UREX / Справочник / О материалах для тур. снаряжения.
В теплозащитной одежде должны сочетаться достаточно высокое тепловое сопротивление при малой массе, низкая воздухо-и влагопроницаемость и достаточная влагопроводность, чтобы защитить человека от внешней влаги, но не препятствовать ее удалению с поверхности тела.
Такое сочетание достигается при оптимальном подборе волокнистого состава, структуры полотна и видов отделки, в том числе специальных.
Суммарное тепловое сопротивление Rсум, (м2∙°С)/Вт, включает сопротивление переходу тепла от более теплой среды к внутренней поверх-. ности полотна, тепловое сопротивление самого полотна и сопротивление переходу тепла от наружной поверхности полотна в окружающую среду.
На суммарное тепловое сопротивление материалов и пакета существенное влияние оказывает величина неподвижной воздушной прослойки, а также количество слоев материалов; чем больше неподвижного воздуха заключено в материале, тем выше его теплозащитные свойства. С увеличением влажности и воздухопроницаемости материалов их теплозащитные свойства снижаются.
Теплозащитные свойства полотен зависят от их теплопроводности - способности проводить тепло от более нагретой среды к более холодной, удельного и суммарного теплового сопротивления
Коэффициент теплопроводности , Вт/м∙°С, характеризует способность проводить
где Q - мощность теплового потока, Вт; b - толщина полотна, м; F -площадь полотна, м2; - время прохождения теплового потока, ч; T1,T2 - температура поверхности полотна, °С.
Теплопроводность текстильных полотен зависит от многих факторов: волокнистого состава полотен, их структуры, влажности и др.
Коэффициент теплопроводности составляет: для воздуха - 0,02, шерсти - 0,03, шелка - 0,04, льна - 0,04, хлопка - 0,05, воды - 0,05 Вт/(м∙°С).
Поэтому при близких параметрах структуры текстильного полотна разного волокнистого состава имеют разные показатели теплопроводности. На теплопроводность полотен существенно влияют переплетения, пористость (открытая или закрытая), слоистость и др.
Открытые поры содействуют конвекции тепла через них и увеличивают теплопроводность. Ниже приведены данные теплопроводности некоторых тканей различных структур и назначения [17]:
Группа тканей Пальтовые Костюмные Платьевые Бельевые |
Коэффициент теплопроводности Вт/(м∙°С) 0,041-0,059 0,042-0,058 0,042-0,058 0,038-0,049 |
Наличие влажности в ткани приводит к увеличению теплопроводности. Эта зависимость выражается формулой:
где и - коэффициенты теплопроводности влажной и сухой ткани соответственно, Вт/(м∙°С), а - коэффициент, зависящий от вида материала, W- влажность, %.
Теплопроводность в значительной степени определяет теплозащитные свойства материалов, а также параметры влажно-тепловой обработки.
Удельное тепловое сопротивление р, (м∙°С)/Вт, и тепловое сопротивление R, (м -°С)/Вт, характеризуют способность изделий препятствовать прохождению через них тепла, т.е. их теплозащитные свойства.
Эти обратные характеристики показывают, на сколько градусов охлаждается среда с более высокой температурой при прохождении через 1 м2 полотна теплового потока в 1 Вт с учетом условной толщины в 1 м (для р) и фактической толщины полотна (для R).
Суммарное тепловое сопротивление Rсум, (м2∙°С)/Вт, включает сопротивление переходу тепла от более теплой среды к внутренней поверх-
ности полотна, тепловое сопротивление самого полотна и сопротивление переходу тепла от наружной поверхности полотна в окружающую среду.
Тепловое сопротивление текстильных полотен существенно зависит от их толщины, коэффициента теплопроводности. Оно тем больше, чем больше толщина полотен и чем меньше коэффициент теплопроводности. Однако тепловое сопротивление существенно уменьшается с возникновением воздушного потока и увеличением его скорости. Ниже приведены значения суммарного теплового сопротивления некоторых материалов (при скорости воздуха 1м/с).
Материал Мех искусственный Ватин хлопчатобумажный в 2 слоя Шинельное сукно Фланель Молескин Диагональ шерстяная Бязь |
Суммарное тепловое сопро- тивление, (м2∙°С)/Вт 0,246 0,237 0,172 0,149 0,156 0,129 0,112 |
Теплозащитные свойства текстильных полотен определяют разными методами.
Метод стационарного режима основан на определении количества тепла, необходимого для поддержания постоянной разности температур двух сред, изолированных друг от друга испытуемым полотном.
Метод регулярного режима основан на измерении скорости (темпа) охлаждения нагретого до заданной температуры тела, изолированного от окружающей среды испытуемой пробой полотна.