CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Xác định khả năng truyền nhiệt, truyền ẩm của các mẫu vải
Tiêu chuẩn đo sử dụng:
Tính truyền nhiệt – truyền ẩm được xác định theo tiêu chuẩn ISO – 11092 Textile-Physiological effect – Measurement of thermal and water- vapour resistance under steady-state conditions sweating guarded-hotplate test. [18]
Thiết bị đo
Thí nghiệm này được đo bằng thiết bị Sweating Guarded Hotplate – Model SGHP – 8.2 tại trung tâm thí nghiệm Vật liệu Dệt may – Da Giầy, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Thiết bị mô phỏng lớp da của cơ thể người được duy
47
trì nhiệt độ bề mặt ổn định ở 35 độ C. Nhiệt trở và ẩm trở của vải được xác định theo nguyên tắc tạo sự chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm ở hai bề mặt vải, đo dòng nhiệt và dòng ẩm ổn định đi qua một diện tích xác định của mẫu vải trong thời gian xác định.
Thiết bị có hai bộ phận chính là bộ phận đo, điều khiển cấp nhiệt và bộ phận bảo vệ, điều khiển nhiệt độ.
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo thiết bị
1. Đĩa kim loại 1. Khối kim loại được làm nóng
2. Cảm biến nhiệt 2. Bộ đo
3. Bộ phận điều khiển nhiệt độ 3. Bộ phận bảo vệ nhiệt 4. Thiết bị đo năng lượng nhiệt 4. Bộ phận điều khiển nhiệt 5. Thiết bị cấp nước 5. Thiết bị đo nhiệt độ 6. Bàn đo
Đặt giá trị TS
9
10 7 8 11 b
Đặt giá trị TN
48
Hình 2.2 Thiết bị Sweating Guarded Hotplate
Hình 2.3 Mô hình đĩa nóng
Chuẩn bị mẫu:
Kích thước mẫu: 200mm x 200mm. Đặt mẫu trong điều kiện tiêu chuẩn:
nhiệt độ 20°C, độ ẩm không khí 65%.
Tiến hành thí nghiệm:
Mẫu vải được đặt trên đĩa nóng có nhiệt độ 35°C tương đương với thân nhiệt cơ thể người (da mô phỏng) giống như áo được mặc trên cơ thể người, mặt trái của vải tiếp xúc với đĩa nóng. Mẫu giữ phẳng, dùng băng dính dán kín 4 mép.
Hệ thống thiết bị được kết nối với máy tính để ghi lại các kết quả đo.
49
Hình 2.4 Mẫu vải được dán kín 4 mép
Xác định nhiệt trở Rct
Đặt nhiệt độ đĩa nóng Tm = 35°C Nhiệt độ không khí Ta = 20°C Độ ẩm tương đối RH = 65%
Tốc độ không khí Va = 1 m/s ± 0,05 m/s
Đợi cho thiết bị đạt được các điều kiện trên thì bắt đầu ghi lại kết quả, khi đạt trạng thái cân bằng ổn định, số liệu về giá trị dòng nhiệt sẽ được máy tính ghi lại. Giá trị nhiệt trở và ẩm trở được máy tính tự động tính toán theo công thức xác định nhiệt trở, ẩm trở (PT 2.1, PT 2.2). Các giá trị này sẽ được máy tính ghi lại.
Xác định ẩm trở: Trong quá trình xác định ẩm trở, bề mặt của đĩa nóng được giữ ẩm liên tục bằng một tấm màng cellophane. Tấm màng được làm ẩm bằng nước cất và đặt trên bề mặt đĩa nóng. Hơi nước không được đi qua lớp màng bóng kính (Cellophane).
Đặt nhiệt độ thiết bị và không khí Tm = Ta = 35°C Độ ẩm tương đối của không khí = 40%
Tốc độ không khí Va = 1 m/s ± 0,05 m/s
Đợi cho thiết bị đạt được các điều kiện trên thì bắt đầu ghi lại kết quả, khi đạt trạng thái cân bằng ổn định, kết quả xác định nhiệt trở và ẩm trở sẽ được máy tính ghi lại.
Xác định kết quả đo
Công thức xác định nhiệt trở:
( )
PT 2.3
50
Công thức xác định ẩm trở: ( )
PT 2.4
Trong đó:
Tm: nhiệt độ bề mặt đĩa nóng Ta: nhiệt độ không khí
Pa: áp suất riêng phần của hơi nước, tại nhiệt độ không khí vùng thử nghiệm Ta
Pm: áp suất riêng phần hơi nước bão hòa, ở bề mặt của thiết bị tại nhiệt độ Tm
H: là năng lượng nhiệt cung cấp cho thiết bị, xác định bằng năng lượng điện cấp để duy trì nhiệt độ bề mặt đĩa nóng ổn định ở 350C.
Hc: là số hiệu chỉnh năng lượng nhiệt để đo nhiệt trở Rct He: là số hiệu chỉnh năng lượng nhiệt để đo ẩm trở Ret
Rct0, Ret0: là các hằng số của thiết bị, các đại lượng này tương ứng là nhiệt trở và ẩm trở của lớp không khí trên bề mặt đĩa nóng. Giá trị này đo được khi tiến hành đo không có mẫu vải trên đĩa nóng.
Công thức xác định chỉ số thẩm thấu:
PT 2.3
- Trong đó: s- số quan hệ Lewis, s= 60 Pa.K-1
(Số quan hệ Lewis đặc trưng cho tỷ số giữa hệ số truyền nhiệt đối lưu và hệ số truyền chất bằng bay hơi).
- Chỉ số thẩm thấu hơi nước là một đại lượng không thứ nguyên, giá trị của nó từ 0 - 1. Nếu im=0 cho thấy vật liệu không thẩm thấu hơi nước (trở hơi n- ước là vô hạn). Nếu vật liệu có im=1 cho thấy vật liệu thẩm thấu hoàn toàn, khi đó cả trở nhiệt và trở hơi nước bằng trở của một lớp không khí có cùng chiều dày. Trong thực tế, giá trị im=1 là giới hạn trên và không thể đạt được nếu tốc độ gió trên bề mặt mẫu không đủ lớn để giảm thiểu sự truyền nhiệt bức xạ. [5]
51