Розробка методу і оцінка теплозахисних властивостей матеріалів для спецодягу - Автореферат

Київський національний університет технологій та дизайнуРобота виконана в Хмельницькому державному університеті Міністерства освіти і науки України. Сарана Олександр Миколайович, Хмельницький державний університет, доцент кафедри технології та конструювання швейних виробів Ментковський Юзеф Леонович, Київський національний університет технологій та дизайну кандидат технічних наук, доцент Захист відбудеться “19 ”травня 2004 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.102.03 у Київському національному університеті технологій та дизайну, 01601, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київського національного університету технологій та дизайну за адресою: 01601, м.Створення теплозахисного спецодягу здійснюють на основі вибору матеріалів, який базується на обєктивній оцінці їх властивостей (за допомогою методів і приладів, що моделюють умови експлуатації). Проте, методів і приладів, що дозволяють комплексно та обєктивно оцінити теплозахисні властивості матеріалів з можливістю моделювання умов експлуатації й використанням компютерних технологій, існує недостатньо. Актуальність теми дисертаційної роботи обумовлена необхідністю вивчення теплозахисних властивостей нових матеріалів для спецодягу, а також обмеженою кількістю спеціальних методів і приладів, які б дозволяли проводити такі дослідження комплексно, з можливістю моделювання умов експлуатації та використанням компютерної техніки. вперше отримані експериментальні залежності характеристик теплозахисних властивостей від температури джерела теплової дії та емпіричні рівняння, що їх описують: термінів підвищення температури до 37°С на виворітній поверхні проб матеріалів; термінів підвищення температури до 50 °С на виворітній поверхні проб матеріалів; температури на виворітній поверхні проб через 10 с теплової дії; термінів початку і кінця руйнування проб; захисного індексу. Безпосередньо автором: доопрацьована математична модель процесу теплопередачі крізь матеріали спецодягу; розроблено комплексний метод визначення і оцінки теплозахисних властивостей матеріалів; розроблено спеціальне програмне забезпечення для керування приладом, моделювання процесу теплової дії, вирішення теплофізичних задач і обробки даних; визначені ефективні теплозахисні і теплофізичні характеристики; виконана оцінка теплозахисних властивостей матеріалів та розроблені рекомендації щодо їх використання.Тому необхідно визначити місця розташування точок (вузлів просторової сітки) по товщині пакета, які мають відповідати таким умовам: перший вузол повинен співпадати з лицевою поверхнею матеріалу (пакета) і початком осі ОХ; наступний вузол має бути розташований на однаковій відстані (крок просторової сітки) від попереднього; останній вузол повинен співпадати з виворітною поверхнею матеріалу (пакета); крок просторової сітки обирають кратним товщині кожного з шарів матеріалів, які входять до складу пакета. Математична модель процесу теплопередачі крізь матеріали являє собою систему рівнянь теплопровідності з приєднаними до них умовами однозначності: , (1) де - середній коефіцієнт температуропроводності, м2/с; - коефіцієнт теплопровідності i-го вузла шару пакета, Вт/(м?К); - масова питома теплоємність i-го вузла шару пакета, Дж/(кг?К); - обємна густина i-го вузла шару пакета, кг/м3; n-число вузлів просторової сітки. Далі ЕОМ розраховує загальну товщину матеріалу (блок 3); обирає найменшу товщину шару матеріалу (блок 4); виконує пошук найбільшого спільного дільника товщині всіх шарів (блок 5); розраховує мінімальну кількість вузлів (блок 6); присвоює вузлам моделі початкові температури і теплофізичні характеристики (блоки 7,8,9). У третьому розділі розроблена структура приладу оцінки теплозахисних властивостей матеріалів (ОТЗВМ), вибраний пристрій завдання граничних умов, обґрунтовані засоби вимірювання, розроблена конструкція деталей, вузлів та приладу в цілому, визначений порядок роботи на приладі та порядок обробки результатів випробувань, створено програмне забезпечення для управління приладом. За програмою “Критерии оценки теплозащитных свойств” (рис.7) ЕОМ зчитує дані експерименту і послідовно визначає: t1 - термін підвищення температури на виворітній поверхні проби до значення 37 °С; t2 - термін підвищення температури на виворітній поверхні проби до значення 50 °С; t1 - підвищення температури на виворітній поверхні проби за наперед визначений термін дії - 10 с; Ізах - захисний індекс за термін 10 с, %; t3-термін початку руйнування проби, с; t4 - термін кінця руйнування проби, с.В процесі розробки комплексного методу, який дозволяє виконати оцінку теплозахисних властивостей матеріалів, вирішені три групи питань. Модель дозволяє автоматизовано визначити кількість рівнянь в системі, місця розташування вузлів просторової сітки та розрахувати температури в них в будь-який момент теплової дії, залежно від кількості шарів матеріалів, їх товщини і сировинного складу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ