Определение воздухопроницаемости материалов и изделий
Цель работы. Изучение методов и приборов определения воздухопроницаемости материалов и изделий.
Задания
1. Изучить основные характеристики воздухопроницаемости и факторы, влияющие на воздухопроницаемость материалов и изделий.
2. Изучить методы определения воздухопроницаемости.
3. Провести испытания, определить коэффициенты воздухопроницаемости и дать гигиеническую оценку материалов.
СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ И МЕТОДИКА РАБОТЫ
Воздухопроницаемость – способность материалов и изделий пропускать через себя воздух. Её принято характеризовать коэффициентом воздухопроницаемости, показывающим, какой объём воздуха проходит через единицу площади материала за единицу времени при заданном постоянном разрежении воздуха в камере под пробой материала. Разрежение Р = Р1 – Р2 (где Р1 – давление воздуха окружающей среды; Р2 – остаточное давление в камере, создаваемое с помощью вакуум-насоса). Объём прошедшего через пробу воздуха измеряется счётчиком, а разрежение Р – манометром.
Воздухопроницаемость является одним из основных показателей гигиеничности и теплозащитных свойств материалов и играет важную роль при выборе их для одежды. Материалы для летней одежды должны характеризоваться высокой воздухопроницаемостью и обеспечивать хорошую вентиляцию пододёжного воздушного слоя; для зимней одежды, как правило, подбирают материалы с низкой воздухопроницаемостью.
|
|
|
Воздухопроницаемость бытовых тканей, трикотажных и нетканых полотен, тканей технических и для спецодежды, войлока, искусственного меха, комплексных (дублированных) материалов и изделий из них характеризуют коэффициентом воздухопроницаемости Вп дм3/(м2 * с), который рассчитывают по формуле:
V
Вп= ¾¾ , где
(St)
V - объём воздуха, прошедшего через элементарную пробу, дм3;
S – площадь элементарной пробы, через которую проходил воздух, м2;
t - время прохождения воздуха через элементарную пробу.
Для испытания воздухопроницаемости указанных материалов и изделий из них применяют приборы ВПТМ – 2, АТL – 2 (FF – 12) или УПВ – 2 (ГОСТ - 12088 - 77). При возникновении разногласий за истинные данные принимают результаты испытаний, проведенных на приборе ВПТМ – 2. Ткани технические из натурального шёлка, химических нитей, капроновых нитей с силовыми элементами, каландрированные и с плёночным покрытием, хлопчатобумажные перкали, хлопчатобумажные для авиационной промышленности, шёлковые каркасные, ткани и полотна специального назначения испытывают на приборах ВПТМ – 2 или УПВ – 2.
|
|
|
Определение паропроницаемости и влагопроводности материалов
Цель работы. Изучение методов и приборов определения паропроницаемости и влагопроводности материалов.
Оснащение: эксикатор с внутренним диаметром не менее 25 см и фарфоровой подставкой для стаканчиков; шесть пронумерованных стаканчиков высотой 5 – 6 см и диаметром 3 – 4 см, имеющих отметку на расстоянии 2 см от верхнего края; парафин или воск, с помощью которых производится прикрепление точечных проб к верхнему краю стаканчиков. Для поддержания в эксикаторе во время испытания постоянных условий влажности воздуха в него наливают 1 л серной кислоты (плотность 1,84 г/см3).
Задания:
1. Изучить методы определения паропроницаемости и влагопроводности материалов.
2. Провести исследование паропроницаемости и влагопроводности различных материалов.
СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ И МЕТОДИКА РАБОТЫ
Тепловое комфортное состояние человека в значительной степени зависит от способности материала обеспечивать вывод излишков парообразной и капельно–жидкой влаги из пододёжного слоя. Для оценки этой способности материалов используют характеристики паропроницаемости и влагопроводности.
|
|
|
Паропроницаемость – способность материалов и изделий пропускать водяные пары из среды с большей влажностью в среду с меньшей влажностью. Паропроницаемость принято характеризовать коэффициентом паропроницаемости, показывающим, какая масса водяных паров проходит через единицу площади материала за единицу времени. При проведении исследования обращают внимание на соблюдение определённой (заданной) толщины h воздушной прослойки, от нижней поверхности материала до уровня воды, т.к. с уменьшением толщины воздушной прослойки паропроницаемость увеличивается.
Коэффициент паропроницаемости Bh, г/(м2 * ч), рассчитывают по формуле:
A
Bh = ¾¾ , где
(St)
А – масса водяных паров, прошедших через элементарную пробу материала, г;
S – площадь элементарной пробы материала, м2;
t – время испытания, ч.
Относительная паропроницаемость В0, %, показывает процентное отношение массы водяных паров, прошедших через элементарную пробу материала, к массе влаги, испарившейся из открытого сосуда, находившегося в тех же условиях испытания.
Относительную паропроницаемость рассчитывают по формуле:
|
|
|
А
В0 = ¾ * 100, где
В
А – масса влаги, испарившейся из стаканчика, покрытого испытуемым материалом, г;
В – масса влаги, испарившейся из открытого стаканчика, г.
Известно, что процесс прохождения парообразной влаги через материал осуществляется путём диффузии паров влаги через поры материала, а также за счёт сорбции и десорбции влаги материалом. При этом масса поглощённой материалом влаги, зависящая от химической природы материала (гидрофобный он или гидрофильный), существенно влияет на тепловое ощущение человека. Часто при определении показателей паропроницаемости не учитывается способность материалов поглощать парообразную влагу.
В необходимых случаях проводят определение влагопроводности материала на приборах с «потеющей» пластиной, позволяющих проводить испытания при непосредственном контакте материала с влажной поверхностью. При испытаниях на таких приборах учитывается общая масса парообразной влаги(поглощённой и пропущенной), которую материал способен удалить из пододёжного пространства.
Влагопроводность показывает, какая масса паров влаги проходит от влажной поверхности через единицу площади материала в единицу времени при единичной разности давлений пара по обе стороны элементарной пробы.
Влагопроводность Вп, г/( м2 * ч * Па), рассчитывается по формуле:
Вср
Вп = ¾¾¾ , где
(St Dp)
Вср – среднее арифметическое из результатов измерения массы убывшей воды за определённое время (10 мин) установившегося процесса испытания, г;
S – площадь элементарной пробы материала, м2;
t – время установившегося процесса испытания, ч;
Dр – разность парциальных давлений водяного пара с обеих сторон испытуемого материала, Па;
Dр = р1 – р2,
где р1 – парциальное давление водяного пара у поверхности «потеющей» пластины под элементарной пробой, определяемое как парциальное давление насыщенного пара (табл. 2.) по температуре поверхности испарения (возможно использовать температуру мокрого термометра), Па;
р2 – парциальное давление водяного пара над элементарной пробой;
j * рн
р2 = ¾¾ , где
100
j - относительная влажность воздуха над элементарной пробой;
рн – парциальное давление насыщенного пара при температуре воздуха над элементарной пробой, Па.
Таблица 2.
| Температура, 0С | Давление насыщенного пара рн, Па | Температура, 0С | Давление насыщенного пара рн, Па | Температура, 0С | Давление насыщенного пара рн, Па |
| 16 17 18 19 20 | 1815 1934 2069 2191 2333 | 21 22 23 24 25 | 2482 2644 2805 2981 3168 | 26 27 28 29 30 | 3364 3568 3784 4001 4248 |
Методика выполнения работы
В 6 стаканчиков наливают дистиллированную воду до отметки. Из испытуемого материала вырезают три элементарные пробы диаметром, равным наружному диаметру стаканчиков, и с помощью воска или парафина прикрепляют их к верхнему краю 3-х стаканчиков. Подготовленные таким образом стаканчики с пробами испытуемого материала и оставшиеся три открытых стаканчика устанавливают на подставке и одновременно помещают в эксикатор. После пребывания в эксикаторе в течение 1 ч все шесть стаканчиков поочерёдно взвешивают, их массу записывают, затем опять помещают в эксикатор. По истечении 3 ч стаканчики вторично взвешивают. Разность результатов первого и второго взвешивания стаканчиков, покрытых испытуемым материалом, показывает количество влаги, испарившейся из стаканчиков и прошедший через точечную пробу. Этот результатов используется для расчёта коэффициента паропроницаемости Вh.
Характеристикой паропроницаемости материала служит среднее арифметическое значение результатов взвешивания трёх стаканчиков, покрытых испытуемым материалом. Уменьшение массы открытых стаканчиков указывает количество влаги, испарившейся из них при условиях, аналогичных условиям нахождения стаканчиков, покрытых материалом. Найденное значение массы испарившейся влаги используется для расчёта относительной паропроницаемости В0.
Форма 5.3.1
| Вид пробы | Коэффициент паропроницаемости Bh, г/(м2ч) | Относительная паропроницаемость В0, % | Относительная влагопроводность Вп.о, % |
Контрольные вопросы
1. Какое значение имеют показатели паропроницаемости и влагопроводности материалов при оценке их гигиенических и теплозащитных функций?
2. Какое влияние оказывают параметры структуры материала на паропроницаемость и влагопроводность?
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 376; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!