Nghiên cứu chế tạo máy thí nghiệm thử độ thoáng khí của vải

Trang 1

BỘ CÔNG NGHIỆP

PHAN VIEN DET MAY TẠI TP HỎ CHÍ MINH

BAO CAO TONG HOP

KET QUA KHOA HQC CONG NGHE DE TAI

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY THÍ NGHIỆM THU DO THOANG KHi CUA VAI

Cha nhiém dé tai: LE DAI HUNG

7838

07/4/2010

TP HO CHi MINH - 2010

Trang 2

BỘ CÔNG THƯƠNG

TAP DOAN DET MAY VIỆT NAM PHAN VIEN DET MAY

Trang 3

Cơ quan chủ trì: Cơ quan chủ quản Phân viện đệt may Bộ Công Thương

Địa chỉ 345/128A Trần Hưng Đạo | Địa chỉ: Số 25 Bà Triệu, Hà Nội QI1,TP HCM Tel: 04-3934935 Tel: 08-39201396 Fax: 08-39202215 Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo máy thí nghiệm thử độ thoáng khí của vải Mã số: 124.09.RD/HD-KHCN "Thời gian thực hiện đề tài: 1/2009 đến 12/2009 Các đơn vị phối hợp thực hiện: Chủ nhiệm để tài: KS Zê Đại Hưng Trưởng phòng NCTH Phân viện Dệt may Các công tác viên:

Họ và tên Học hàm, học vị Cơ quan

1 |Nguyễn văn Chất KS Co khi chế tạo máy | Phân viện Dệt May 2 |Nguyễn Thanh Tuyến |KS Công nghệ đệt Phân viện Dệt May

Trang 4

PHẦN MỞ ĐẦU

NỘỌIDUNG CHÍNH CỦA ĐÈ TÀI

L Nghiên cứu lý thuyế L1 Độ thẩm thấu khơng khí ( độ thống khí L2 Các phương pháp xác định độ thoáng khí L3 Tiêu chuẩn và phương pháp thử độ thoáng khí L4 Thiết bị thử độ thoáng khí II Các bước triển khai thực hiện 1L] Lựa chọn sơ để nguyên lý 1L2 Thiết kế 1L2.1 Sơ đồ tổng quát 11.2.2 Tinh todn thiết kế hệ thống đo 12.3 Thiết kế phần cơ khí 11.2.4 Thiết kế hệ thống điều khiể 1L3 Lắp ráp và hiệu chỉnh II Chạy thử và đánh giá IIL.1 Chạy mẫu thử nghiệm IHL2 So sánh kết quả thử T3 Đánh giá kết quả IV ,Ý nghĩa khoa học kỹ thuật

V ,Ý nghĩa kinh tế xã hội

VI Kết luận

Trang 5

MỞ ĐẦU

Độ thoáng khí là một yếu tố rất quan trọng trong các thông số kỹ thuật của vật

liệu đệt như là vải lọc khí, vải lọc đầu, vải may lễu, vải may di, vai ming, vai làm cánh buồm, vải may mặc

"Trong lĩnh vực lọc, độ thoáng khí có liên quan trực tiếp đến hiệu suất lọc ( sự

ặt màng lọc khi sử dụng ) „ Độ thoáng khí còn

chênh lệch áp suất giữa các bề

được sử dụng để diễn tả khả năng thở của vải đã xử lý chống thấm nước hoặc

vai tring phi

Trong lĩnh vực công nghiệp và quân đội, thông số độ thông khí được xem là một

trong những thông số căn bản để lựa chọn vật liệu đệt và là tiêu chí được quan

tâm khí mua nguyên liệu

"Trong lĩnh vực may mặc đân dụng, quần áo có 3 nhiệm vụ cơ bản quan trọng Nó vừa có tác dụng bảo vệ cơ thể khỏi cac điều kiện khí hậu đồng thời giúp tạo

vẻ đẹp bên ngồi Nó khơng những bên, thời trang mà cần phải có tính tiện nghi, phù hợp với sinh lý cơ thể, thoáng mát và vệ sinh Tuỳ theo thời tiết và

mục đích sử dụng mà sản phẩm có độ thoáng khí khác nhau Quần áo mặc ngồi

thống khí thấp, ngăn không cho khơng khí từ ngồi

vào mùa đông cần có xâm nhập vào cơ thể

Quân áo phục vụ cho thể thao, đi bộ, choi tennis, đạp xe cần có sự kiểm soát im, độ thoáng khí, tính giữ nhiệt khi vận động

Độ thoáng khí là yếu tố chính để đánh giá tính vệ sinh của vải may mặc, đo

lường “khả năng thở “ của quần áo Những năm gần đây, tính thoáng khí trở niên một trong những chỉ tiêu cần thiết mà người tiêu dùng chọn để mua sản

phẩm

Để đo lường độ thoáng khí của vải, người ta dùng những thiết bị đo lưu lượng

Trang 6

sản xuất ở nhiều nước nhằm đáp ứng nhu cấu ngày càng cao về chất lượng Tuy

nhiên cho đến nay giá thành của thiết bị cồn khá cao Mục tiêu :

s_ Nghiên cứu thiết kế chế tạo Máy đo độ thoáng khí phù hợp các tiêu chuẩn :TCVN 5092-90, ASTM D 737, ASTM D 3574, EN ISO 7231, EN ISO 9237, BS 5636, AFNOR GO7-111, JISL 1096A

s_ Đáp ứng nhu cầu thử nghiệm chỉ tiêu độ thoáng khí của vật liệu đệt

trong nước, có khả năng thay thế máy nhập ngoại

Nội dung đề tài:

1 Nghiên cứu lý thuyết

« Nguyên lý đo độ thoáng khí

s _ Tham khảo các phương pháp thử độ thoáng khí

e_ Nghiên cứu và tìm hiểu các dạng thiết bị hiện có trong nước và trên thé giới 2 Triển khai s_ Chọn dạng thiết bị và nguyên lý hoạt động « Thiết kế: Phần cơ khí Thiết kế hệ thông điều khiển © Lip ráp cân chỉnh và chạy thử

Trang 7

Tiếp cận thông tin trên mạng, các tài liệu từ các hãng cung cấp thiết bị và

những tiêu chuẩn cần thiết về thiết bị đo độ thoáng khí

Lựa chọn nguyên lý hoạt động và thông số kỹ thuật cần thiết cho việc

thiết kế

Trang 8

NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐÈ TÀI

1.NGHIÊN CUU LY THUYET

L1 D6 tham thau thông khí (độ thoáng khí )

Là khả năng của vật liệu dệt cho không khí xuyên qua, được thể hiện bởi lượng không khí xuyên qua 1 đơn vị điện tích của vật liệu đệt trong một thời gian nhát định khi có sự chênh lệch áp suất giữa hai bề mặt mẫu Hình 1 Độ thoáng khí của vải may mặc cư TeCHTOLOSY jssce

FABRIC (MOISTURE RETENTION BODY THERMAL

Trang 9

Độ thoáng khí của chế phẩm dệt đặc trưng bằng lượng không khí K„, (dm?) truyén qua 1m” chế phẩm trong 1 giây khi hiệu số áp suất giữa 2 mặt chế phẩm là N#m” hoặc mm cột nước (1 mm cột nước bằng 9.81 Nim?) P =P, —P, (Pa) (Céng thite 1 ) Nguyên lý chưng xác định độ thoáng khí thể hiện theo sơ đồ : J Put / —- 2 f a: ——== ae Hinh 5-9 So dé xác định thông khí, ị

Hình 3 Sơ đỗ nguyên lý xác định độ thẩm thấu không khí

Mẫu thí nghiệm 3 đặt trong ống phân chia thành hai phần 1 và 2

Khi áp suất không khí trong các phân ống 1 và ống 2 khác nhau (Pị> Pz)

Lúc đó không khí có thể tích V (dm”) sẽ truyền qua chế phẩm có điện tích

Fứm”) trong thời gian T(s), khi hiệu số áp suất P= P;-P;

"Từ đó, xác định được độ thẩm thấu không khí theo công thức :

Trang 10

-_ Hệ số thông khí phụ thuộc P, nên khi so sánh độ thông khí của vật áp suất không khí cố định dệt cần thực hiện trong điều kiệ -_ Theo Rakhmatullin, giữa P và K„có mối liên hệ sau : P= aK,+bK”, (công thức 3)

a, b hệ số xác định theo thực nghiệm phụ thuộc vào cấu tạo và

chiều đày vải

P thấp : Thử nghiệm trên vải khít và dày, hệ số b xấp xỉ bằng 0

thử nghiệm trên vải thưa, hệ số a xắp xỉ bằng 0

- Theo Arkhang helski, ta có :

K,=B.P* (công thức 4)

Bị hệ số thông khí khi p =1 x chỉ số phụ thuộc cấu trúc vải,

( vai day x=0.98 xấp xỉ 1 và vải thưa x= 0.53 xấp xỉ 0.5)

Nếu thử với P= const : Kẹ phụ thuộc rất nhiều vào độ xốp, số lượng và

kích thước các lỗ trống và bề đày sản phẩm Sản phẩm càng xốp là độ chứa đầy càng thấp và độ thoáng khí càng cao

Nếu hiệu áp P=50Pa,

Theo Fedorow :

(a~E,)

Kso= (dm /m”.s) (công thức 5)

Theo Arkhang helski:

Kso= (100 +e — E,}” (dm /m”.s) (công thức 6)

E¿ độ chứa đầy bề mặt vải (%)

Trang 11

Độ thoáng khí cồn phụ thuộc vào từng loại ri

Độ thẩm thấu không khí của vật liệu đặc gần như bằng không, cồn của các

vật liệu xốp thì thì nằm trong những khoảng giới hạn rộng - Cùng độ xốp như nhau : Kp vải đệt từ sợi mảnh với lỗ trống nhỏ < Kp vải dệt từ sợi thô với lễ trống to -_ Cùng độ chứa đầy bề mặt : Kp vải dệt vân điểm < Kp vải dệt vân chéo < Kp vải đệt vân đoạn < Kp vải đệt crếp và tổ ong

- Kp Vải không dệt phụ thuộc độ xếp và bề dày vật liệu ( vải nỉ, dạ ) - Thực tế , yêu cầu về độ thông khí phụ thuộc vào công dụng :

Kp cao cho các sản phẩm mặc lót và mặc vào mùa hè : Kp tất cao cho các loại vải dùng lọc khí

Ngược lại Kp thấp đối với vải may ngoài cho quần áo mùa đông và hàng len dạ nhằm giúp cơ thể chống sự thâm nhập của không khí lạnh

"Thực nghiệm về độ thẩm thấu không khí :

Băng 1: ảnh hưởng của hệ số độ chứa đầy và độ thẩm thấu không khí của 18

loại vải thô

Trang 12

Các mẫu vải có cùng cấu trúc nhưng khoảng trồng trên mặt vải tạo thành lỗ lớn

thì có độ thoáng khí cao hơn những loại vải tương tự nhưng khoảng trồng trên

mặt vải tạo thành có lễ nhỏ hơn Điều này phụ thuộc khoảng trống trên bề mặt

Trang 13

vải, Từ kết quả trên thể hiện độ thoáng khí ảnh hưởng độ chứa đầy của vải rất lớn Vai hopsack cho độ thoáng khí cao nhất, vân chéo thì thấp hơn nhưng không đáng kể và vân điểm thì có độ thoáng khí bằng 1⁄4 của vải hopsaek và vân chéo

Các chuyên gia phân cấp độ thoáng khí theo CEM (Cubic feet per mỉnute per square meter ) Cấp độ thoáng khí (5 CEM - 200 CFM) hoặc (0% - 90%) CFM =0: Vải kháng gió 100% CFM =0 +3 :Vải may dù CFM =5: Vải may áo Jacket, bảo vệ khí lạnh không xâm nhập vào cơ thể nhưng kín gió

CFM = I5 ~ 20: Vải may áo mặc hàng ngày

CFM = 15-40: Ao Jacket dang vai ni, giữ ấm nhưng có độ thoáng khí

"Tham khảo biểu dé độ thoáng khí cho những vải may sản phẩm dùng trong

thể thao :

Trang 14

1.2 Phương pháp xác định độ thoáng khí : 12.1 Phương pháp Erazier :

Nguyên lý : Thiết bị xác định độ thoáng khí hoạt động tự động và hiển thị số

theo phương thẳng đứng: xác định tỷ lệ của đòng khí theo phương thẳng góc

với bề mặt vải

Inclined type barometer

Test specimen _, Clamp

Bafile plate

Suction fan: ` Air exhaust

Hình 5: Nguyên lý xác định độ thoáng khí hoạt động tự động và hiển thị số theo phương thẳng đứng

Những thiết bị và dụng cụ xác định độ thẩm thấu không khí của chế phẩm dệt làm việc theo nguyên lý :

Trang 15

Hình 7 : Sơ đề dụng cụ xác định độ thẩm thấu không khí của vải- quạt hút

Trang 16

Hình 8 : So dé dụng cụ xác định độ thẩm thấu không khí của vải

-nước chảy

Tao nén hiệu số áp suất P và P; trên bề mặt mẫu thử (1), từ đó không khí

truyền qua chế phẩm Sự chênh lệch về áp suất giữa các bề mặt chế phẩm

được tạo nên bằng

Pi> P: Dùng bơm hút (hình 1.2a) Dùng quạt gió (hình I.2b)

Dùng nước chảy từ bình 2 nối với ống 3 và bình 4 phía trên đặt méu thi nghiệm 1 Hiệu số áp suất p đo bằng áp kế 5 (hình 12c)

Xác định thể tích không khí V(m”) truyền qua điện tích F(m”) của

mnấu sau thời gian T@), từ đó tính được độ thẩm thấu không khí Kp theo

công thức:

Trang 17

Kẹ=V/F.T (dm ⁄mỄs)

"Thể tích không khí V truyền qua mẫu vải do bằng lưu lượng kế 6 hoặc bằng thể tích nước của bình 2 chảy xuống trong thời gian T hoặc tính theo

hiệu số áp suất h=P-P; trước và sau tắm ngăn 7 đặt trong bình 4 Trong

trường hợp này xác định thể tích không khí theo công thức thực nghiệm (Xcônnhicôp )

W=V/T =2.08.0.d°y" +y (cmƯ/§)

W thé tich khang khí đi qua mẫu trong 1 giây (em /giây)

ø Hệ số bổ sung, kể tới dòng không khí truyền qua lễ nhỏ của tấm ngăn 7 và phụ thuộc vào sự tương quan giữa đường kính tấm ngăn 7 và đường kính bên trong của ống (œ=0.6 + 0⁄7)

d: đường kính của lỗ tắm ngăn (mm)

h: hiệu số áp suất giữa 2 mặt tắm ngăn (mmH;0) H: Ấp suất không khí (mmHg) T nhiệt độ không khí (“K) + Mật độ không khí =1.29 kg/m? Khi các đại lượng đ, ø, H, T, y không đổi, lúc đó công thức trên được viết là: We const (cong thite 3) Do đó trong thực tế :

Độ thông khí Kp = W/F (em /m”.s) (công thức )

Để xác định độ thẩm thấu không khí của vải (đặc biệt là vải kỹ thuật từ tơ thiên

nhiên, sợi hóa học ) còn dùng dụng cụ ATL- 2 (hình )

Trang 18

Hình 9, sơ đồ đụng cụ ATL ~ 2 Mẫu vải thí nghiệm dang hình tròn l đặt vào ổ mắc mẫu 2 có diện tích lỗ bằng 10, 20, 50 và 100 cm”, phía trên đặt vòng nén 3 Khi quạt gió 4 làm việc sẽ hút gio qua mẫu vải dưới các áp suất trong giới hạn : 0 + 30 mmH;0, 30100 mmnH;0, 1002200 mmnH;0 thể hiện mức nước cắt từ bình 13 dâng lên trên 3 ống nghiêng 12, giá trị mỗi vạch chia bằng ImmH,0

Lưu lượng không khí truyền qua mẫu được xác định trên các ống 8, 9, 10, 11

tương ứng các giới hạn đó là 4240 líUgiè, 202200 lit/giờ, 12021200 HƯgiờ,

8008000 lfưgiờ Muốn vậy, vặn núm xoay 7 để phao 5 dâng lên trong ống sẽ

tìm được lưu lượng không khí phù hợp

Trang 19

V lưu lượng không khí (lí/giờ )cực đại và cực tiểu đối với tất cả mẫu thử F: diện tích thử (m”) 11.2.2 Phương pháp Gurley : Nguyên lý : Đo lường thời gian tính bằng giây, cho 200mml khí đi qua vải đưới áp suất không đổi Unit: mm Falling cylinder Load 139 N (141.8 gf) 973 Cylinder supporter Outer evlinder (w 8) 2413 Hình 10: Nguyên lý Gurley 13 Tiêu chuẩn 1 TCVN 5092-90 : Phương pháp xác định độ thoáng khí

- _ Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định độ thoáng khí của các loại

vải và một số sản phẩm đệt như bít tất, khăn

- _ Yêu cầu kỹ thuật về thiết bị thử :

Trang 20

tích thử : 10 em”, 20 cm”, 50 cm”, 100

“_ Bộ phận căng mẫu có

cm?

" Đồng hồ đo thể tích khí có độ chính xác bằng 0.5 % giá trị giới hạn

của thang đo

" _ Bộ phận điều chỉnh áp suất đảm bảo sự điều chỉnh chính xác áp

thiểu là 2mbar,

suất cần thiết

"_ Đồng hồ đo áp suất có vạch chia tới 50nbar hoặc nhỏ hơn đối với khoảng đo từ 0 đến 2mbar hoặc nhỏ hơn đối với khoảng đo từ 0 tới

2mbar

+ Ap suat téi thidu gitta 2 mat m4u thir duge qui dinh nhu sau:

Trang 21

2 ASTM D 737 - 2004: Air Permeability of textile fabrics

- Tiéu chuẩn này qui định phương pháp xác định độ thoáng khí của hầu hết

các loại vật liệu dệt

Vải đệt thoi, vải không đệt, vải may túi lọc, chăn, vải

tráng phủ, vải đệt kim, vải nhiều lớp

" _ Bộ phận căng mẫu có điện tích thử : 38.3 em” ( hoặc 5cm”, 6.45cm”,

100 cm’)

= Vong kep : lam bing Neoprene, kich thuée : ¢6 thé bao quanh khu vực mẫu thử với bề đày 3mm và bề rộng là 20mm ( ngăn khí xuyên qua tại

Tniệng kẹp )

" _ Bộ phận điều chỉnh áp suất (áp kế ) có độ chính xác bằng +2 % giá

trị giới hạn của thang đo

=_ Sự chênh áp suất (hiệu áp suất ) tối thiểu giữa 2 mặt mẫu thử được

qui định như sau : từ 100 Pa + 2500Pa

Trang 22

3 ISO 9237-1995 : Determination of the permeability of fabrics to air (tương đương DIN 53887 va NF G07 -111)

Tiéu chudn này qui định phương pháp xác định độ thoáng khí của hầu hết

các loại vật liệu đệt bao gồm vải công nghiệp dung cho mục đích kỹ thuật,

vải không dệt, vải và sản phẩm may mặc

» _ Bộ phận căng mẫu có điện tích thử : 5 em”, 20cm”, 50cm”, 100 cm” " _ Vòng kẹp: làm bằng cao su, có cùng kích thước với mẫu thử : có thể bao quanh khu vực mẫu thử với bề dày 1+2 mm (độ cứng 65 +70 TRHD )

= Sự chênh áp suất (hiệu áp suất ) giữa 2 bề mặt mẫu thử được qui

định như sau : từ 50 Pa + 500Pa

=_ Lưu lượng kế đo lượng khí đi qua mẫu (ảm min) hoặc I/min có độ chính xác +2%

“ Sự chênh áp suất giữa 2 bề mặt mẫu thử được qui định như sau: Là 100 Pa, khu vực thử là 20cm” ( dùng cho sản phẩm may mặc ) Là 200 Pa, khu vực thử là 20cm” ( dùng cho vải công nghiệp )

- Tính toán kết quả :

“Độ thoáng khí :

qy Thể tích khí đo được (đm”/min)

A : Diện tích khu vực thử (em”)

167 : Hệ số chuyển đổi từ đơn vị dm’/min/cm? sang mm/second

Trang 23

t có khoảng trống như mesh, vải lưới và vải

khơng dệt, độ thống khí : “_ Trường hợp vải

R= '-x 0.167

A

q,:Thé tich khi do duge (emf)

A: Dién tich khu vực thử (cm?)

167 : Hệ số chuyển đổi từ đơn vị dm /min/cm” sang (mm/second)

4, JIS L 1096 -99 : Determination of the Air permeability of fabrics to air

- Tiéu chuẩn này qui định phương pháp xác định độ thoáng khí của hầu hết

t bao gồm vải công nghiệp dùng cho rmục đích kỹ thuật,

vải không dệt, vải và sản phẩm may mặc ms Yêu cầu kỹ thuật về thiết bị thử :

“ _ Bộ phận căng mẫu có diện tích thử : 5 em”, 20cm”, 50cm”, 100 cm” " _ Vòng kẹp: làm bằng cao su, có cùng kích thước với mẫu thử : có thể bao quanh khu vực mẫu thử với bề dày 1+2 mm (độ cứng 65 +70 IRHD )

Hiệu áp suất đo trên diện tích thử là SOPa, 100pa, 200Pa, và 500 Pa =_ Sự chênh áp suất (hiệu áp suất ) giữa 2 mặt mẫu thử được qui định

như sau : từ 50 Pa + 500Pa

=_ Lưu lượng kế đo lượng khí đi qua mẫu (ảm”/nin) hoặc I/min có độ chính xác +2%

~ Sự chênh áp suất giữa 2 bề mặt mẫu thử được qui định như sau: Là 100 Pa, khu vực thử là 20cm” ( dùng cho sản phẩm may mặc )

Trang 24

Là 200 Pa, khu vực thử là 20cm” ( dùng cho vải công nghiệp )

- Tính toán kết quả :

"Độ thoáng khí : R= £x167

A

qv: Thể tich khi do duge (emf)

A+: Dién tich khu vực thử (em”)

167 : Hệ số chuyển đổi từ đơn vị dm”min/cm” sang rrm/second “_ Trường hợp vải t có khoảng trống như mesh, vải lưới và vải khơng dệt, độ thống khí : R= £x 0.167 A

qy: Thé tich khi do duge (dm?/min) A : Diện tích khu vực thử (em”)

167 : Hệ số chuyển đổi từ đơn vị dm /min/cm” sang (mm/second)

L4 THIẾT BỊ THỬ ĐỘ THỐNG KHÍ

> Frazier low differential pressure air permeability tester

ces oy cutEtEha tnrraunE

Hình I1 ; Frazier low differential pressure air permeability tester

Trang 25

> Frazier high differential pressure air permeability tester

Hinh 12 : Frazier high differential pressure air permeability tester > Frazier 2000 differential pressure air permeability tester

Hinh 13: Frazier 2000 differential pressure air permeability tester

Trang 26

1 Phạm vi áp dụng:

Đo độ thoáng khí trên giấy, vật liệu dệt ( vải dệt thoi, vải dệt kim, vải không dệt ), vải lọc khí, vải lọc dầu, vải lọc nước, đệm mút và màng kim loại 2 Nguyên lý :

Thiết bị xác định độ thoáng khí hoạt động tự động và hiển thị số

theo phương thẳng đứng: xác định tỷ lệ của đồng khí theo phương thẳng góc với bề mặt vải 3, Tính năng kỹ thuật : Bảng 2 : So sánh tính năng các thiết bị thử độ thoáng khí của vải

Model Lowpressure | Highpressure | Frazier 2000(1)

Air permeability | Air permeability | Air permeability

Model LP Model HP Model A

Trang 27

Model Lowpressure | Highpressure | Frazier 2000(1) Air permeability | Air permeability | Air permeability

Model LP Model HP Model A Độ thoáng khi 052700 0.5 +5400 0.5 +5400 (Cu.FUSq.FuMinute)

Độ tái lập (%) +0.5% +0.5% £05%

"Tiêu chuẩn thử ASTM D737 ASTM D737 ASTM D737

ASTM F778 ASTM F778 ASTM F778

ASTM D1117 ASTM DI117 ASTM DI117 ASTM D461 ASTM D461 ASTM D461 ASTM C 522 ASTM C 522 ASTM C 522 ISO 9237 ISO 9237 ISO 9237

DIN 53887 DIN 53887 DIN 53887

ASTM D 3574 ASTM D 3574 ASTM D 3574

4 Nhà sản xuất : Worldo ftest

4.1 Thiét bi Portable Air Permeability Tester FX 3360 PORTAIR

Hinh 14: Portable Air Permeability Tester FX 3360 PORTAIR

Trang 28

> Nguyên lý:

Kiểm tra tỉ lệ của đồng khí khi qua mặt vải theo phương vuông góc trong một diện tích bề mặt vải đã xác định do sự chênh áp giữa hai bề mặt thí nghiệm và đo nhanh mẫu thử

> Pham vi ép dụng:

Đo độ thoáng khí trên các loại vải mỏng, vải không đệt, nỉ „ giấy > Tinh ning ky thuật :

Thiết bị này bên cạnh đo độ thoáng khí còn xác định độ dày của mẫu thử

Kết quả đo có độ chính xác không cao, thiết bị có thể xách tay và đo trên

mẫu đang nằm trên chuyền sản xuất

Thang đo độ thoáng khí : 2 + 5000 lm”⁄s

Độ chính xác bằng +3 % giá trị giới hạn của thang đo

Hiệu áp suất đo trên diện tích thử là 9SPa + 500 Pa

Diện tích thử 20 cm”

Hiệu áp suất đo trên diện tích thử là 0.01Pa + 65000 Pa

Lưu lượng kế đo lượng khí đi qua mẫu 0.001 + 10m/s Diện tích thử 20 cm”

4.2 Digital Air permeability Tester Model A0002 Digital > Nguyên lý :

Xác định độ thoáng khí theo phương thẳng đứng: xác định tỷ lệ của đồng khí khi qua mặt vải theo phương thẳng góc với bề mặt vải do sự chênh ấp

giữa 2 bề mặt mặt mẫu thử

> Pham vi áp dụng:

Trang 29

Đo độ thóang khí cho vải may mặc, vải may túi lọc, vải tráng phủ, vải nhiều lớp > Tính năng kỹ thuật : Hiển thị số Thang đo thể tích : 0 + 500 f/min / fÈ + 1% Áp kế : 0300 Pa + 1% Diện tích khu vực thử : 38 em? > Tiêu chuẩn áp dụng : ASTM D737

> Nước sản xuất : Australia

4.3 Air permeability tester ‘ Gurley “

Hinh 15 : Máy thử độ thoáng khí ky thuật số Model A0002

Trang 30

Hình 16 : Máy thử độ thoáng khí ky thuật số Model 4320 > Nguyên lý:

Đo lường thời gian yêu cầu cho một thể tích khí 25ce + 300cc đi qua bề mặt mẫu thử quy định đưới một áp suất thấp không đổi

> Pham vi ép dung:

Đo độ thoáng khí cho vải làm dụng cụ lọc, túi có độ xếp, vải có lưới ( vải

Trang 31

TỊ.CÁC BƯỚC TRIÊN KHAI THỰC HIỆN

T1 Lựa chọn đạng thiết bị và nguyên lý hoạt động

Có 2 phương pháp khác nhau để định lượng sự thống khí (thơng khí ) của vải

nói chung (cả may mặt và vải kỹ thuật như phân đầu báo cáo đã phân tích

Phương phap Frazier :

Nguyên lý : Xác định thể tích không khí Vứn”) truyền qua điện tích Fứm”) của mẫu sau thời gian T(s), từ đó tính được độ thấm thấu không khí Kp theo công thức: K,=V/F.T (dm⁄m°s) Hình 17 : Nguyên lý Frazier Xác định lưu lượng thể tích không khí theo công thức thực nghiệm (Xcơnnhicơp )

WEVIT=2.08 42V" 27y (omƯs)ef3

W thé tich khéng khí đi qua mẫu trong 1 giây (em /giây)

Trang 32

ø Hệ số bổ sung, kể tới dòng không khí tuyền qua lỗ nhỏ của tấm ngăn 7 và phụ thuộc vào sự tương quan giữa đường kính tấm ngăn 7 và đường kính bên trong của ống (œ=0.6 + 0⁄7)

d: đường kính của lỗ tắm ngăn (mm)

Trang 33

Trong đó đối với vật liệu đệt phương pháp Erazier được sử dụng rộng rãi

hơn, cụ thể có rất nhiều tiêu chuẩn quốc tế yêu cầu thiết bị thử độ thoáng khí vật

liệu dét có nguyên Ì tương tự phương pháp này

AFNOR G07-111, ASTM D737, ASTM D 3574, BS5636, EDANA 140.1, EN ISO 7231, EN ISO 9237, JIS 1 1096A, TAPPI T 251

Phương pháp Gurley thường dùng cho giấy không xếp, ít thấm khí

(nonporous) tiêu chuẩn áp dụng ASTM D 726-58, TAPPI T460, CPPA D-14, SCAN P-19

Mục tiêu của đề tài là thiết kế chế tạo máy thỏa mãn tiêu chuẩn ASTM D 737

đo đó phương pháp Frazier được chọn H2 Thiết kế TỊ2.1 Sơ đỗ tổng quát Bais indo te ob 1

Soa nguyên lý mày thờ để hoảng KHÍ cua vài

Hình 19: Sơ đồ nguyên máy thử độ thoáng khí của vải

Trang 34

TỊ.2.2 Tính toán thiết kế hệ thống đo

1 Chọn thang đo

1.1 Thang đo áp suất

Tùy theo các tiêu chuẩn thử độ thống khí, thơng kê các loại tiêu chuẩn ta có phạm vi 4p suất thường sử dụng: Băng 3 : Thông kê tiêu chuẩn thử độ thoáng khí

Têntiêu | Nước/vật | Digntich | Ấplựethk Đơn vị đo

chuẩn liệu thử | khu vực thử

AFNOR Pháp 20cm hoặc | 196Pa 1n7s

GØ7-111 20cm”

ASTM D737 |Mỹ 38cm 125Pa chm

ASTM D 25cm” 125Pa dm 7°]

3574

BS5636 Anh Sem 98Pa Cm em

EDANA Vảikhông |20cm hoặc | 196Pa 1n2s

140.1 dệt 50cm?

EN ISO 7231 25cm 125Pa dm”75”

EN ISO 9237 | Chau Au 20em 200Pa/100Pa | Mm/s(=l/m7/s)

JIS11096A [Nhật 3§em 125Pa Cm "cm?

Trang 35

Phạm vi áp suất đo từ 98 - 200 Pa, đây là áp suất khá nhỏ so với khả năng làm việc của các cảm biến áp suất thông dụng (thường có thang đo từ I bar trở lên,

Ibar = 100000 Pa) Từ áp suất đo max = 200 Pa ta chọn thang đo của cảm biến

áp suất khoảng từ 0-500 Pa 1.2 Chọn cảm biến áp suất

¡ được trang bị phần tử nhạy với áp suất của khí hoặc

Cảm biến áp suất là thi:

chất lỏng gắn vào một màng làm bằng kim loại, silicon vv và chuyển giá trị đo

được thành tín hiệu điện (dòng, áp, xung số ) để xuất ra Có nhiều loại cảm

biến áp suất trên thị trường với công nghệ khác nhau Phân chia theo cấu tạo bên

trong của câm biển có sử dụng các phần tử nhạy với sự biến đạng cơ học gồm có

2 loại: loại dùng điện trở, và loại dùng tụ điện, Cảm biến áp suất cồn chia ra loại

đo áp suất so với áp suất khí quyền, đo chênh lệch áp suất

Các thông số chính của cảm biến áp suất: là

Tam do: khoảng áp suất thấp nhất và cao nhất cảm biến có thể đo được

Độ chính xác: tùy theo yêu cầu đo thường tính bằng tỷ lệ % toàn thang đo hoặc

tỷ lệ % giá trị đo, hoặc có khi phải áp dụng cả 2 tùy giá trị nào lớn hơn

Trang 36

" cà Maximum valve cere | I ouput stage V) a oo ob a 100 Presoure (kPa) Hình 20 : Cảm biến áp suất

Theo các tiêu chuẩn trên ( Bảng 3 ) áp suất chênh lệch mặt trên và dưới của vải khi đo là từ 9§ Pa đến 200 Pa, độ chính xác yêu cầu 2%, Xem các cảm biến áp

suất với tầm đo phù hợp của hãng Sensirion (Thụy sĩ):

Trang 37

Version: Range: Characteri Accuracy*:

SDP1000-R Oto 500 Pa root square 0.2% FS / 1.0% mv

SDP2000-L Oto 3500 Pa | linear 0.1% FS / 1.0% mv

nhận thấy model SDP1000-L có tầm do 0 dén 500 Pa dé chinh xdc 1% gia trị đo

là phù hợp Lưu ý về cách ghi độ chính xác

0.1% FS / 1.0% m.v với FS= đây thang, mv=giá trị đo

Với model đã chọn FS= 500 Pa, giả sử ta đo | Pa thi sai số toàn thang,

Băng 5 + Sai số của cảm biến áp suất SDP1000-L

Giá trị đo Sai số Sai số Sai số Sai số

(Pa) toàn theo giá | chung là | tương đối

Trang 38

khi đo 0-25 Pa sai số sai số tương đối là >2 % ngoài sai số cho phép của tiêu

chuẩn

1.3 Chọn thang đo lưu lượng

Hệ thống đo lường Anh-Mỹ phân cấp độ thoáng khí theo CEM (Cubie feet per

minute per square feet)

Cấp độ thoáng khí (5 CEM — 200 CEM) hoặc (0% - 90%)

CEM =0: Vải kháng gió 100% CEM =0 + 3 :Vải may dù

CFM =5: Vải may áo Jacket, bảo vệ khí lạnh không xâm nhập vào cơ thể nhưng kín gió

CFM = I5 ~ 20: Vải may áo mặc hàng ngày

CFM = 15-40: Ao Jacket dang vai ni, giữ ấm nhưng có độ thoáng khí

CFM = 30- 50: vải may sản phẩm dùng trong thể thao

(CFM= 1 feet khdi không khí đi xuyên qua bê mặt vải có diện tích | feet vuông trong thời gian | phat)

Chuyển qua hệ thống đo lường SĨ: em /s/cm2

Vậy thang đo lưu lượng từ 0 đến 200 CFM = I01,2 cm”/s/cm2 trong đó thang thông dụng từ 0 đến 50 CFM = 25,3 cm /s/cm2

-Theo thang đo trên cằnHính lưu lượng thực đi qua điện tích thử 38 cm” để tính

toán lựa chọn thiết bị đo, quạt hút

200 CFM = 101,2 cm”/s/cm2 = 230 líưphúU3§ cm2

50 CEM = 25,3 cmẺ/s/cm2 = 57,7 lUphúU38 cm2

10 CFM =5 cm”/s/cm2 = I1.5 líphúƯ38 cm2

Trang 39

1.4 Chọn cảm biến đo lưu lượng

Khí chọn cảm biến đo lưu lượng cần phân biệt hai loại loại do lưu lượng

đó là loại thể tích và khối lượng Nếu đơn vị lưu lượng cần đo là: mét khối, feet

Trang 40

Hình 22 : Mô tả dòng khí khi di qua tắm tiết lưu

Hình trên mô tả dòng khí khi đi qua tấm tiết lưu, bị đột ngột giảm tiết diện vận

tốc dòng khí tăng lên và ấp suất giảm phía sau tắm tiết lưu Nguyên lý của cảm

biến đo lưu lượng thể tích kiểu chênh áp là đo chênh lệch áp suất trước và sau

tấm tiết lưu (orifice), áp suất này tỉ lệ với lưu lượng khí đi qua ống Để thiết kế