Разработка методов исследования теплофизических свойств нетканых материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.01, кандидат наук Шарпар, Николай Михайлович

• Шарпар, Николай Михайлович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Шарпар, Николай Михайлович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы. Постановка задачи исследования

1.1. Теплоизоляционные нетканые материалы как объекты ис- 11 следования и методы определения их тепловых характеристик

1.2. Методы и устройства для экспериментального исследова- 15 ния воздухопроницаемости

1.3. Особенности определения паропроницаемости нетканых 22 материалов.

1.4. Методы экспериментального определения влагопроницаемо- 32 сти нетканых материалов.

1.5. Основные выводы и постановка задач исследования

Глава 2. Экспериментальное исследование теплопроводности и 41 теплоемкости нетканых материалов

2.1. Структура поверхности образцов войлока

2.2. Теплопроводность и методы ее определения

2.3. Стационарный метод плоского слоя

2.4. Метод регулярного режима охлаждения

2.5. Исследование теплоемкости войлока

2.6. Погрешности измерения теплофизических свойств войлока. 66 Глава 3. Исследование коэффициентов теплоотдачи нетканых 70 материалов к воздуху

3.1. Определение коэффициентов теплоотдачи к воздуху при 71 свободной конвекции

3.2. Установка для измерения коэффициентов теплоотдачи к 75 воздуху

3.3. Результаты измерений коэффициентов теплоотдачи войлока

к воздуху при свободной конвекции

3.4. Коэффициенты теплоотдачи войлока в условиях вынужден- 82 ной конвекции воздуха

3.5. Исследование коэффициентов объемной теплоотдачи вой- 85 лока

3.5.1. Математическая модель объемной теплоотдачи

3.5.2. Экспериментальная установка и результаты измерений 90 Глава 4. Разработка методик, экспериментальных установок и 97 проведение исследований воздухо- и влагопроницаемости нетканых материалов

4.1. Методика и установка для определения эффективного диа- 97 метра пор капиллярным методом

4.2. Экспериментальное исследование воздухопроницаемости и 101 паропроницаемости войлока

4.3. Методика и результаты исследования воздухопроницаемо- 103 сти

4.4. Сорбционные характеристики войлока

4.5. Исследование кинетики фильтрационной сушки войлока

4.6. Математическая модель для оценки коэффициента воздухо- 119 проницаемости нетканых материалов

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов исследования теплофизических свойств нетканых материалов»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время производство новых нетканых материалов интенсивно развивается во всем мире. Выпускается разнообразный ассортимент этих материалов с широким спектром свойств для различных областей применения. Нетканые материалы отличаются достаточной прочностью, гибкостью, экологической безвредностью, химической стойкостью.

Одно из важнейших направлений использования нетканых материалов связано с их высокими теплоизоляционными характеристиками. Так, например, они обеспечивают эффективную тепловую защиту людей от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Эти материалы широко используются в швейной промышленности в качестве утеплителя для одежды, при изготовлении головных уборов и обуви, мягких игрушек, постельных принадлежностей, мебели и др.

Они незаменимы и в различных отраслях промышленности для тепловой изоляции технологического оборудования, трубопроводов, арматуры; применяются при изготовлении средств защиты персонала, обслуживающего обжиговые и металлургические печи. Их используют в строительстве для утепления зданий и в сельском хозяйстве. Тем самым они обеспечивают существенный энергосберегающий эффект.

Особый класс нетканых материалов представляют собой войлоки из натуральных волокон. Это очень древние материалы, которые люди начали использовать приблизительно 2500 лет назад. Но и сегодня войлок продолжает оставаться востребованным как в промышленности, так и быту, потому, что свойства этого материала уникальны и полноценной замены ему до сих пор нет.

Современные технологии позволяют создавать новые нетканые материалы с заранее заданными свойствами. Материалы, используемые при изготовлении одежды, а также при утеплении жилища должны иметь не только

высокие теплоизоляционные качества, но и приемлемые воздухо- и паропро-ницаемось, чтобы обеспечить комфортные условия для человека.

Таким образом, возникает необходимость определения комплекса теплофизических свойств нетканых материалов - теплопроводности, теплоемкости, воздухопроницаемости, паропроницаемости. Попутно возникает задача исследования пористости этих материалов и эффективного диаметра межволоконных пор.

Тепловые потоки от объектов с теплоизоляционными покрытиями из нетканых материалов в окружающую среду существенно зависят от теплоотдачи на поверхности этих материалов. Поэтому необходимо определение коэффициентов теплоотдачи у воздуху как в условиях свободной, так и вынужденной конвекции (ветра). Ввиду ворсистости поверхности материала, которая воздействует на пограничные слои воздуха, коэффициенты теплоотдачи могут заметно отличаться от тех, которые рекомендованы для гладких поверхностей и подробно представлены в справочной литературе.

Нетканые материалы представляют собой пористые тела, через которые возможна фильтрация воздуха. Если температуры материала и воздушного потока различны, то возникает проблема расчета температурных распределений по толщине продуваемого пористого слоя. Для этого нужны данные по коэффициентам объемной теплоотдачи, которые могут быть получены только экспериментально.

Следовательно, влияние теплофизических характеристик на общие теплозащитные свойства теплоизоляционных покрытий из нетканых материалов весьма многопланово и представляет собой одну из актуальных проблем при проектировании этих материалов и эксплуатации изделий из них. Для решения этой задачи необходимы экспериментальные исследования, включая разработку их методического и приборного обеспечения. На базе этих исследований могут быть получены не только опытные данные, но и разработаны адекватные математические модели тепломассопереноса в нетканых материалах.

Актуальность темы.

Современные нетканые материалы на основе природных и синтетических волокон нашли широкое применение в различных областях экономики. Их активно используют в качестве эффективной тепловой и звуковой изоляции в промышленном и гражданском строительстве, для теплоизоляции участков технологических трубопроводов и различного оборудования. Они применяются в машиностроении и автомобилестроении в качестве фильтрующих и прокладочных сред, уплотнителей, а также при производстве мебели. Важную роль нетканые материалы играют и в легкой промышленности при изготовлении одежды и обуви, обеспечивая комфортные условия для человека.

Основной проблемой при создании нового ассортимента нетканых материалов является изучение влияния их теплофизических и структурных характеристик на общие теплозащитные свойства, воздухо- и паропроницае-мость. Такие характеристики материала изучены недостаточно подробно и прежде всего в экспериментальном плане. В диссертации проведен широкий спектр исследований теплофизических свойств и особенностей тепломассоб-мена в нетканых материалах (войлоках), на основе которых разработаны математические модели тепломассопереноса в них. Теплозащитные свойства волокнистых теплоизоляционных материалов и их воздухопроницаемости зависят от состава, технологии изготовления и структуры материалов, входящих в состав теплоизоляционного покрытия. Исследование влияния всех этих факторов на теплозащитную функцию и воздухопроницаемость представляет довольно серьезную проблему, решение которой даст возможность создавать теплоизоляционные покрытия с заранее определенными свойствами. В связи с этим исследование процессов тепломассообмена в пористых текстильных материалах актуально, так как полученные закономерности устанавливают связи строения, теплозащитных свойств и показателей качества нетканых материалов, которые необходимы для проектирования новых

текстильных материалов и разработки соответствующих технологий их изготовления.

Диссертационная работа проводилась в соответствии с планами научно-исследовательских работ кафедры «Промышленная теплоэнергетика» ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет дизайна и технологии» и государственным заданием Министерства образования и науки РФ (НИР 7.2973.2011).

Цель и задачи работы.

Целью диссертации является разработка методик и устройств, предназначенных для исследования теплофизических характеристик нетканых материалов, изучение протекающих в них процессов тепломасообмена, а также разработка математических моделей, позволяющих прогнозировать особенности протекания этих процессов в условиях эксплуатации. Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие научные и технические задачи:

1) создать лабораторные установки и провести экспериментальные исследования свойств нетканых материалов: - удельной теплоемкости, коэффициента теплопроводности, коэффициентов воздухо- и паропроницаемости, а также эффективного диаметра пор;

2) разработать методику и провести исследования коэффициентов теплоотдачи на поверхности нетканых материалов в условиях свободной и вынужденной конвекции воздуха, а также коэффициентов объемной теплоотдачи при фильтрации через эти материалы воздуха;

3) провести экспериментальные исследования кинетики сушки и процессов влагопереноса в нетканых материалах с помощью разработанных для этих целей экспериментальных методик и лабораторного оборудования;

4) разработать математические модели тепломассопереноса в нетканых материалах.

Научная новизна.

1) Проведены экспериментальные исследования теплопроводности и теплоемкости нетканых материалов (шерстяных войлоков) при температурах до 100°С.

2) Экспериментально изучены воздухопроницаемость различных образцов войлоков, их пористость и эффективные диаметры пор.

3) Разработаны методики для исследования процессов теплоотдачи. Измерены коэффициенты теплоотдачи на поверхности войлока при свободной и вынужденной конвекции воздуха, а также коэффициенты объемной теплоотдачи при фильтрации воздуха через войлочный слой.

4) Экспериментально изучены процессы переноса влаги в слое войлока, а также кинетика его сушки.

5) Разработаны математические модели тепловлагопереноса в нетканых материалах. Проведены теоретические расчеты температурных полей при фильтрации воздуха в войлоке, а также расчеты коэффициента его воздухопроницаемости.

Практическая ценность и значимость работы.

1) Разработаны методики и созданы экспериментальные установки для исследований теплофизических характеристик нетканых материалов.

2) Получены практически важные справочные данные по удельной теплоемкости, теплопроводности, воздухо- и паропроницаемости войлоков, а также по эффективным диаметрам пор.

3) Разработаны математические модели и методы анализа характеристик тепломассообмена в нетканых материалах, позволяющие рассчитать коэффициенты тепломассопереноса.

4) Результаты работы могут быть использованы на предприятиях по производству современных нетканых материалов и изделий из них для исследования и контроля их свойств и показателей качества готовой продукции. Лабораторные установки будут полезны студентам кафедры «Промышленная теплоэнергетика» МГУДТ в качестве учебной базы при изучении ими

курсов «Тепломассообмен» и «Метрология, сертификация, технические измерения и автоматизация тепловых процессов», а также при выполнении курсовых, дипломных и научно-исследовательских работ.

Достоверность основных научных положений и выводов диссертационной работы обусловлена использованием в ней современных методов исследования тепловых процессов, включающих их математическое и физическое моделирование, удовлетворительной воспроизводимостью результатов экспериментов, а также соответствием расчетных и опытных данных.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на X Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «Научно- техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (г. Москва, 2010г.), на 64-й межвузовской научно-технической конференции «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству» (Кострома, 2011г.), на Всероссийской научной конференции молодых ученых С-Петербургск. гос. ун-т технологии и дизайна. (С-Петербург 2011г.), на Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» «(ПОИСК-2011)» (Иваново, 2011г.), на XI Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «Научно- техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2011г.), на Международной научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ-2011) (Москва, 2011г.), на Международной научно-технической конференции «Современные проблемы развития текстильной и легкой промышленности» (Москва, 2012г.), на 65-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ — производству» (Кострома, 2013г.), на VI Чебоксарской научно-практической конференции «Применение новых текстильных и композитных материалов в техническом текстиле» (Чебоксары, 2013г.), на Международной научно-технической кон-

ференции «Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности». -М.: ФГБОУ ВПО «МГУДТ», (Москва, 2013). Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 23 работы в отечественных научных журналах и сборниках. В их число входят 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка из 123 наименований. Работа изложена на 135 страницах, содержит 6 таблиц и 47 иллюстраций.

Глава 1. Обзор литературы. Постановка задачи исследования.

§ 1.1. Теплоизоляционные нетканые материалы как объекты исследования и методы определения их тепловых характеристик

В настоящее время применение теплоизоляционных нетканых материалов расширяется во всех сферах человеческой деятельности. Они служат людям защитой от окружающей среды (одежда), а также широко используются в промышленности и сельском хозяйстве. Процессы переноса теплоты через нетканый материал имеют разнообразную физическую природу - это теплопроводность, конвекция, излучение. Теплота также передается в процессе массообмена при испарении влаги от источника через капиллярно-пористый материал [1] к окружающей среде. Перенос теплоты с влагой в пористом теплоизоляционном материале осуществляется в двух фазах - жидкостью и паром, но также возможны фазовые переходы - испарение (конденсация) жидкости в капиллярах материала. Такой сложный механизм переноса теплоты изучен еще недостаточно даже для более простых систем, что указывает на сложность поставленной задачи и на большой объем работы, необходимый для ее решения.

Технологические процессы оказывают существенное влияние на качество производимого нетканого материала, к таким процессам относятся различные виды пропиток, сушка и термообработка, оптимизация которых имеет большое значение.

Создание качественного и современного высокоэффективного оборудования для производства нетканых материалов (НМ), разработка рационального режима термообработки и сушки, а также методики расчета подобных процессов невозможны без комплексного анализа и исследования свойств и характеристик нетканых материалов.

В работах [2, 3, 93, 94, 95, 96] показано, что основными физическими характеристиками НМ как объектов технологической обработки, в том числе, как объектов сушки, являются:

- теплофизические свойства (температуропроводность, теплоемкость и теплопроводность), влияющие на процесс сушки;

- структурно-механические (адгезионно-когезионные свойства, структура, размер и форма волокон), оказывающие влияние на выбор гидродинамического режима сушки;

- сорбционные свойства (изотермы сорбции-десорбции, кривые распределения пор по радиусам), отвечающие за диффузию влаги внутри материала в процессе сушки;

- гигро- и гидротермические (теплота смачивания), описывающие энергию и виды связи влаги с материалом.

Анализ влагопереноса в процессе сушки указывает на факторы, оказывающие влияние на его интенсивность: - это механизм переноса влаги; пористая структура материала; температурно-влажностные и гидродинамические условия переноса. Данные факторы описывают сопротивление миграции влаги через капилляры к поверхности термообрабатываемого материала. Следовательно, длительность процесса сушки также зависит от капиллярно-пористых свойств материала, подвергаемого термической обработке.

Пористая структура материала описывается суммарным объемом пор, величиной удельной поверхности, их размерами и кривой распределения пор по радиусам. При исследовании материала как объекта сушки практическое значение имеет не только размер пор, но и влияние пористой структуры материала на механизм массопереноса.

Исследование НМ (хлопок, шерсть, лен) [4, 97] показало, что их сорбционные свойства связаны с сорбционными свойствами волокон, являющихся основой волокнистого слоя. Сорбционно-структурные свойства волокнистого слоя определяются видом волокон и их свойствами. В [5] приводятся экспериментальные изотермы десорбции паров воды для различных видов

материалов, полученной на ваккумно-сорбционной установке. Максимальной сорбционной способностью обладают материалы из шерстяных и хлопковых волокон, а минимальной - из синтетических волокон.

В [6, 98] показано, что тепловые характеристики влажных дисперсных материалов являются зависимыми от их состава, структуры, наличия пор, влагосодержания, плотности, температуры и др. Можно отметить, что при экспериментальном определении тепловых характеристик следует отдавать предпочтение методам, которые обеспечивают кратковременное тепловое воздействие и создают незначительный перепад температур в материале.

Методы определения тепловых характеристик подробно описаны в литературе [6], но некоторые из них рассмотрены в данной главе.

Методы стационарного теплового режима рассмотрены в соответствии с основными положениями ГОСТ 1016-Ю [7, 103] «Материалы строительные. Метод определения коэффициента теплопроводности», а также [8, 9, 100, 101, 102, 103]. Эти методы основаны на законе теплопроводности Фурье.

Современные скоростные методы определения теплопроводности относятся к классу нестационарных методов [10, 99, 103, 100]. Они предполагают определение перепада температур в нескольких точках образца, а нахождение величин тепловых потоков здесь не требуется. Основным преимуществом нестационарного метода является то, что в нем почти нет ограничений при выборе теплового источника. Данный метод может быть подразделен на стадии регулярного режима [11, 103] первого, второго и третьего рода, которые подробно исследованы Г.М. Кондратьевым [12]. Он определил главные связи, существующие между темпом охлаждения, с одной стороны, и физическими свойствами тела, его формой, размерами и условиями охлаждения - с другой. К данному методу можно отнести нагрев материала импульсными источниками тепла [13]. Такие методики требуют широкого диапазона температур и значительных затрат времени.

Из нестационарных методов для исследования тепловых характеристик капиллярно-пористых текстильных материалов при температурах, близких к комнатным, чаще всего применяют методы регулярного режима первого рода, а в температурном диапазоне-50...+80°С - методы монотонного режима.

К недостаткам нестационарных методов следует отнести сложность расчетных уравнений и трудность оценки соответствия действительных граничных условий в эксперименте тем условиями, которые приняты в теории.

Комплексные методы определения тепловых характеристик дают возможность определять одновременно в одном эксперименте на одном образце и установке несколько теплофизических свойств в широком диапазоне

\

температур. На такой эксперимент затрачивается значительно меньше времени, что позволяет получить более полную информацию о тепловых характеристиках материалов.

Экспериментальные методы определения тепловых характеристик могут быть абсолютными и относительными. В абсолютных методах тепловые характеристики определяются в ходе непосредственных измерений. А относительные методы определяют параметры, зависящие от постоянной прибора, которая находится путем тарировки по эталонному образцу материала. Наиболее точные значения тепловых свойств можно получить абсолютны-еми методами исследований, поэтому в экспериментах им следует отдавать предпочтение.

Для экспериментального определения тепловых характеристик текстильных материалов применяют методы температурных волн, которые распространяются в полуограниченном пространстве — массиве текстильного полотна. Это связано с тем, что разнообразные природные явления подчиняются закону простого гармонического колебания. Так, например, период наиболее грубых колебаний температуры Земли равен одному году, а ограждающих конструкций - одни сутки. Большинство температурных коле-

баний идет по закону косинуса, однако сложные колебания могут быть описаны путем наложением нескольких косинусоид. Температурные колебания легко создаются в лабораторных условиях, что позволяет использовать их для определения тепловых характеристик текстильных материалов.

Большое внимание уделяется определению тепловых характеристик материалов методами неразрушающего контроля и диагностики. Они позволяют определять качество исследуемых материалов и изделий из них [14, 104, 105]. Эти методы делятся на две группы: контактные и бесконтактные, причем применение контактных методов преобладает в экспериментальных исследованиях. Но в последнее время отмечается активное использование бесконтактных методов и измерительных устройств [15, 106, 107].

Отличительной чертой контактных методов является непосредственный контакт термоприемников с участком поверхности исследуемого образца материала или вещества для определения температурного поля в зоне теплового контакта. В экспериментах используют погружаемые или непо-гружаемые термоприемники (термопреобразователи) [16].

Огромный вклад в разработку методов определения теплофизиче-ских свойств материалов внесли известные российские ученые: A.B. Лыков [17], В.Н. Богословский [18], В.Н. Чернышов [19], H.A. Ярышев [20], Л.П. Филиппов [21], Ю.В. Видин [108, 109], В.В. Иванов [110], Т.Н. Дульнев [111], Г.М. Кондратьев [12], В.В. Курепин [112] и многие другие, а также зарубежные ученые: Ф. Крейт, У. Блек [22], О. Кришер [23], Г. Карслоу, Д. Егер [113], Ли Тейлор [114], Э.М. Сперроу, Р.Д. Сесс [115].

§ 1.2. Методы и устройства для экспериментального исследования воздухопроницаемости

Воздухопроницаемость (ВП) - это свойство нетканых материалов пропускать через себя воздух при определенных условиях. Для нахождения ВП нетканых материалов необходимо определить количество воздуха, прошед-

шего через ограниченную площадь образца, за некоторый промежуток времени при известном перепаде давления. Для этой цели было создано большое количество приборов и методик, отличающихся способами создания условий, при которых возникает прохождение воздуха через текстильный материал, способами измерения расхода воздуха, методами крепления образца, способами измерения перепадов давлений и т.д. Рассмотрим их подробнее.

Согласно ГОСТ 12088-77 для определения ВП [24, 117] текстильных и теплоизоляционных материалов чаще всего используют приборы марки ВПТМ.2 (см. рис. 1-1), ВПТМ.2М, или марки УПВ-2 обеспечивающие широкий диапазон измерения ВП (от 2,5 до 10750 дм3/м2с). В них разрежение под точечной пробой составляет 49 Па (5 мм водяного столба), а сила прижима точечной пробы 147 Н (15 кгс).

В работе Попова С.Г. и Полозова С.П. [25] приводится описание прибора "Шоппер", а также рассмотрены недостатки реализованной в нем методики измерения. Так они указывают на необходимость проведения измерений при перепаде давлений Лр=5мм вод. ст., а формула для воздухопроницаемости справедлива лишь для линейной зависимости ВП от перепада давления.

Рис. 1-1. Прибор марки ВПТМ.2:1-индикатор разрежения; 2-дифференциальный манометр; 3-прижимное кольцо; 4-камера разрежения; 5-сменный столик; 6-испытуемый образец; 7- переключатель трубок Вентури; 8,9- расходомеры воздуха (трубки Вен-тури); 10-дроссель; 11-электродвигатель с вентилятором.

В работе [26] предлагается метод, который сводится к рассмотрению кривых Флоринского как шаблонов, и, если для некоторой ткани измерением при перепаде давлений Ар0 получен коэффициент ВП uo , то на шаблонах необходимо отыскать кривую, проходящую через точку (Ар0 , и0), а другие значения коэффициентов ВП снимаются с этой кривой. Но этот метод спорен, т.к. возможны пересечения кривых ВП различных тканей, а также возможно, что ни одна из предлагаемых кривых через эту точку не пройдет.

В работе Архангельского H.A. [27, 116] дано описание различных отечественных и зарубежных приборов. Также приставлено описание прибора для определения ВП материалов различных плотностей при малых, средних, и больших давлениях до 300-400 см водяного столба (294-392 Па).

Сопоставление приборов по определению ВП тканей также хорошо представлено в диссертации Гущина К.Г. В его работе рассматривались четыре прибора, общий принцип работы которых сводился к созданию по обе стороны материала разных давлений Р! и Р2, в результате чего воздух протекает через материал. Это прибор Венгерского текстильного института; прибор системы Архангельского H.A.; прибор для испытаний ВП шерстяных тканей (ГОСТ 6068-51) и прибор «Шоппер» для испытания ВП парашютных тканей. Цель работы заключалась в выборе прибора и разработке унифицированной методики испытания воздухопроницаемости материалов, трикотажа и других текстильных изделий, а также пакетов тканей и одежды. В заключении автор делает выводы, что определение расхода воздуха через его объем и время не представляется удачным решением, т.к. не позволяет отслеживать возможные колебания расхода воздуха.

Данилюк H.A. и Рассин П.Е. [28] создали прибор для определения ВП различных образцов. Конструктивно прибор состоит из перфорированной крышки в виде полусферы и камеры разрежения, между которыми зажимается ткань, микроманометра, счетчика расхода воздуха, насоса и реле времени. В камеру разрежения устанавливается столик с контрольным отверстием.

Прибор комплектуется четырьмя сменными столиками с отверстиями 100, 50, 20 и 10 см и соответствующими им прижимными кольцами. Разрежение под тканью регулируют изменением числа оборотов электродвигателя и изменением положения рукоятки дросселя. Измеряется разрежение с помощью микроманометра. Количество воздуха прошедшего через образец определяется газовым счётчиком типа ГКФ-6 на 150 л/м. ВП материала определяется по формуле:

ff=F'1Q ,л/м2с (1.1)

F • т

л

где V - объём воздуха, [л]; F - рабочая площадь образца, [см ]; т - время испытания, [с]. Авторами [28] сделано разъяснение, какой эффект дало использование перфорированной крышки.

Валуйский М.А. [29] для определения ВП фильтровального материала использовал горизонтально расположенную камеру квадратного сечения с помещенной внутри сетчатой перегородкой и конусом для равномерного направления воздуха. По его мнению это позволяет получить более точные экспериментальные данные. Прибор состоит из вакуумной камеры, несущих рамок для закрепления ткани, пылесборника, газового счетчика, вентилятора. Перепад давления измеряется с помощью микроманометра, расход воздуха -газовым счетчиком и сменными диафрагмами, установленными между вакуумной камерой и газовым счетчиком. ВП рассчитывается по формуле (1.1).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шарпар, Николай Михайлович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1976. -

512 с.

2. Бершев E.H., Горчакова В.М., Курицына В.В., Овчинникова С.А. Физико-химические и комбинированные способы производства нетканых материалов: учебник для студентов вузов по спец. «Технология нетканых материалов». - М.: Легпромбытиздат, 1993. - 353с.

3. Нетканые материалы: получение, свойства, применение: уч. пос. по спец. 0616.00 «Товароведение и экспертиза товаров» / Л.А. Серебрякова и др. - Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1999. - 144 с.

4. Сажин Б.С., Реутский В.А., Кошелева М.К. Использование обобщенного уравнения массопередачи для математического описания изотерм сорбции-десорбции текстильных материалов. IV Сборник научно-исследовательских работ МТИ-ЛМТИ, М.: Либерец, 1989 г. - 99-104 с.

5. Оборудование фирмы «Фляйскер» для производства нетканых материалов/ВЦП. -УС-70021.-5 с. ил.- Пер. материала фирмы «Duotex» (Italy) n«Fleissner» (BRD).

6. Фокин В.M., Ковылин A.B., Чернышев В.И. Энергоэффективные методы определения теплофизических свойств строительных материалов и изделий: - М.: Издательский дом «Спектр», 2011. - 156 с.

7. ГОСТ 7076-99 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. Государственный стандарт Российской Федерации Госстроя России. М.: Изд-во стандартов. №89. 2000. - 12 с.

8. Корнюхин И.П. Тепломассообмен в теплотехнике текстильных производств: Учебное пособие для вузов. - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2004. - 598 с.

9. Информационно-измерительная система для определения теплофизических характеристик полимерных материалов / А.Г. Дивин, C.B. Понома-

рев, Г.С. Баронин, A.M. Смолин, А.Г. Ткачев, Д.О. Завражин, Г.В. Мозгова // Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством: Материалы Шестой международной теплофизической школы: В 2 ч. 1-6 окт. 2007 г., Тамбов. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. - Ч. II. - 4-7 с.

10. Аметистов Е.В. Основы теории теплообмена. - М.: Изд-во МЭИ, 2000. - 242 с.

11. Иванов В.В., Карасева JI.B., Тихомиров С.А. Нестационарный теп-лоперенос в многослойных строительных конструкциях // Известия вузов. Строительство. - 2001. -№ 9, 10. - 7-10 с.

12. Кондратьев Г.М. Регулярный тепловой режим. - М.: Гостехиздат, 1954.- 408 с.

13. A.c. 1635099 СССР MnK7G01N25/18. Способ комплексного определения теплофизических характеристик материала / В.В. Платонова, В.Г. Мишутин (СССР).-№4696301/25; заяв. 20.04.89; опубл. 15.03.91. Бюл. №10. -Зс.

14. Марков A.B., Юленец Ю.П. Метод контроля влагосодержания при непосредственном сверхвысокочастотном нагреве // Письма в ЖТФ. -2005.-Т. 31, №7. -79-85 с.

15. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. - М.: Энергия, 1973.-319 с.

16. Контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации: Каталог продукции компании ОВЕН. - 2003. - 152 с.

17. Лыков A.B. Тепломассообмен: Справочник. -М.: Энергия, 1978. -

480 с.

18. Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). - М.: Высшая школа, 1982.-415 с.

19. Чернышова Т.И., Чернышов В.Н. Методы и средства контроля теплофизических свойств материалов. - М.: Машиностроение. - 2001. - 240 с.

20. Ярышев H.A. Теоретические основы измерения нестационарной температуры. - 2-е изд., перераб. - JL: Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.

21. Филиппов Л.П. Направления развития методов измерений теплофизических свойств веществ и материалов // Энергетика, 1980. — № 3. -125 с.

22. Крейт Ф., Блек У. Основы теплопередачи. - М.: Мир, 1983. - 512 с.

23. Кишер О. Научные основы техники сушки. - М.: Изд-во иностранной литературы, 1961. - 540 с.

24. Кокеткин П.П., Командрикова Е.Я. и др. Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения воздухопроницаемости ГОСТ 1208877. Изд-во стандартов. Москва. 1977. - 12 с.

25. Попова С.Г., Полозова СП. Об определении воздухопроницаемости тканей // Измерительная техника. 1941. №5. - 25 с.

26. Флоринский Б. О скорости прохождения воздушного потока через ткани // Журнал технической физики. 1936. T. VI. Вып. 5. - 12 с.

27. Архангельский H.A. Товарные исследования некоторых свойств тканей в зависимости от их строения: Дисс.... канд. тех. наук. М.: МТИ, 1955. - 155 с.

28. A.c. 140603 СССР. Прибор для определения воздухопроницаемости различных образцов, например ткани. / Данилюк И.А., Рассин П.Е. 1961. -3 с.

29. A.c. 294101 СССР. Прибор для определения воздухопроницаемости фильтровальной ткани / Валуйский М.А. 1971. - 3 с.

30. A.c. 430310 СССР. Способ контроля воздухопроницаемости рулонного материала / Сметанин A.B. 1972. - 2 с.

31. A.c. 286310 СССР. Прибор для контроля воздухопроницаемости крутильных изделий и фильтров / Мохначев И.Г., Федотенко В.А. 1971.-3 с.

32. GniotekK. Przyrzad do pomiaryoporowprzeplywupowietrzalupuTilmet -27 przemlywowiery // Technic Wlokienniezy. 1984. t. 33. №8. - 240-255 c.

33. Kontrolle von Filterliesen // Textilpaxis international. 1985. v.5. №9. -1016 s.

34. A.c. 673892 СССР. Устройство для определения воздухопроницаемости пористо-волокнистых материалов и их пакетов / Сухарев М.И., Кули-ченко А.В., Сухарева A.M. 1977. - 3 с.

35. А.с. 972338 СССР. Устройство для определения газопроницаемости пористых материалов / Амашевский О.И., Богданов О.И., Гольдинг Г.М. 1981.-3 с.

36. Костянин Н.Н. Способы исследования тканей одежды с точки зрения гигиены: Диссертация. М. 1909.

37. Кондрацким Э.В.Зависимость воздухопроницаемости тканей разной структуры от перепада давлений: Диссертация. МТИ, 1966.

38. Патент РФ. 2194971 RU С1. Универсальный рабочий столик для определения воздухопроницаемости объемных материалов. // ЮжноРоссийский государственный университет экономики и сервиса. 2002 г. - 6 с.

39. Патент РФ. 2175762 RU. Устройство для измерения воздухопроницаемости волокнистых материалов. // Бойков В.И., Быстров С.В., Киселев Н.И., 2001 г.-6 с.

40. Патент РФ. 102804 RU. Устройство для определения воздухопроницаемости пористых материалов. // Губайдуллин Г.А., 2011 г. - 5 с.

41. Патент РФ. 105455 RU. Устройство для определения воздухопроницаемости трикотажных полотен. // Стенюгина О.В., 2011 г. - 8 с.

42. Сенченок Н.М. Сырость в жилых зданиях, ее источники и борьба с ней. М., 1967. - 256 с.

43. Newins А.С. The methods of determining of water vapor permeability of lamina // J. of Textile Institute. 1950. vol. 41, №8. - 263-303 p.

44. Steinhaus J. Methods of measuring of the heat and moisture permeability of textiles // MelliandTextilberichte. 1984. №2. - 145-149 p.

45. Rees W.H. Some experiments on the evaporation of water from a plane surface//J. of Textile Institute. 1945. vol.36, N 7. - 165-168 p.

46. Pierce P.T. Measurement of the water vapor permeability of textile fabrics//J.of Textile Institute. 1945.vol.36, N 7. - 169-176 p.

47. Black C.P., Matthews J.A. The physical properties of febrics in relation to clothing//J. of Textile Institute. 1934. vol. 25. - 229-237 p.

48. Stearn J.I., Cooper A.S. Water vapour permeability// American Byestaff Report. 1944. vol. 33, p. 150-156.

49. Levey H.A. The transmission of water vapor through cellulosic membranes//Plastic products. 1934. vol. 11. - 52-53 p.

50. Thomas A.M., Gent W.L. Permeation and sorption of water vapour in varnish films// The Proceedings of the physical society. 1945. vol. 57, part 4. - 324-349 p.

51. Nagel W., Branderburger C. Die titrimenrischebestimmungder was-serdurchlassigkeit von isolierstoffen// Korrosion und Metallsch. 1940. B. 16. -94 s.

52. Thomas C.A., Reboulet H.J. Moisture - proof determination ofwaxed papers// Ind. Engng. Chem. Anal. Ed.. 1930. vol. 2. - 390-391 p.

53. KingG. Permeability of keratin membranes to water vapour// Trans. Faraday Soc. 1945. vol. 41, - 479-487 p.

54. Schuman A.C. Apparatus for measuring gas permeability// Ind. Engng. Chem. Anal. Ed. 1944. vol. 16. 16, - 58-62 p.

55. Rouse P.E. Diffusion of vapors in films// J. Amer. Chem Soc. 1947. vol.69, - 1068-1075 p.

56. Van der Akker J.A. Application of electric hygrometer to the determination of water vapour permeability// Paper Trade Journal. 1947. vol. 124. -269-275 p.

57. Schuman A.C. Apparatus for measuring gas permeability// Ind. Engng. Chem. Anal. Ed. 1944. vol. 16. 16. - 58-62 p.

58. Doty P.M., Aiken W.H. Temperature dependence of water vapour permeability// Ind. Engng. Chem.. 1946. vol. 38. - 788-795 p.

59. Pierce F.T. Measurement of water vapour permeability of textile fab-

ries// J. of Textile Institute, 1945. vol. 36, N 7. - 169-176 p.

60. Медведева Л.П. Методика оценки суммарной влагопроводимо-сти материалов одежды / Научно-исследовательские труды ЦНИИШП №17, 1970. - 25-37 с.

61. Таблицы физических величин // Справочник / Под ред. Кикои-наИКМАтомиздат, 1976.-289-290 с.

62. FarnworthB.,Dolhan P. Apparatus to measure of water vapourre-sistans of textiles// J. of Textile Institute. 1984. vol. 75, N 2. - 142-145 p.

63. Берлинер M.А. Измерения влажности. ИЗД. 2-е, перераб. И доп. М.: «Энергия», 1973. - с. 400.

64. ГоломидовЕ.Е., КудиновИ.М., ПавловД.Л. Исследования и разработка способа измерения влажности древесины в процессе сушки пиломатериалов. Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: Всероссийская научно-практическая конференция. Сборник статей студентов и молодых ученых. - Красноярск: СибГТУ, Том 2, 2009. - 120-124 с.

65. Митчелл Дж. и Смит Д. Акваметрия. М., Изд-во иностранной литературы, 1952. - 429 с.

66. EberiusE. Wasserbestimmungmit Karl-Fischer Losung. Weinheim, VerlagChemie, 1954. - 178-240 s.

67. Венедиктов M.B. Выбор оптимального метода измерения влагосо-держания в зависимости от различия состояния влаги в пористом веществе.— В кн.: Тезисы докладов конференции по совершенствованию методов определения влагосодержания. Киев, ВНИИАналитприбор, 1970.

68. Клугман Ю.И. и Ковылов Н.Б. Диэлькометрические нефтяные влагомеры (обзор). М., ВНИИОЭНГ, 1969. - 345 с.

69. Емельянов В.А. Полевая радиометрия влажности и плотности лоч-во-грунтов. М., Атомиздат, 1970. - 306 с.

70. Шумиловский H.H., Скрипко А.Л., Король B.C., Ковалев Г.В. Методы ядерного магнитного резонанса М., «Энергия», 1966. - 140 с.

71. Добринская A.A. Метод ЯМР в исследованиях связывания воды

цементом и известью.— «Строительные материалы», 1969, № 2.

72. PetersenD. Н. Патент США, кл. 250-43.5 № 3.452.193,24.60.69. - 3 с.

73. Scrivens D.B., Kent D.W., Sargeant Royston A. E. Infrared moisture measurement on the paper machine — «Meas. and. Contr.», 1970, № 2.

74. Чудновский А. Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М., Физматгиз, 1962. - 456 с.

75. Валеев В. Г. Исследование ультразвуковых систем контроля влажности керамических масс. Диссертация. JI., 1969. - 200 с.

76. Дубицкий К. Г. Радиотехнические методы контроля изделий. М., Машгиз, 1963.-351 с.

77. Дорогов Ю. И. Бесконтактный радиоактивно-емкостный метод измерения влагосодержания волокнистых материалов в слое переменной толщины. Диссертация. Минск, 1968.

78. Пустынников В. Г. Вопросы общей теории измерений в технике многочастотного контроля. Диссертация. Д., 1967.

79. Г. Шустер. Детерминированный хаос. Москва «Мир» 1988. - 240 с.

80. М.Ю. Лурье. Сушильное дело. Госэнергоиздат, 1948. - 194-209 с.

81. Теория тепломассообмена. / Под ред. Леонтьева А.И. - М.: Изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1997. - 683 с.

82. Геращенко O.A., Гордов А.Н., Лах В.И. и др., Температурные измерения. Справочник. - Киев: Наукова думка, 1984. - 494 с.

83. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учебное пособие. В 10 т. Т. 5: Гидродинамика. - М.: Наука, 1988. - 736 с.

84. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 1984. - 632 с.

85. Плаченов Т.Г., Колосенцев С.Д. Порометрия. - Л.: Химия, 1988. -

176 с.

86. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме. - Л.: Энергия, 1973.- 143 с.

87. Д. Ши. Численные методы в задачах тепломассообмена: Пер. с

англ. - Изд-во M.: Мир 1988 г. - 544 с.

88. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991. - 304 с.

89. Азаров Н.Г. Метрология. Основные понятия и математические модели. - М.: Высшая школа, 2002. - 348 с.

90. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник / Под ред. Клименко А.В. и Зорина В.М., кн. 2, - М.: Изд. МЭИ, 2001,561 с.

91. Теплообменные устройства газотурбинных и комбинированных установок //Под ред. А.И.Леонтьева - М: Машиностроение, 1985, 360 с.

92. Пелевин Ф.В., Теплообмен и гидравлическое сопротивление в пористых сетчатых материалах, Труды 2-й Российской национальной конференции по теплообмену, М., 1998, т. 5, с. 254-257.

93. Садовский, В.В. Производственные технологии: учебник / В.В. Садовский, М.В. Самойлов, Н.П. Кохно [и др.]. - Минск: БГЭУ, 2008. - 431 с.

94. Матренин C.B., Овечкин Б.Б. Композиционные материалы и покрытия на полимерной основе: Учебное пособие. - Томск, 2008. - 197 с.

95. Авдейчик C.B. и др. Машиностроительные фторкомпозиты: структура, технология, применение: монография / под науч. ред. В.А. Струка. -Гродно: ГрГУ им. Янки Купалы. - 339 с.

96. Джанбекова Л.Р. Научно-технологические основы получения нетканых материалов на базе отходов кожевенно-мехового производства, модифицированных неравновесной низкотемпературной плазмой: Дисс.... докт. техн. наук. Казань, 2012. - 354 с.

97. Смирнова Е.Е. Влияние влаги на свойства льняных текстильных материалов: Дисс.... канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2001. - 171 с.

98. Лотов В.А. Закономерности оптимального формирования структур в технологии материалов на основе силикатных дисперсных систем: Дисс. ... докт. техн. наук. Томск, 2002. - 343 с.

99. Лысак И.А. Экспресс-метод контроля теплопроводности строи-

тельных композиционных материалов с использованием высококонцентрированного потока плазмы: Дисс.... канд. техн. наук. Томск, 2003. - 168 с.

100. Ковалева И.В. Метод измерения теплопроводности твердых теплоизоляционных материалов на основе интегральной формы уравнения Фурье: Дисс.... канд. техн. наук. Москва, 2005. - 160 с.

101. Патент РФ. 2488102 RU . Игонин В.И. и др. Способ определения теплопроводности твердого тела активным методом теплового неразрушаю-щего контроля. // Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) (RU). 2013 г. - 6 с.

102. Патент РФ. 2478940 RU . Соколов А.Н., Соколов H.A. Способ определения теплопроводности материалов. // Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" (ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева") (RU). 2013 г. - 6 с.

103. Коротких А.Г. Теплопроводность материалов: учебное пособие. / Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 97 с.

104.Чернышов В.И., Однолько В.Г., Чернышов A.B. Методы и системы неразрушающего контроля теплозащитных свойств строительных материалов и изделий. - М.: Изд-й дом «Спектр», 2012. - 200 с.

105. Нестерук Д.А., Вавилов В.П. Тепловой контроль и диагностика. Учебное пособие для подготовки специалистов I, II, III уровня. - Томск.:, 2007. - 104 с.

106. Панфилова С., Червинский А. и др. Бесконтактный тепловой контроль изделий электронной техники. Производство электроники: технологии, оборудование, материалы. №3, 2007. - 8 с.

107. Битюков В.К. Бесконтактные методы и средства контроля теплового состояния изделий из частично прозрачных материалов. Дисс. ... докт. техн. наук. Москва, 1997. - 343 с.

108.Видин Ю.В., Иванов B.B. Расчет температурных полей в твердых телах, нагреваемых конвекцией и радиацией одновременно. - Красноярск, 1965. -95 с.

109.Видин Ю.В. Инженерные методы расчетов процессов теплопере-носа. - Красноярск, 1974. - 144 с.

1 Ю.Иванов В.В., Бойков А.Г., Кудрявцев Л.В. Определение тепловых свойств материалов используемых в системах теплоснабжения и строительства. - Волгоград: ВолгГАСА, 1998. - 98 с.

111. Дульнев Г.Н. Комплекс методик, программ и аппаратуры для автоматизации теплофизических исследований // ИФЖ. - 1981. - Т. 40, № 4.-717с.

112. Курепин В.В., Дикалов А.И. Определение теплофизических характеристик методом мгновенного теплового импульса при учете влияния контактных термических опротивлений // ИФЖ. - 1981. -Т. 40, №6.-1046с.

113. Карелоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. - М.: Наука, 1964.-487 с.

114. Тейлор Ли. Температуропроводность материала с диспергированными включениями // Теплопередача. Труды американского общества инженеров-механиков. - 1978. -№ 4.-177-182с.

115. Сперроу Э.М., Сесс Р.Д. Теплообмен излучением. - Л.: Энергия, 1971.-294 с.

116. Минтаханова Т.М., Петрова Т.В. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Материаловедение швейного производства». Часть 2. Восточно- сибирский государственный технологический университет. Улан-Уде. 2003. - 75 с.

117. Куличенко A.B. Разработка моделей и экспериментальных методов изучения воздухопроницаемости текстильных материалов. Дисс. ... докт. техн. наук. Москва, 2005. - 340 с.

118. Стенюгина O.B. Методическое и техническое обеспечение проектирования и оценивания качества трикотажных полотен и изделий: Дисс. ... канд. техн. наук. Кострома, 2012.-156с.

119. Нечушкина Е.А. Разработка метода прогнозирования паропрони-цаемости текстильных материалов: Дисс.... канд. техн. наук. Москва, 2010. -225 с.

120. Мамиконян Б.М., Аветисян А.Р. Методы и средства измерения влажности древесины. Вестник ГИУА. Серия «Электротехника, энергетика». 2012. Вып. 15, №2.-20 с.

121. Ивченко O.A. Разработка радиоволнового метода определения гидрофизических свойств почв: Дисс.... канд. техн. наук. Омск, 2007. -

170 с.

122. Корнюхин И.П., Жмакин JI.И., Тепломассообмен в пористых телах, М.,Информэлектро, 2000. - 236 с.

123. Полежаев Ю.В., Селиверстов Е.М., Универсальная модель пористого охлаждения, Труды 3-й Российской национальной конференции по теплообмену, М., 2002, т. 5, с. 293-296.