Một số kết luận về nội dung ch−ơng 3 của luận án đ−ợc rút ra nh− sau:
• • • •
• Bài toán mô phỏng số sự truyền nhiệt và truyền ẩm đồng thời qua quần áo trong chế độ ổn định và trong điều kiện không khí chuyển động đã đ−ợc xây dựng là phù hợp, kết quả có độ tin cậy cao. Kết quả mô phỏng phù hợp với những kết quả
nghiên cứu đã công bố trong cùng điều kiện và phù hợp khá tốt so với kết quả thực nghiệm trên mô hình “Hình trụ tỏa nhiệt- thoát mồ hôi”.
• • • •
• Đã xác định đ−ợc quy luật ảnh h−ởng của đ−ờng kính cơ thể ng−ời và tốc độ gió đến nhiệt trở, ẩm trở của kết cấu lớp quần áo trên cơ sở áp dụng mô hình số nói trên.
• • • •
• Mô hình thực nghiệm “Hình trụ tỏa nhiệt- thoát mồ hôi” đã đ−ợc thiết kế và chế tạo. Qua kiểm nghiệm cho thấy mô hình đáp ứng đ−ợc các yêu cầu của bài toán mô phỏng và đã đ ợc sử dụng để kiểm chứng kết quả mô phỏng số. −
• • • •
• Mô hình thực nghiệm trên cho phép xác định đặc tr−ng truyền nhiệt và truyền ẩm của nhiều dạng kết cấu lớp quần áo, không hạn chế số lớp vải, số lớp không khí và độ che phủ. Chiều dày lớp không khí tối đa khoảng 28 mm.
• • • •
• Đã xác định đ−ợc mối quan hệ giữa độ thẩm thấu không khí của vải, chiều dày vải, chiều dày lớp không khí, độ che phủ với nhiệt trở và ẩm trở của kết cấu lớp quần áo. Những nhận xét về mối quan hệ trên cũng hoàn toàn thống nhất với những kết quả nghiên cứu riêng rẽ về vấn đề này đã công bố. ảnh h−ởng của những yếu tố này đến nhiệt trở và ẩm trở của kết cấu lớp quần áo đã đ−ợc giải thích dựa trên cơ sở lý thuyết truyền nhiệt, truyền chất.
• • • •
• Đã áp dụng kết quả nghiên cứu mối quan hệ trên để đ−a ra chỉ dẫn dự báo nhiệt trở và ẩm trở của một số kết cấu lớp quần áo từ vật liệu sẵn có. Tiến hành thử nghiệm chọn vật liệu và thiết kế cấu trúc hai hệ thống quần áo bảo hộ lao động đảm bảo đ−ợc tính tiện nghi về nhiệt cho ng−ời mặc trong điều kiện mùa nóng ở n−ớc ta.
Kết luận của luận án và h−ớng nghiên cứu tiếp theo
Với mục đích góp phần hoàn thiện cơ sở lý thuyết cũng nh− thực nghiệm để nâng cao đặc tính vệ sinh của trang phục, luận án đã giải quyết đ−ợc một số vấn đề sau:
- Đã xây dựng đ−ợc mô hình số mô phỏng sự truyền nhiệt và truyền ẩm đồng thời qua quần áo trong chế độ ổn định và điều kiện không khí chuyển động. - Đã thiết kế và chế tạo đ−ợc một mô hình thực nghiệm phù hợp để xác định đặc tr−ng truyền nhiệt và truyền ẩm của kết cấu lớp quần áo, làm cơ sở để kiểm chứng kết quả mô phỏng.
- Đã xác định đ−ợc mối quan hệ giữa độ thẩm thấu không khí của vải, chiều dày vải, chiều dày lớp không khí, độ che phủ với nhiệt trở và ẩm trở của kết cấu lớp quần áo bảo hộ lao động trên cơ sở ứng dụng mô hình số.
- Đã áp dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chỉ dẫn dự báo nhiệt trở và ẩm trở của một số kết cấu lớp quần áo bảo hộ lao động trong môi tr−ờng nóng ở Việt Nam.
Những kết luận của luận án đ−ợc rút ra nh− sau:
1. Mô hình số mô phỏng sự truyền nhiệt, truyền ẩm đồng thời qua quần áo trong chế độ ổn định và điều kiện không khí chuyển động đ−ợc xây dựng bằng ph−ơng pháp phần tử hữu hạn và phần mềm tính toán động lực học dòng chảy ANSYS CFX cho biết đặc tr−ng chuyển động, phân bố nhiệt độ và độ ẩm không khí bên trong quần áo. Vận tốc không khí trong vùng vi khí hậu và khoảng không gian giữa các lớp vải có giá trị lớn nhất tại vị trí góc θ ±= (60 70)ữ 0 đối với kết cấu lớp thẩm thấu không khí tốt và tại vị trí θ ±= (30 50)ữ0 đối với kết cấu thẩm thấu không khí kém. ở phần phía sau hình trụ cơ thể ng−ời, vận tốc không khí rất nhỏ và gần nh− bằng 0. Nhiệt độ bề mặt da mô phỏng có giá trị nhỏ nhất tại vị trí θ= 00 và có giá trị lớn nhất nằm trong khoảng vị trí góc từ θ ±= 1000 đến θ ±= 1800 tùy theo dạng kết cấu và độ thẩm thấu không khí của vải.
2. Từ kết quả mô phỏng của mô hình số nói trên có thể xác định đ−ợc nhiệt trở và ẩm trở trung bình của kết cấu lớp quần áo. Có thể sử dụng mô hình số này làm công
cụ nghiên cứu và đánh giá đặc tr−ng truyền nhiệt và truyền ẩm của kết cấu lớp quần áo.
3. Quy luật ảnh h−ởng của đ−ờng kính t−ơng đ−ơng cơ thể ng−ời và tốc độ gió đến nhiệt trở và ẩm trở của kết cấu lớp quần áo đ−ợc biểu thị bằng các ph−ơng trình hồi quy sau:
⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − − = = 1 0,0591* 300 1 300 , Rn d Rn k d Rn d (3.1) và ⎟⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − − = = 1 0,0997* 300 1 300 , Ra d Ra k d Ra d (3.2) ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = = 0,0699* 0,2 1 2 , 0 , u u Rn u e Rn Rn k (3.3) và ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = = 0,0827* 0,2 1 2 , 0 , u u Ra u e Ra Ra k (3.4)
4. ứng dụng ph−ơng pháp phần tử hữu hạn và phần mềm tính toán động lực học dòng chảy ANSYS CFX cho phép giải quyết nhiều bài toán phức tạp về truyền nhiệt, truyền chất và động lực học dòng chảy trong ngành công nghiệp Dệt- May.
5. Mô hình thực nghiệm “Hình trụ tỏa nhiệt- thoát mồ hôi” cho phép xác định đặc tr−ng truyền nhiệt và truyền ẩm của các kết cấu lớp quần áo trong điều kiện t−ơng thích với thực tế. Mô hình đã mô phỏng đ−ợc những đặc tr−ng cơ bản của cơ thể ng−ời trong mối quan hệ truyền nhiệt, truyền ẩm với quần áo và môi tr−ờng: đ−ờng kính cơ thể ng−ời dạng mô phỏng 15cm, nhiệt độ bề mặt lõi nhiệt 37±0,150C, nhiệt độ da trung bình 33,15 0C, tốc độ thoát mồ hôi 120 g.m-2.h-1.
6. Trên cơ sở ứng dụng mô hình số mô phỏng sự truyền nhiệt, truyền ẩm đồng thời qua quần áo trong chế độ ổn định và điều kiện không khí chuyển động, xác định đ−ợc quan hệ giữa độ thẩm thấu không khí của vải, chiều dày vải, chiều dày lớp không khí, độ che phủ và nhiệt trở, ẩm trở của kết cấu lớp. Các mối quan hệ này đ−ợc biểu thị bằng các ph−ơng trình hồi quy sau:
Rn = 0,0601 +7,27E+08*KD -7,7027*bv +0,8629*bkk +0,0004*ε
-1,22E+07*KD*ε + 0,1486*bv*ε -0,0097*bkk*ε (3.13) Ra= 0,4123 +2,34E+10*KD -4,62E+02*bv +28,5426*bkk +0,0086*ε
-4,24E+08*KD*ε -4,19E+03*bv*bkk +9,5815*bv*ε -0,2832*bkk*ε (3.14)
7. Bảng dự báo nhiệt trở và ẩm trở của một số kết cấu lớp quần áo bảo hộ lao động từ 8 loại vải do các công ty dệt trong n−ớc sản xuất là những số liệu cần thiết
đối với các nhà sản xuất khi sử dụng vật liệu và thiết kế cấu trúc quần áo nhằm đảm bảo tính tiện nghi về nhiệt. Hai hệ thống quần áo bảo hộ lao động đã đ−ợc thiết kế và chế tạo theo chỉ dẫn nói trên đảm bảo sự tiện nghi về nhiệt cho ng−ời mặc trong môi tr−ờng có nhiệt độ 310C, độ ẩm 65%, tốc độ gió 2 m/s.
8. H−ớng nghiên cứu tiếp theo của luận án: Luận án có thể đ−ợc phát triển theo một số h−ớng nghiên cứu sau:
• Nghiên cứu xây dựng chỉ dẫn sử dụng vật liệu và thiết kế cấu trúc các chủng loại quần áo đảm bảo tính tiện nghi về nhiệt trong điều kiện khí hậu ở Việt Nam.
• Phát triển những công cụ nghiên cứu và đánh giá đặc tr−ng truyền nhiệt và truyền ẩm đồng thời của quần áo.
Danh sách bài báo và công trình khoa học đ∙ công bố
• Các bài báo khoa học:
1. Nguyễn Thị Thúy Ngọc (2006), “Mô phỏng số quá trình truyền nhiệt và truyền hơi n−ớc qua quần áo- ứng dụng để thiết kế quần áo trong môi tr−ờng có nhiệt độ cao”, Tạp chí Bảo hộ lao động, số 11, trang 17- 21.
2. Nguyễn Thị Thúy Ngọc (2006), “Đánh giá tính tiện nghi về nhiệt của hệ thống quần áo bằng ph−ơng pháp mặc thử”, Tuyển tập các bài báo khoa học- Hội nghị khoa học lần thứ 20- Tr−ờng đại học Bách khoa Hà Nội, Phân ban Công nghệ Dệt- May và Thời trang, trang 226- 230.
3. Ngô Chí Trung, Nguyễn Thị Thúy Ngọc (2006), “Nghiên cứu độ bền và độ chống thấm đ−ờng may trên sản phẩm từ vải tráng phủ”, Tuyển tập các bài báo khoa học- Hội nghị khoa học lần thứ 20- Tr−ờng đại học Bách khoa Hà Nội, Phân ban Công nghệ Dệt- May và Thời trang, trang 215- 219.
4. Nguyễn Thị Thúy Ngọc (2006), “Nghiên cứu thiết kế mô hình hình trụ tỏa nhiệt thoát mồ hôi để đánh giá nhiệt trở của vật liệu quần áo”, Tạp chí Bảo hộ lao động, số 8, trang 19- 25.
5. Ngô Chí Trung, Nguyễn Thị Thúy Ngọc (2005), “Nghiên cứu thiết kế quần áo bảo hộ lao động dùng trong môi tr−ờng có nhiệt độ cao”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, số 51, trang 75- 79.
6. Nguyễn Thị Thúy Ngọc, Đỗ Thanh Thủy (2001), “Tính thẩm thấu hơi n−ớc của kết cấu lớp vải trong quần áo bảo hộ lao động”, Tạp chí Dệt- May và Thời trang Việt Nam, số 9, trang 34- 35.
7. Nguyễn Thị Thúy Ngọc (1999), “Mối liên hệ giữa một số tính chất thẩm thấu của vải và việc thiết kế quần áo”, Tạp chí Dệt- May Việt Nam, số 146 (1), trang 20-21.
• Các công trình khoa học:
Tên đề tài, dự án Cấp của đề tài, dự án
Thời gian thực hiện, kết quả nghiệm thu
Mức độ tham gia Nghiên cứu công nghệ, thiết
kế và chế tạo hệ thống đo tính truyền nhiệt và truyền hơi n−ớc của quần áo trong môi tr−ờng lao động đặc biệt. Mã số: B2006-01-39
Cấp Bộ Giáo dục và Đào tạo
Thời gian thực hiện: 01/2006 đến 12/2007 Kết quả nghiệm thu: Tốt
Chủ nhiệm đề tài
Investigation in Upgrading Quality of Coating Fabrics and its Garment Products of
Textile- Garment Industry in Vietnam. Mã số: PJ09 IUC/VLIR-HUT VLIR-HUT Research Fund Proposal
Thời gian thực hiện: 4/2004 đến 3/2006 Kết quả nghiệm thu: Tốt
Tham gia 10 %
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo chủng loại quần áo bảo hộ lao động dùng trong môi tr−ờng có nhiệt độ cao trên quan điểm tính tiện nghi của trang phục Mã số: B2002-28-57
Cấp Bộ Giáo dục và Đào tạo
Thời gian thực hiện: 01/2002 đến 12/2003 Kết quả nghiệm thu: Tốt
Tham gia 50 %
Nghiên cứu ảnh h ởng của − điều kiện môi tr−ờng đến một số tính chất vệ sinh của vải. Mã số: T2002- 45
Cấp Tr−ờng ĐHBKHN
Thời gian thực hiện: 01/2002 đến 12/2002 Kết quả nghiệm thu: Tốt
Chủ nhiệm đề tài
Tài liệu tham khảo
Tiếng Việt
1. Nguyễn Thị Hà Châu (2001), Nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số cơ thể ng−ời để thiết kế sản phẩm quân trang bằng ph−ơng pháp nhân trắc học, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Quốc phòng.
2. Hoàng Bá Ch− (1996), Thủy khí động lực học ứng dụng, Tr−ờng đại học Bách Khoa Hà Nội.
3. Nguyễn Thế Công và cộng sự (2006), “Nghiên cứu ảnh h−ởng và xác định môi tr−ờng nhiệt- ẩm tiện nghi theo thang đánh giá chủ quan trong phòng thí nghiệm”, Báo cáo khoa học- Hội thảo quốc gia về Khoa học công nghệ an toàn, sức khỏe nghề nghiệp và bảo vệ môi tr−ờng trong quá trình hội nhập ở Việt Nam, Viện nghiên cứu khoa học kỹ thuật bảo hộ lao động, 181- 186.
4. Bùi Hải, Trần Thế Sơn (2006), Kỹ thuật nhiệt, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. 5. Phạm Th−ợng Hàn và các cộng sự (2005), Kỹ thuật đo l−ờng các đại l−ợng vật lý,
tập I, Nhà xuất bản Giáo dục.
6. Trần Bích Hoàn và các cộng sự (2006), “Nghiên cứu thực nghiệm về đặc tr−ng truyền- dẫn nhiệt của các kết cấu quần áo”, Tạp chí khoa học và công nghệ nhiệt, số 67, 6- 9.
7. Trần Bích Hoàn và các cộng sự (2006), “Nghiên cứu đặc tr ng truyền nhiệt của − một số kết cấu quần áo ấm ở điều kiện t ơng thích với điều kiện− sử dụng thực tế”, Tuyển tập các bài báo khoa học- Hội nghị khoa học lần thứ 20- Tr−ờng đại học Bách khoa Hà Nội, Phân ban Khoa học và Công nghệ Nhiệt- Lạnh, 33-38.
8. Nguyễn Việt Hùng, Nguyễn Trọng Giảng (2003), ANSYS và mô phỏng số trong công nghiệp bằng phần tử hữu hạn, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật.
9. Trần Ngọc H−ng và các cộng sự (1995), Nghiên cứu ứng dụng écgônômi trong thiết kế vải và quần áo cho đối t−ợng làm việc trong điều kiện đặc biệt, Báo cáo
đề tài khoa học cấp nhà n−ớc mã số KC-07-19, Viện y học lao động và vệ sinh môi tr−ờng.
10. Đoàn Văn Huyền (2004), Nghiên cứu về nhiệt độ thích hợp và sự thay đổi nhiệt độ cơ thể khi thay đổi nhiệt độ phòng thí nghiệm và sau nghiệm pháp gắng sức, Luận văn thạc sỹ Y học, Tr−ờng đại học Y Hà Nội.
11. Nguyễn Thế Khánh, Phạm Tử D−ơng (1999), Xét nghiệm sử dụng trong lâm sàng, Nhà xuất bản Y học.
12. Nguyễn Văn Lân (2003), Xử lý thống kê số liệu thực nghiệm và những ví dụ ứng dụng trong ngành dệt may, Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
13. Hoàng Thị Bích Ngọc (2004), Lý thuyết lớp biên và ph−ơng pháp tính, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật.
14. Nguyễn Bạch Ngọc (2000), écgônômi trong thiết kế và sản xuất, Nhà xuất bản Giáo dục.
15. Nguyễn Thị Thúy Ngọc (1997), Góp phần nghiên cứu về mối quan hệ giữa một số tính chất thẩm thấu của vải và vấn đề thiết kế quần áo, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Tr ờng đại học Bách Khoa Hà Nội. −
16. Nguyễn Thị Mai Oanh, Phạm Hồng và các cộng sự (1985), Nghiên cứu xây dựng và đ−a vào sử dụng hệ thống đánh giá một số chỉ tiêu chất l−ợng quần áo bảo hộ lao động, Báo cáo khoa học đề tài 58.01.04.04, Viện nghiên cứu Khoa học kỹ thuật bảo hộ lao động.
17. Trần Sỹ Phiệt, Vũ Duy Quang (1979), Thủy khí động lực kỹ thuật, tập I và II, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp.
18. Đặng Quốc Phú, Trần Thế Sơn, Trần Văn Phú (1999), Truyền nhiệt, Nhà xuất bản Giáo dục.
19. Trịnh Văn Quang (2004), Kỹ thuật nhiệt, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. 20. Nguyễn Trọng Quế (1996), Ph−ơng pháp đo các đại l−ợng điện và không điện,
21. Chu Quốc Thắng (1997), Ph−ơng pháp phần tử hữu hạn, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật.
22. Trần ích Thịnh và các cộng sự (2000), Ph−ơng pháp phần tử hữu hạn trong kỹ thuật, Tr−ờng đại học Bách Khoa Hà Nội.
23. Nguyễn Trung Thu (1990), Vật liệu dệt, Tr−ờng đại học Bách Khoa Hà Nội.
24. Tô Cẩm Tú (1999), Thiết kế và phân tích thí nghiệm (Quy hoạch hóa thực nghiệm), Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật.
25. Tổng cục khí t−ợng thủy văn (2002), Đặc tr−ng các yếu tố khí t−ợng, Tài liệu thống kê hàng năm.
26. Ngô Chí Trung, Nguyễn Thị Thúy Ngọc (2004), “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo quần áo bảo hộ lao động dùng trong môi tr−ờng có nhiệt độ cao”, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, mã số B2004-28-57, Tr−ờng đại học Bách Khoa Hà Nội.
27. Tr−ờng đại học Bách Khoa Hà Nội (1963), Số tay tóm tắt các đại l−ợng hóa lý. 28. Nguyễn Minh Tuyển (2005), Quy hoạch thực nghiệm, Nhà xuất bản Khoa học và
kỹ thuật.
29. Ngô Thị ánh Tuyết, Nguyễn Thế Công và cộng sự (2006), “Nghiên cứu sự biến đổi nhiệt độ da và nhiệt độ trực tràng trong điều kiện phòng thí nghiệm”, Báo cáo khoa học- Hội thảo quốc gia về Khoa học công nghệ an toàn, sức khỏe nghề