CC BY
13
PiSEP.
11
1 + 0,03
V V
я J K2 /
(18)
Анализируя полученную формулу, можно отметить что во внешнем слое пряжи состоящей из волокон с близкими свойствами. содержание волокон преобладающего компонента оказывается несколько выше, чем содержание волокон второго компонента.
ВЫВОДЫ:
Разработана модель, позволяющая рассчитывать наиболее вероятное распределение волокон по сечению двухкомпонентной пряжи с учетом различий в их свойствах.
Определены сЬакторы, влияющие на миграцию волокон в процессе кручения.
Установлено, что разработанная модель может быть использована для прогнозирования состава внешнего слоя меланжевой пряжи а также для обоснования выбора компонентов с целью получения стаЬильной структуры двухкомпонентной пояжи.
Список использованных источников
1. Рыклин Д. Б. Производство многокомпонентных пряж и комбинированных нитей: монография / Д. Б Рыкгин А. Г Коган. - Витебск УО «ВГТУ», 2002. -215 с
SUMMARY
The new modei of different fibres migration is developed. This model allows to exDect the most probable fibres distribution on cross-section of a yarn in view of distinctions in bres properties. The factors influencing migration of fibres in twisting are determined. Is estabUhea, that the developed model can be usea for forecasting structure of an external layer of color-Dlended yarn and also tor a substantiation of choice of components for producing two-component yarn with stable structure.
УДК 677.074: (677. 01 7. 56: 536.495)
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕП Л ОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОГНЕТЕРМОСТОЙКОЙ ТКАНИ
С.С. Алахова, В И. Ольшанский, А.И. Ольшанский
В процессе ликвидации чрезвычайных ситуаций или возможных причин их возникновения организм человека необходимо защищать от воздействия теплового потока, обусловленного как лучеиспусканием конвективным теплопереносом среды, так и теплопроводностью материалов одежды. Основным средством защиты человека в экстремапьных ситуациях является спецодеждо!. К такой одежде предъявляются требования, оговоренные в специальной нормативной документации. Обеспечение заданных требований на должном уровне решается путем применения огнетермостойких волскои и нитей и на их основе -огнетермостойких тканей.
С учетом промышленной базы Республики Беларусь на кафедре ПНХВ совместно с НИЦ Витебского областного управления МЧС разработана новая огнетермостойкая техническая ткань. Проведенные исследования полученной ткани показали цостаточно высокие ее физико-механические и геппофизические показатели соответствующие лучшим мировым аналогам.
Одним из основных показателей геплофизических свойств, характеризующим устойчивость материала к воздействию теплового пото<а и высоких температур является коэффициент теплопроводности материала. Для традиционных ранее разработанных материалов значение этого коэффициента приводится в справочных таблицах. Для новых материалов, полуденных из различных видов неоднородных нитей, свойства которых изучены недостаточно, необходимы исследования направленные на определение основных теплофизических характеристик, что позволит проецировать рациональную конструкцию спецодежды.
Для определения коэффициента теплопроводности нового вида огнетеомостойкого материала, рассмотрим процесс прохождения тепла от горячего теплоносителя через материал в окружающую среду. Перенос тепла от источника через разделяющую стенку (материал) представляем собой сложный процесс
Для математического выражения этого процесса воспользуемся двумя основными законами распространения тепла - законом Фурье и законом Ньютона -Рихмана.
Процесс переноса тепла на границе с поверхностью ткани может быть выражен законом Фурье [1]:
где иу
Ю
3(0 = -Я • с!А • §гаЖ ■ Ж
элементарное количество теплоты
(Вт); с1А
площадка, расположенная на изотермическо. поверхности, промежуток времени, (с); ^гаЖ - градиент температуры
(1)
- элементарная
(м 2); Ж -(К/м); Я -
коэффициент теплопроводности, (Вт/мЮ. Минус в правой части показывает* что в направлении теплового потока температура убывает и дгас! 1 является величиной отрицательной
С другой стороны, это же количество тепла можно выразить ураьнением Ньютона - Рихмана [1]
<5(2 = а ■ с1Л- ((ж - tcm)
где 1ж - температура жидкости или газа, (°С); 1ст - температура поверхности
стенки, (°С); О - коэффициент теплоотдачи, (Вт/м"К).
Коэффициент теплоотдачи характеризует интенсивность теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой. Коэффициент теплоотдачи является функцией физических параметров среды характера движения жидкости (газа) формы и размера тела.
Приравнивая уравнение (1) и (2) получим:
(2)
а = -
( /П
№ кдп)
(3)
Дифференциальное уравнение (3) описывает процесс теплообмена на поверхности твердого тела.
Рассмотрим процесс теплопередачи через плоскую стенку. Этот процесс складывается из трех звеньев (рис.1).
Рисунок 1 - Процесс теплопередачи через плоскую стенку
Первое звено - перенос теплоты конвекциеи от горячего теплоносителя с температурой и к стенке с температурой поверхности Гст. Второе звено - перенос теплоты теплопроводностью через стежку от температуры 1'ст к температуре Гст Третье звено - перенос теплоты конвекцией от второй поверхности стенки с температурой Гст к холодному теплоносителю с -"емпеоатурой \2
Количество теплоты, переданное горячим теплоносителем стенке путем конвективного теплообмена, определяется по уравнению Ньютона - Рихмана:
(4)
Тепловой поток переданный теплопроводностью через плоскую стенку, описывается уравнением:
- С» ) (5)
д „
где Лм - коэффициент теплопроводности материала (Вт/мК); бм - толщина материала, (м).
Тепловой поток, переданный от второй поверхности стенки к холодному теплоносителю, определяется как:
О = а 2 А ( / "ст - /2 ) щ
Решая совместно уравнения (4), (5\ (6\ получим, через плотность теплового потока а. следующее уравнение теплопередачи через плоскую стенку:
Я =
1 д.. 1 »
а\ А, аТй
В уравнение(7)величина
1
1 + + 1 " (8) О , (X
называется коэффициентом теплопередачи. Тогда уравнение (7) удобно записать в виде.
= -Г,) (9)
Для оешения различных задач теплопередачи через плоскую стенку в уравнениях свободной конвекции необходимо определить коэффициенты ТХ\ и
Щ 2 по дифференциальному уравнению (3). Коэффициент теплоотдачи СС д общем случае, определяется экспериментально с помощью критерия Нуссельта [1]:
N =- '
" К <10)
где 2 - определяющий размер (высота камеры сушильной установки, диаметр трубы, и г д.) При свободном движении теплового потока, т.е. когда вынужденная конвекция отсутствует, число Нуссельта (1Ми), характеризующее интенсивность теплообмена на границе твердое тело - жидкость (газ), определяется как:
Ми = /(0,Рг)
(11)
где вг - кситерий Гросгофа являющийся мерой отношения подъемной силы, возникающей вследствие разности плотностей жидкости (газа) к силе вязкого трения
= ~ - (12)
Рг - критерий Прандтля характеризующий механизм и способность распространения теплоты в жидкости (газе)
Рг= - (13)
а
Где у - кинематический коэффициент вязкости воздуха, (м /с), С1 -коэффициент температуропроводности, (м 7с)
Для воздуха можно поинягь Рг = 0.71 [2]
Тогда уравнение (11), применительно к вертикальной стене и воздуху поймет вид
\Ш
Ки = 0.4600,25 (14)
Исходя из ураьнений (10) и (11) получим следующее выражение:
>Я-/3Д/
- = 0,46
;
V *
(15)
Где Р - коэффициент объемного оасширеьия который равен р - ■ - (°С); # - ускорение свободного падения g = 9.81 (м/с2): И =1
- определяющий размер, оавный 0,07 (м) V - разность темпеоатур между излучатепем и средой ('С); ^ ~ Нзяуч ~ ^ 1; 7- кинематический
/
коэффициент вязкости воздуха, ^ = 134,8 " Ю им3 / с при *„злуч=800
( С); Яв1т1 -коэффициент теплогроводности воздуха %возв = 7Д 8 • 10 (Вт/м
град), при ^злуч=800 ("С) Тогда из уравнения (15) получим:
( „ , Я .
а, =0,46
fi-g-h'-Al
\ Г у
2
HIIV)
(16)
Уравнение (9) для системы излучатель - среда запишется:
излу
/ , \0 25
'fi-g-h*-At "
Л
q = ОТ, • At, или q = 0.46- - -^-Д/ (17)
l Г ; h
Из уравнения (17) определяем AT с помощью программного математического
пакета MAPLE 6 Рассчитываем Ц как разность t„3nv4 и At Для исследуемого материала, который рассматривается как однородная плоская стэнка, уравнение (7) примет вид:
„ „ _ kziilA
/i Я2 -~--(18)
Рм
где q- -входящий тепловой поток, (Вт); q2 - тепловой поток на внутренней поверхности материала ^Вт); ti - температура на внешней стороне матеоиала, (°С); t2 - температура на внутренней стороне материала, ( С). Из уравнения (18; определяем коэффициент теплопроводности нового огнетеомостойкого материала по фоомуле:
(19).
/,
Коэффициент теплопроводности нового огнетермостойкого материала составил 0,0173 (В/мК)
Для апробации предлагаемой методики аналогичной исследования проводились на уже известной ткани из пряжи «арселон». Сравнение полученных данных показало высокую сходимость результатов. Нормативный коэффициент теплопроводности для ткани из пояжи «арселон» составляет 0.042 Вт/мК. Коэффициент теплопроводности для этой ткани рассчитанный по предлагаемой методике - 0.0398 Вт/мК. Относительная погрешность составила 5%
ВЫВОДЫ
1. Разработана научно-обоснованная методика определения коэффициента теплопроводности текстильных материалов, сочетающая в себе теоретические и экспериментальные исследования.
2. Установлено, что поедлагаемая методика дает высокую сходимость результатов определения коэффициента теплопроводности, как одной из основных теплофизических характеристик, дгя различных видов материалов
3. Предложенная методика позволяет оперативно определять коэффициент теплопроводности как существующих, так и вновь разработанных материалов.
Список используемых источников
1. Нащокин, В В. Техническая термодинамика и теплопередача учебное пособие для неэлектрических специальностей вузо! - Москва : Высшая школа, 1975. -496 с
2. Арнольд, Л. В. Техническая термодинамика и теплопередача / Л. В. Нащокин, Г. А. Михаиловский, В. М Селивестров. - Москва: Высшая школа. 1979-4^6 с.
SUMMARY
The methods of determination of textile materials heat-cor.ductivity coefficient, which are Pased on application of similarity criteria in the conditions of free ccnvective heat transfer and include theoretical and exDermental investigations are presented in the given article. The offered methods allow efficient determination of textile materials heat-
conductivity coefficient.
УДК.677.01 7
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОЛИЭФИРНО-ВИСКОЗНОЙ ПНЕВМОТЕКСТУРИРОВАННОЙ НИТИ
Е.М. Аовацкая, Г В Казарновская
Решение проблемы совершенствования ассортимента шелковых ткачей, которые бы полозовались спросом, требует разработки и внедрения в производство новых видов химических нитей и волокон, их модификации, а так же разработки новых видов комбинированных нитей обладающих набором специфических свойств, характерных для разных видов сырья.
Набор свойств тканей во многом определяется свойствами и структурой нитей основы и утка, используемых для их выработки
Для расширения ассортимента на ОАО «Витебский комбинат шелковых тканей» было предложено использовать в основе портьерных тканей традиционные комплексные вискозные нити а в утке - пчевмотекстурированные комбинированные полиэфирно-вискозные нити.
С этой целью на модеонизированной машине ПТМ - 225 были наоаботаны двухкомпонентные полиэфирно-вискозные комбинированные нити на базовом аэродинамическом устройстве [1] и устройстве с усовершенствованной транспортирующей камерой. Для использования в производстве декоративных тканей полученные нити предлагается перерабатывать как одиночными \ак и в два сложения с круткой 200 кручений на метр в направлении Э для выравнивания физико-механических характеристик по длине.
В результате быпм наработаны четыре варианта пневмотекстурировачных нитей:
Вариант 1, вариант 3 - ПТ нити, полученные на базовом аэродинамическом устройстве одиночная и крученая, соответственно;
Вариант 2, вариант 4 - ПТ нити, полученные на аэродинамическом устройстве с усовеошенствованной транспортирующей камерой одиночная и крученая соответственно.
Так как двухкомпоиентные пневмотечст/рированные нити'/полученные на АУ с усовершенствованной ТК ранее не перерабатывались в текстильной промышленности, то с целью изучения и прогнозирования их пригодности для выработки декоративных тканей и сравнения с базовым вариантом были проведены углубленные исследования их структуры и физико-механических свойств.
При проведении исследований струтгуры и свойств полиэфирно-вискозных пневмо^екстуркрованных нитей использованы как стандартные общепринятые методики, так и специальные применяемые для испытания эффектных нитей
При исследовании нитей были проведены испытания:
- разрывной нагрузки
- разрывного удлинения,
- линейной плотности,
- размеров поперечного сечения нитей,
