепла, яке витрачає робоче повітря в процесі сушіння зволожених локальних зон підодягового простору.

Кількість тепла Q1 визначалась за формулою:

Q1 = C V γ (To – T1), (4)

де С – питома теплоємність робочого повітря, Дж/ (кг К);

V – витрата робочого повітря, м3/с;