ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПАКЕТА МАТЕРИЛОВ МУЖСКОЙ КУРТКИ С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ТЕПЛОЗАЩИТЫ - Студенческий научный форум

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Личный портфель

ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПАКЕТА МАТЕРИЛОВ МУЖСКОЙ КУРТКИ С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ТЕПЛОЗАЩИТЫ

Стефанова Е.Б. 1, Колесник С.А. 1, Черунова И.В. 1
1Донской государственный технический университет (ИСОиП).
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
В современном мире человек в той или иной мере сталкивается с природными явлениями в виде дождя, снега, ветра. Одним из средств защиты человеческого организма в суровых климатических условиях является одежда, которая становится первой преградой на пути потока снега. Становясь многослойной и включая в себя несколько видов материалов, она формирует общую комплексную защитную функцию для человека [1].

Люди, живущие в северной части России, сталкиваются с проявлением жестких погодных условий (пониженной температурой, ветром, снегом) большую часть года. В режиме высокой вероятности метелевой нагрузки и необходимости выполнения физической работы целесообразно проектировать модели с максимальной степенью свободы.

Для исследования было выбрана модель куртки специального назначения, эксплуатируемая при особо низких температурах с повышенным уровнем теплозащиты.

В качестве географического места исследования выбран Ямало-Ненецкий Автономный округ с критическими температурным показателем -63 °С и максимальной скоростью ветра 6,1 м/с. В качестве исследуемого субъекта рассмотрен мужчина 35-ти лет, рост 180 см, вес 90 кг. Для обеспечения высоких результатов физической работоспособности субъекта был принят балл теплоощущений, равный 3. Деятельность заключается в передвижении по наклонной местности 5o, со скоростью ветра 6,1 м/с, при непрерывном пребывании на холоде не менее 2 часов [2].

С целью обеспечения достаточного уровня теплозащиты субъекта была рассчитана толщина пакета материалов на участках тела при различных видах физической деятельности ходьбе по наклонной местности согласно рассматриваемым условиям.

Для данного вида деятельности определены мощность теплопотерь на механическую работу, Qм, Вт, мощность теплопотерь на испарение влаги с поверхности кожи и верхних дыхательных путей, Qисп, Вт [3].

Расчет суммарного термического сопротивления пакета материалов одежды с повышенным уровнем теплозащиты, Rсум, (м2×°С)/Вт, представлен в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 – Расчеты толщины пакета материалов

Мощность тепловых потерь Qисп, Вт

Qисп = [(Qэт+ – N] ×0, 2 = [(Qэт+ – ƞ (Qэт - Qо)] ×0, 2

365,8 Вт

Устанавливаем мощность радиационных – конвективных теплопотерь Qрад.конв, Вт

Qрад.конв = 0,72Qэт + 0,08Qо + - Qдых.н

228 Вт.

Рассчитаем тепловой поток на единицу поверхности тела человека qc.п, Вт/м2

qc.п =

106,5 Вт/м2

Определяем средневзвешенную температуру кожи , °С, для комфорта теплоощущений 3

= 36,07-0,034;

30,17°С.

Суммарное термическое сопротивление пакета материалов одежды Rсум, (м2×°С)/Вт

Rсум=

0,85 (м2×°С)/Вт.

Расчет величин суммарного термического сопротивления пакета одежды необходимо корректировать с учетом охлаждающего действия ветра. Поскольку в выбранном регионе максимальная скорость ветра в зимний период достигает значений 6,1 м/с, именно эту величину принято использовать при расчетах:

С = (0,07В + 2)V + 5; (1)

С = (0,07·9,2 + 2)6,1 + 5

С = 21,13 (м2×°С)/Вт

С учетом поправки на охлаждающее действие ветра ветер величина суммарного термического сопротивления пакета одежды Rсум = 0,963 (м2×°С)/Вт, следовательно средневзвешенная толщина пакета материалов одежды [4] в этом случае составит 25 мм.

Используя данные о рациональном распределении утеплителя по участкам тела человека [4], рассчитана толщина пакета материалов на различных участках тела и представлена в таблице 2.

Таблица 2 – Расчетная толщина пакета материалов на различных участках тела с учетом коэффициентов утепления, мм

Область тела

Показатели эффективности утепления областей тела

Толщина, мм

Голова

0,39×25

9,75

Туловище

1,14×25

28,5

Плечо и предплечье

1,13×25

28,5

Кисти

0,56×25

14

На основе анализа полученных данных был предложен пакет материалов для мужской теплозащитной куртки, состоящий из:

1. Материала верха (PRINCE PU (Принц)) 100% ПЭ, плотность 120 г/м;

2. Утеплителя Тинсулейт 65% полиолефиновое волокно, 35% полиэфирное волокно, плотность 260 г/м;

3. Ткани подкладочной (Полиэстер 100%, плотность 97,2 г/м2);

4. Нательного белья.

В ходе расчетов было получено распределение толщины пакета материалов на различных участках тела человека и предложен состав пакета материалов для специальной теплозащитной одежды для рабочих добывающей промышленности нефтегазовой отрасли, вынужденных непрерывно работать в суровых условиях Севера.

  1. Черунова И.В. Современный способ оценки теплозащитной функции одежды [текст]/ И.В.Черунова // Швейная промышленность. - 2006. - № 6. - С. 37-38.

  2. Черунова И.В. Оценка свойств материалов нефтезащитных костюмов [текст]/ И.В.Черунова, Н.В.Корнев, И.В.Куренова, Е.Б.Стефанова//Швейная промышленность. 2012. № 6. С. 43-44.

  3. Защитные свойства спецодежды в условиях нефтедобычиЧерунова И.В., Куренова И.В., Осипенко Л.А., Щеникова Е.А., Колесник С.А.Швейная промышленность. 2011. № 3. С. 14-15

  4. Делль Р.А., Афанасьева Р.Ф.,Чубарова З.С. Гигиена одежды: Учеб. пособие для вузов.– 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Легпромбытиздат, 1991.- 160 с.

Просмотров работы: 307