ИЗ ФОНДОВ РОССИЙСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ БИБЛИОТЕКИ

Алейникова, Ольга Алексеевна

Оптимизация конструкций теплозащитных

пакетов одежды с объемными материалами

Москва

Российская государственная библиотека

diss.rsl.ru

2007

Алейникова, Ольга Алексеевна.

   Оптимизация конструкций теплозащитных пакетов

одежды с объемными материалами  [Электронный ресурс] : дис. ... канд. техн. наук

 : 05.19.04. ­ Шахты: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской Государственной Библиотеки).

Технология швейных изделий Полный текст:

http://diss.rsl.ru/diss/07/0222/070222039.pdf Текст воспроизводится по экземпляру, находящемуся в фонде РГБ:

Алейникова, Ольга Алексеевна Оптимизация конструкций теплозащитных пакетов одежды с объемными материалами Шахты  Российская государственная библиотека, 2007 (электронный текст) 61:07-5/ Государственное образовательное учреждение высшего нрофессионального образования «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса»

(ГОУ ВПО ЮРГУЭС)

На правах рукописи

АЛЕЙНИКОВА Ольга Алексеевна

ОНТРШИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПАКЕТОВ

ОДЕЖДЫ С ОБЪЁМНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Специальность 05.19.04 - Технология швейных изделий Диссертация на соискание учёной стененн кандидата технических наук

Научный руководитель д. т. н., профессор Бекмурзаев Л.А.

Глава 1 Современные подходы к вопросам проектирования одежды с объемными утепляющими материалами 1.1 Основные требования к одежде для защиты от холода 1.2 Теплообмен в системе «человек - одежда - окружающая 1.3 Анализ ассортимента и свойств объемных утепляющих 1.3.2 Основные свойства объемных утепляющих материалов, влияющие на термическое сопротивление 1.5 Способы конструктивного решения пакетов и аналитическое описание отсеков пакетов одежды для защиты от холода Глава 2 Аналитическое исследование свойств тенлозащитных пакетов и объёмного несвязного утеплителя 2.1 Модельное представление теплозащитных пакетов 2.1.1 Представление пакета в виде плоско-параллельной стенки 2.1.2 Представление пакета в виде цилиндрической стенки 2.2 Аналитическое исследование термического сопротивления пакетов на основе объемных несвязных утеплителей 2.2.3 Решение методом средневзвешенных показателей 2.3 Аналитическое исследование взаимосвязи термического сопротивления и геометрии асимметричных отсеков 2.4 Аналитическое исследование взаимосвязи высоты слоя Глава 3 Экспериментально-теоретическое исследование теплозащитных свойств пакетов и физико-механических свойств перо-пухового 3.1 Теоретическое обоснование методики эксперимента по исследованию влияния геометрии отсеков на термическое 3.2 Экспериментальное исследование влияния геометрии отсеков пакетов на термическое сопротивление 3.3 Исследование взаимосвязи высоты слоя утеплителя, геометрии отсеков и распределения плотности утеплителя по высоте 3.4 Оценка оптимальности геометрии пакетов с объемными песвязными утепляющими материалами Глава 4 Практическая реализация результатов работы. Разработка комплекта 4.1 Конструкторско-технологическая проработка модели 4.1.3 Выбор и обоснование методики конструирования и исходных 4.2 Практическое применение термофизиологического расчёта отсеков теплозащитных пакетов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

Складывающиеся в настоящее время в экономике РФ и за рубежом рыночные механизмы регулирования требуют от отечественных предприятий обеспечения высокой конкурентоспособности продукции за счет снижения материальных затрат и повышения эффективности производства.

В климатических условиях нашей страны особое значение имеет теплозащитная одежда. Рационально созданная одежда для защиты от холода позволяет дольще сохранять тепловой комфорт, предотвращает появление простудных заболеваний, сохраняет трудоспособность.

Одним из важнейших направлений удовлетворения потребительского спроса на высококачественную теплозащитную одежду является производство изделий нового дизайна с объёмными материалами.

Перспективным теплозащитным материалом является натуральный наполнитель - пух и перо водоплавающей птицы. Применение таких материалов предполагает разработку специальных научно-обоснованных методов проектирования, предопределяющих качество готовой продукции, эффективность производства, рациональное использование сырья, снижение энергетических, материальных и трудовых затрат на выпуск продукции.

Базой для проектирования и производства одежды с объемными П.А.Колесникова, Р.Ф. Афанасьевой, Р.А. Делль, Е.Х.Меликова, А. Бартона, О. Эдхолма, Л.А. Бекмурзаева, П.Ю. Бринка, Т.В.Денисовой, Т.Е. Пасековой и других специалистов.

До настоящего времени остается актуальным ряд вопросов, связанных с теплообменом в системе «человек - одежда - окружающая среда», разработкой конструкций теплозащитных пакетов и одежды в целом, определением способов снижения материалоёмкости продукции.

При производстве теплозащитной одежды с объемными материалами возникают изменения поперечных размеров при огибании вокруг частей тела человека. При проектировании необходимо учитывать изменение размеров и проектирования является устранение дефектов и повышение качества теплозащитной одежды.

исследований, представленных в настоящей работе.

Цель диссертационного исследования заключается в исследовании и разработке способов копструкторско-технического обеспечения тенденций развития современного дизайна перо-пуховой одежды, повышения качества теплозащитной одежды, снижения материалоёмкости продукции, совершенствовании методики проектирования одежды с объемными материалами (наполнителями), разработке аналитического алгоритма расчета пакетов теплозащитной одежды.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1 - проанализировать известные методы конструктивного решения пакетов теплозащитной одежды;

2 - установить взаимосвязь между параметрами конструкции и термическим сопротивлением теплозащитных пакетов;

3 - разработать аналитические способы вычисления суммарного термического сопротивления асимметричных пакетов, позволяющих снизить материалоёмкость одежды с объемными несвязными утеплителями при сохранении заданного уровня качества;

4 - установить взаимосвязи между конструктивными решениями теплозащитных пакетов и степенью изменения плотности несвязного утеплителя.

послужили работы отечественных и зарубежных ученых, публикации в периодической печати, инструктивные материалы, опыт работы предприятий по производству теплозащитной одежды.

В процессе работы над диссертацией были иснользованы результаты, нолученные в ходе исследований при проведении экспериментов в отраслевой научно-исследовательской лаборатории «Проектирование тенлозащитной одежды » на базе ЮРГУЭС.

Основные методы исследования.

Работа базируется на последовательном решении задач проектирования теплозаш;итной одежды. Решение поставленных задач осуп^ествлялось аналитически, путем обобш;ения известной научно-технической информации, методами математического анализа, абстрактно-логическими, экснериментальными методами. В работе использовались нрограммы Microsoft Word, Microsoft Excel, в системе компьютерной математики Maple 7.0, 3D Studio MAX, Paint для операционной системы Windows 2000 и Windows ХР.

Научная новизна диссертационной работы заключается - в разработке математических моделей для расчета термического сонротивления классических пакетов теплозаш;итной одежды;

- в установлении зависимостей плотности несвязного утеплителя от параметров вертикальных отсеков, занолненных несвязным утенлителем;

термического сопротивления асимметричных пакетов теплозаш,итной одежды;

тенлозапдитных пакетов различной геометрии.

Практическая значимость работы заключается - в применении аналитического метода расчёта отсеков пакетов теплозащитной одежды с объемными наполнителями к проектированию одежды с заданными теплозащитными свойствами;

асимметричных конструкций утепляющих пакетов, позволяющих расширить варианты модельно-конструкторских разработок, повысить уровень термического сопротивления одежды и снизить расход перо-пухового утеплителя;

- в разработке новых конструкций тенлозащитных пакетов с учётом теоретического обоснования конструкторско-технического обеспечения тенденций развития современного дизайна перо-пуховой одежды.

Основные результаты работы докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ЮРГУЭС в г.

Шахты в 2004-2006 учебных годах. Достоверность результатов исследования, выводов и рекомендаций подтверждена публикациями, производственной проверкой на предприятиях города.

Результаты и материалы исследований использовались в учебном процессе ЮРГУЭС при выполнении курсовых работ исследовательского характера на стыке фундаментальных дисциплин и дипломных проектов студентов специальности 28 08 00 «Технология швейных изделий».

производственной проверки на предприятии. Методика проектирования детской тенлозащитной одежды с объёмными наполнителями внедрена на 0 0 0 «Кордура» города Шахты.

выпускаемой продукции, экономия перо-пухового нанолнителя.

теплозащитной одежды нозволяет повысить эффективность производства одежды сократить затраты на проведение опытно-конструкторских работ.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 статей, получены 3 патента выполнению курсовой исследовательской работы на стыке фундаментальных дисциплин по теме «Определение теплового потока через пакет одежды с объемным утеплителем».

Структура и объём.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и общих выводов, списка литературы из 117 наименований.

Работа изложена на 161 страницах, содержит 36 рисунков, 6 таблиц и приложения. В приложениях приведены акты внедрения, результаты теоретических и экспериментальных исследований.

1 СОВРЕМЕННЫЕ НОДХОДЫ К ВОНРОСАМ

НРОЕКТИРОВАНИЯ ОДЕЖДЫ С ОБЪЁМНЫМИ

УТЕНЛЯЮЩИМН МАТЕРИАЛАМИ

1.1 Основные требования к одежде для защиты от холода В связи с различными климатическими условиями нашей огромной страны и большим контингентом работаюш,их людей на открытом воздухе в зимний и осенне-весенний нериоды года (строители, геологи, нефтяники, железнодорожники и т.д.) большое значение нриобретает создание рациональной одежды для заш;иты от холода [11].

Факторы охлаждаюш,его микроклимата действуют в производственных помеш,ениях, где низкая темнература необходима по технологическим нричинам, например, в производственных цехах, в холодильниках и т. д.

В ходе эволюционного развития человек не выработал устойчивого приснособления к холоду. Поэтому создание одежды, соответствующей по своим теплоизоляционным свойствам реальным условиям её эксплуатации, является необходимым требованием для обеспечения нормальной жизнедеятельности и работоспособности человека. Холод может способствовать развитию сердечно-сосудистой натологии, радикулита, заболеваний органов дыхания, язвенной болезни, кариеса зубов [1, 10, 11, 15].

Охлаждение организма в процессе производственной деятельности снижает работоспособность (например, производительность труда каменш;иков и бульдозеристов зимой ниже, чем летом - соответственно на и 6,5%), увеличивает потери рабочего времени за счёт заболеваемости с временной утратой работоспособности. Бронхит, нневмония, тонзиллит, эндокринные расстройства - результат действия на организм экстремальных факторов внешней среды [И, 12]. Эти болезни могут быть обусловлены как недостаточными, так и избыточными теплоизоляционными свойствами одежды.

Проектирование одежды для защиты от холода в соответствии с реальными условиями её эксплуатации является сложной научной и практической задачей, т. к. эта одежда должна удовлетворять требованиям, часто несовместимым друг с другом. Так, например, в одежде должны сочетаться: малая масса и высокие теплозащитные свойства; малая воздухопроницаемость и достаточная влагопроводимость; одежда должна защищать от внешней влаги и не препятствовать удалению влаги с поверхности тела; она должна защищать человека от холода в состоянии покоя и не вызывать перегревания при выполнении им интенсивной физической нагрузки.

Общие гигиенические требования к одежде для защиты от холода были сформулированы профессором П.Е. Калмыковым ещё в 1946 году. Они теплозащитной способностью по возможности регулируемой, малой объёмной массой, минимальной воздухопроницаемостью. Покрой её должен препятствовать проникновению холодного воздуха. Внутренние слои должны хорошо впитывать пот и хорошо отдавать влагу [8, 9, 10, 14, 71].

Комплексное решение вопросов построения одежды для защиты от холода, учитывающее теплофизические свойства материалов и теплообмен организма с окружающей средой, представлено в работе А. Бартона и О.

Эдхолма [22]. Па основе собственных и литературных данных они показали, что теплоизоляционные свойства материалов зависят от заключённого в них «инертного» воздуха, и что тенлоизоляция, создаваемая одеждой, пропорциональна её толщине. Они сформулировали требования к одежде, направленные на повышение её теплозащитных свойств.

1. Недоступность проникновения наружного воздуха под одежду, что достигается её конструкцией и использования ветрозащитных покрытий.

2. Пизкая плотность применяемых материалов, позволяющая уменьшить теплопередачу за счёт самого волокна.

заключённых в одежде.

4. Неодинаковая степень утепления различных частей тела человека.

Последнее требование обусловлено снижением эффективности теплоизоляции с уменьшением диаметра условного цилиндра, которым можно описать тело человека. Эффективность теплоизоляции снижается также по мере увеличения толш;ины теплоизоляционного слоя, причём тем больше, чем меньше диаметр цилиндра. Такое поведение теплоизоляционных свойств связано с увеличением плоп1,ади поверхности, теряюш,ей тепло, при увеличении толш;ины одежды. При малом диаметре цилиндра этот фактор может превышать выигрыш теплоизолирующих свойств, получаемый за счёт увеличения толщины [11].

Для человека в целом, фактор кривизны может иметь небольшое значение в виду относительно большого диаметра большинства частей его тела. Теоретически максимальная величина термического сопротивления одежды несколько больше практически получаемой теплоизоляции одежды в целом [11, 22].

Причинами этого считаются:

1) снижение эффективности теплоизоляции одежды на конечностях;

2) снижение теплоизоляции воздуха, заключённого в одежде, вследствие усиления естественной конвекции по мере увеличения толщины воздушного слоя.

Влияние ветра на теплоизоляционные свойства материалов и их пакетов наиболее полно рассмотрено в работах П.А. Колесникова [76, 77, 78].

Толщина пакета материалов в условиях ветра имеет меньшее значение. Ветер оказывает существенное влияние на теплозащитные свойства одежды, а, следовательно, и тепловое состояние человека. Даже при небольшом ветре термическое сонротивление тенлоотдачи с новерхности этого материала), равное в условиях относительно спокойного воздуха 0,388 м^*°С/Вт (—= 0,155 MI'^C/BT И R = 0,233 м^ * °С/Вт), снижается до 0,217 м^ * °С/Вт ( - = Тенлоизоляционные свойства одежды уменьшаются и под влиянием движения человека. Степень снижения теплоизоляционных свойств одежды зависит при этом от физической активности человека.

Суммируя изложенные многими исследователями общие требования к одежде для защиты от холода, можно свести их к следующему:

1. Функция этой одежды состоит в том, чтобы оградить человека от чрезмерной отдачи тепла.

физической активности человека и климатическим условиям, в которых предполагается её эксплуатация.

3. Тепловое сонротивление одежды должно быть регулируемым.

4. Внутренние слои должны хорошо внитывать пот и легко отдавать влагу. Одежда не должна препятствовать выведению влаги из пододёжного пространства.

5. Степень утепления различных частей тела человека должна быть разной: максимальной в области туловища и минимальной в области пальцев кистей.

6. Одежда не должна вызывать перегревания человека. Допустимо некоторое его охлаждение, которое стимулирует физическую активность, снижает усталость, способствует акклиматизации к холоду.

7. В основу создания одежды для защиты от холода должен быть ноложен научный принцип, учитывающий физиологию теплообмена человека и климатические условия.

1.2 Теплообмен в системе «человек — одежда — окружающая среда»

Одежда покрывает около 80% поверхности тела человека и защищает организм от неблагоприятных воздействий внешней среды. Система «человек - одежда - окружающая среда» создаёт вокруг тела человека микроклимат, который можно регулировать [И]. Основными параметрами микроклимата являются:

1 температура воздуха;

2 относительная влажность воздуха;

3 содержание углекислоты;

4 скорость движения воздуха.

Принимая во внимание, что энерготраты человека непостоянны, как и параметры микроклимата внешней среды, практически очень сложно сформулировать единые количественные требования к микроклимату пододёжного пространства. Можно только сказать, что они должны быть адекватны конкретной ситуации. Например, средняя температура микроклимата под одеждой для человека, находящегося в состоянии относительного покоя (сидя), должна быть где-то около 28°С. (24-25°С у конечностей и до SO-SZ'^C в области туловища.) Т.е. температуру воздуха под одеждой следует рассматривать как средневзвешенную величину, включающую в себя температуру воздуха у различных участков поверхности тела.

Скорость нарастания влажности воздуха под одеждой должна быть наименьшей. Относительная влажность воздуха под одеждой должна быть не ниже 30% и не выше 60% [11, 40].

В окружающем нас воздухе 0,03-0,04% углекислоты. В микроклимате должно быть немногим больше (на 0,15-0,37%). По данным П.П. Ширбека, содержание углекислоты под одеждой, превышающее 0,8% неблагоприятно влияет на организм, вызывает плохое самочувствие [11].

В микроклимате должно быть слабое движение воздуха [11, 71, 61, 62, 63, 93]. Для разных энерготрат от 0,1 до 0,4 м/с.

равновесии между организмом человека и окружающей средой, когда теплопродукция организма человека равна количеству тепла, отдаваемого во внешнюю среду [72, 83, 115]. При этом температура тела и кожи остаётся постоянной.

химической реакции обмена веществ в организме и за счёт происходящих в нём физических процессов. С понижением температуры внешней среды теплопродукция в результате усиления химических реакций обмена веществ увеличивается. Особенно резко теплопродукция возрастает при мышечной работе [И, 64].

частично через слизистые оболочки. Регулируется она за счёт потоотделения сохранению вырабатываемого тепла (до 70%), а расширение создаёт условия для его потери (почти на 90%) [11, 64].

проектирования одежды различного назначения. Одна из важнейших функций одежды - создание у человека комфортных теплоощущепий, т.е.

определённом соотношении процессов теплообразования и теплоотдачи, т.е.

тепловом балансе.

В общем виде тепловой баланс может быть представлен следующим образом:

М - энерготраты человека, (Вт);

Q - внешняя тепловая нагрузка (например, вследствие солнечной радиации или иных источников лучистого тепла), (Вт);

^конв. - потери тепла конвекцией, V ^ Q - потери тепла испарением влаги, которые складываются из суммы нотерь тепла испарением диффузионной влаги с поверхности кожи, потерь тепла испарением влаги с верхних дыхательных путей и потерь воздуха), (Вт);

Qpa6." затраты тепла на механическую работу, (Вт);

D- накопление или дефицит тепла в организме человека, (Вт) [11].

Теплопродукция человека - это общие энерготраты без учёта затрат С учётом этого, уравнение тенлового баланса можно записать в виде Полученные выражения ноказывают, что изотермы - это окружности, проходящие через точки (± R; О). В рассматриваемом случае изотермы - дуги этих окружностей лежат в верхней нолунлоскости (уо > О, так как фо > 0).

Для каждой точки М^х,y^j верхней половины области, уравнения этих окружностей можно записать в виде Для каждой точки М'(хо,у()) нижней половины области, уравнения этих окружностей получаются подобными рассуждениями в виде Т = U - температура точек на изотерме для нижней половины области задаётся равенством На рисунке 2.9 показаны изотермы Рассмотрим пример - Т = 30°С, Т- = 0°С.

Изотермы примут вид распределения температур в круге Рассмотрим область, которая является сечением образца, полученного простёгиванием перо-пухового утеплителя параллельными строчками между двумя слоями материала (рисунок 2.10).

Для симметричных пакетов допустимо описание контура поперечного сечения отсека дугами окружностей [27, 28, 33, 35, 37, 39, 94, 99]. Для таких и более сложных областей аналитические зависимости поля температур обычно найти не удаётся, поэтому применяются численные методы. Для области, которая изображена на рисунке 2.10, решение задачи Дирихле получается методом конечных разностей (методом сеток). Нами составлена программа для решения этой задачи. В программе используется пятиточечный шаблон и интерполяция нулевого порядка. Разностные уравнения решаются методом простой итерации (методом Якоби) [111].

Доказано, что процесс итерации сходится и устойчив [111].

Найдём максимальную толщину отсека G, пользуясь прикладными математическими пакетами "MAPLE". Введя ширину отсека LQ И расстояние между швами заполненном накете А„, найдём угол со (см. рис. 2.10) из Исходными данными для созданной программы являются 1. Температура окружающей среды, Т (на нижней границе области);

2. Температура под пакетом одежды, Т (на верхней границе области);

3. Ширина отсека (расстояние между швами до заполнения) - Ь „ ;

4. Ширина отсека, заполненного объёмным утеплителем (расстояние между швами заполненного пакета)-А ;

этого накета объёмным несвязным утеплителем, величина D намного меньше средней толш;ины пакета [27, 28]);

6. Число точек разбиения N n o оси Ох для четвёртой части отсека пакета, сечение которого лежит во второй четверти (закрашенная часть на рисунке 2.10);

7. Толш:ина отсека (максимальная толш,ина пакета) - G ;

8. Точность вычисления - Е.

температур. Линейные размеры измеряются в миллиметрах, что упроп],ает процесс обработки данных. Ввиду симметрии задачи, можно работать с четвертью области. Далее, в силу симметрии, легко получить распределение темнератур по всей области.

При отработке программы рассмотрен следуюпдий пример:

Ширина отсека, заполненного объёмным утеплителем ^п Число точек разбиения по оси х для четвертой части области N = 15.

Решение для нолучаем в виде матрицы для четвертой части отсека.

Пользуясь свойствами симметрии, нетрудно получить матрицу распределения температур по всей области.

30 30 30 27,6 26,4 25,725,3 25 24,8 94 6 24,1 ?9 5 94 194 6 94 8 25 25,3 25,7 26,427,630 30 30 30 26 194 9 99 6 91 4 90 7 90 9 199 19,7 195 19Д 183 19 1195 197 199 70 2 20,721,422,624,2 26,1 30 30 30 30 22 6 90 9 184 179 16 3 157 153 15 1149 14,8 146 14,4 149 144 146 148 149 15 115,3 ]S7 163 179 184 90 9 99 6 30 -10 -10 -10 -2 6-0? 1 6 98 3 7 4 3 47 49 5 1 5 2 54 5 6 58 56 54 59 5 1 49 4,7 4 3 3 7 98 1 6-0 9 -9 6 -10 -10 - -10 -10 -10 -7,6 -6,4 -5,7 -5,3 -5 -4,8 -4 6-4,1 -? 5 -4 1 -4 6-4,8 -5 -5,3 -5,7 -6,4 -7,6 -10 -10 - Номера столбцоЕ!

Для плоского простёганного пакета площади внешней и внутренней поверхностей равны. Изотермические поверхности такого отсека - части цилиндрических поверхностей. Если оси координат направить так, как показано на рисунке 2.11, то сечения изотермических поверхностей могут быть описаны дугами окружностей вида [50, 58, 100]:

где ге[го;+со) - радиусы дуг окружностей; (и; О) - координаты центров дуг окружностей, U е [uo;+oo).

Как известно из литературных источников[28, 41, 42, 82, 83, 84, 85, 86, 116, 117], линии тока перпендикулярны изотермам. Для аналитического описания линий тока в симметричных отсеках рассмотрим точки А и С (см.

рис. 2.11), которые имеют координаты где 5 - половина толщины заполненного отсека;

а - половина ширины заполненного отсека;

т - расстояние от точки С до ближайшей поверхности отсека.

Подставим координаты этих точек в формулу (2.1) Вычитая из первого равенства системы второе, получим Рисунок 2.11 - Расчетная схема сечение отсека Обозначим 5 - 1 = 8,тогда r = u + s =:>u = r г± Продифференцируем (2.1) no x и рассмотрим систему выражением, чтобы нолучить уравнения ортогональных траектории Здесь можно рассматривать х как функцию от у. Тогда Пусть t = X - новая неизвестная функция Это линейное дифференциальное уравнение 1-ого норядка. Решим его методом подстановки Уравнения линий тока с -а (|с > а). Если с = ±а получаем точки (О, ±а).

у ' = О получаем, что у = 0, т.е. ось Ох тоже является ортогональной траекторией.

При нахождении термического сопротивления будем пользоваться соединенных параллельно или последовательно.

Для последовательного соединения 5 = 5 - толщина, то есть длина пути теплового потока через стенку;

X - коэффициент теплопроводности;

R = — термическое сопротивление плоской стенки;

Rj = — - термические сопротивления составляющих фрагментов последовательно-составленной стенки, толщины которых равны 5j.

Для параллельного соединения R = Sj - площади проводящих поверхностей параллельно-составленной стенки, перпендикулярных к направлению потока тепла и S = X^Sj.

Уравнения линий теплотока в сечении симметричного отсека будут иметь вид А уравнения изотерм r = u +a, 0 < T < 5 (при T ^ 5 получается изотерма x = О).

Заметим, что u как функция от т - возрастающая, так как Поэтому в качестве параметра в уравнении изотерм можно взять и (приэтом и[ио;+сх)),где и^ = — - - ) Будем рассматривать только четвёртую часть отсека, сечение которого лежит во 2-ой четверти (тогда се(а; + со)). Найдём координаты точки пересечения любой изотермы с любой линией тока, лежащей в указанной четверти. При V с G (а; + оо), V и е [UQ; + 4'10 j, критериальное уравнение теплоотдачи во внешнюю среду имеет вид Уравнение теплоотдачи в воздух принимает более простой вид Определяющая температура и характерный размер те же, что и при ламинарном движении.

Зная критерий Nuf, определяют коэффициент теплоотдачи 0!^.

Если принять за характерный размер длину обтекания тела Ьобт (рисунок 3.1), то критерии Нуссельта и Рейнольдса примут вид При критерии Рейнольдса (10 < Rei.o&, < Ю^) критериальное уравнение теплоотдачи тел, омываемых поперечным потоком воздуха, с погрешностью не более 20% может быть написано в виде NULO6T =0,8(Rei.o&r)'^'^ Далее, зная критерий NuLo&r, находят о^^.

температурах Условно определяющий размер - 0,15 м.

В этом случае показатель (840/0,15)^ = 17,5Л0'^ > 10 выше возможной минимальной абсолютной величины температурного напора. Изложенное указывает, что теплоотдача модели отсека естественной конвекцией в рассматриваемых условиях подчиняется закону 1/4 степени.

нижней нагретой стороной aj^ = 0,704А2 ^(Т^ - ^2 )/L находим Оценка величины oi^ модельных образцов отсеков теплозащитной одеж^ды при вынужденной конвекции воздуха. Предположим, что модельный образец со всех сторон омывается потоком воздуха, который можно считать поперечным. Примем в качестве характерного размера образца Ьобт = 0,18 м.

Температура окружающего воздуха Тг = 20°С, скорость движения воздуха V=l м/с. Основные параметры воздуха для этих условий Критерий Рейнольдса ReLo6T=VLo6T/vf= 1-0,18-10^15,06 = 1,19- Так как ReLo6T:::^^^^?^^-^'^' Пасекова Зам. зав. кафедрой ТШИ и М, к.т.н., ст. преподаватель /^^^/// П.С. Румянская

УТВЕРЖДАЮ

СОГЛАСОВАНО

Комиссия в составе:, председатель Пономаренко А.Г члены комиссии завкафедрой ТШИиМ. д.т.н., проф. Бекмурзаев Л.А., К.Т.Н., доц.каф. ТШИиМ Пасекова Т.Е.. гл. бухгалтер 0 0 0 «Кордура» Астанина Л.А.

составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы Алейниковой О.А по проектированию теплозащитной одежды представленной на соискание ученой степени, использованы в проектно-конструкторской 1. Технического предложения по выполнению конструктивного построения модели 2. Эскизного проекта модели детского пальто 3. Методики расчета толщины пакета теплозащитной одежды 4. Нроектно-конструкторской документации изготовления модели детского пальто Использование указанных результатов позволяет повысить качество проектирования и эффективность производства одежды с перо-пуховым утеплителем; сократить затраты на произведение опытно-конструкторских работ.