Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Трикотажные


Технологии/Трикотажные/Эффективный коэффициент теплопроводности трикотажа

Эффективный коэффициент теплопроводности трикотажа

13 января 2003
Технический текстиль №5, 2003

Баранов Андрей Юрьевич
Харламова Ольга Николаевна

Для проектирования трикотажных изделий, которые должны обеспечивать необходимую температуру в пододежном пространстве при известных внешних условиях, следует учитывать эффективную теплопроводность структуры. В настоящий момент разработан ряд методик для определения теплопроводности текстильных материалов.
  
Одна из них позволяет рассчитывать эффективную теплопроводность трикотажной структуры в зависимости от выбранного сырья и технологических характеристик: петельного шага, высоты петельного ряда, коэффициента соотношения плотностей и длины нити в петле.

Зная эффективную теплопроводность того или иного переплетения с конкретными характеристиками из конкретного вида пряжи, можно подобрать толщину трикотажного полотна, которая обеспечит необходимый тепловой баланс, что, в свою очередь, позволяет решать задачи оптимизации материалоемкости трикотажных изделий с учетом их теплозащитных свойств.

Представим модель теплового процесса в системе человек - материал - окружающая  среда (см. рисунок).
Аналитическое решение системы для установившегося режима имеет вид (1):

ТK = TB + q · (h/λ + 1/αB),     (1)

где  Тк - температура кожи человека ºС • Тв - температура воздуха, ºС • q  -  тепловой поток от кожи человека, Вт/м2 • h  -  толщина материала, м • λ -  эффективный коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м.К) • α- коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха, для V= 0,2...5,0 м/с (2):

αB = 11,2 • √VB ,    (2)
где V- скорость движения воздуха.

Представим величину h/λ как функцию (3a, 3b):

h/λ = ⌠(TB · х)     (3a)

h/λ = (TK – TB) / q – 1/ αB     (3b)

где х - величина, включающая в себя значения q, aи Тк, принятые постоянными • Тк =320С из условий комфортности • q=50 Вт/м2; Vв=1 м/с. 

Следовательноиз формулы (2) a11,2.

Найдем такое значение ТВ*, при котором толщина трикотажа будет равна  нулю, следовательно, величина h/λ также приравнивается к нулю (4, 5):

(TK – TB *) / q – 1/ αB = 0     (4)

(32- TB *) / 50 – 1 / 11,2 = 0    (5)

ТВ= 27,55ºС, примем ТВ= 27ºС.

Изменяя ТB от 15 до 27ºС, найдем соответствующие ей значения h/λ. Результаты сведены в табл. 1.

Используя значения из табл. 1 и задаваясь значениями коэффициента теплопроводности, найдем значения толщины материала в зависимости от температуры воздуха. 

Как видно из табл. 2, при ТВ = 20...22ºС и толщине до 4 мм или при ТВ = 20...25ºС и толщине 1 мм для обеспечения необходимой температуры в пододежном пространстве трикотаж должен обладать теплопроводностью меньшей теплопроводности воздуха, что в принципе невозможно.

Реальные значения эффективной теплопроводности трикотажа лежат выше значения 0,04 Вт/(мК). Например, при толщине трикотажа 1 мм можно достичь заданного баланса при внешней температуре большей 26ºС.

Таким образом, представляется возможным с достаточной степенью вероятности подобрать толщину и эффективную теплопроводность проектируемой структуры трикотажа, которая обеспечит необходимые теплозащитные свойства при заданных условиях эксплуатации.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ