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ISO 11092 热阻湿阻测试仪的工作原理解析

2016-07-15 点击:

热阻湿阻与穿着舒适性的关系:
服装的舒适性能主要有三个方面,热湿舒适性,接触舒适性和视觉舒适性。热湿舒适性是最重要的性能而且必须通过专业的热阻湿阻测试仪才能测试,接触舒适性和视觉舒适性都可以通过人体的触摸,穿着和感官做出评价。人体活动所消耗的能量有80%会转化为热量,而这些能量中的90%都要通过皮肤散发出去,所以纺织品材料的热阻性能对保持体温有很重要的影响。( D6 j+ }% Y5 D4 B
人体除了通过辐射、传导、对流方式向周围环境散热外,还通过体表汗液的蒸发散热,水蒸气及时通过服装系统扩散到周围环境,人才会感到舒畅,如果服装阻碍水蒸汽的通过,使人体皮肤与服装之间的微气候中湿度增大,水蒸气积累到一定程度冷凝成水后,人就会感觉到不舒服。服装的隔热性能热阻和水蒸汽通过性能在人体和环境的热交换过程中起重要的调节作用,因此,评价这两项指标,可以预测纺织品在不同环境下的热生理舒适性能。

热阻湿阻测试仪测试工作原理:
蒸发热板法与静态平板法两种测试方法原理相同,静态平板法要求气候室空气流速不大于0.1m/s,而前者要求是1m/s。其中蒸发热板法还可以测试织物的湿阻,测试部件与热阻法稍有不同。
热阻:
试样覆盖于电热试验板上,试验板及其周围和底部的热护环都能保持相同的恒温。整个试验装置安置在一个恒温,恒湿,风速一定的气候室中,电热试验板上的温度与气候室的温度形成一个温度梯度。电热试验板通过试样向周围散热,将这一散热过程中所消耗的功率带入相应的公式可得热阻值。
湿阻:
对于湿阻的测定,需在多孔电热试验板上覆盖透气但不透水的薄膜,进入电热板的水蒸发以后以水蒸气的形式通过薄膜(没有液态水接触试样)。试样放在薄膜上后,测定在一定水分蒸发率下保持试验班恒温所需热流量,与通过试样的水蒸气压力一起代入公式计算试样湿阻。

热阻湿阻测试仪特点:
热阻湿阻测试仪在纺织测试仪器中是一款技术难度较高的测试仪器,国内也有部分厂家在生产这类产品,但多以模仿和抄袭为主,殊不知一款好的产品是需要大量的技术沉淀和无数次的反复测试改进才能成为优秀,而就是一款具有深厚的技术沉淀,善于采用新技术新材料,大胆创新,勇于突破的优秀产品,该产品一经推向市场就受到了客户的好评,并且完全超越了市场同类产品,后来者居上有也有一定道理的。

常用的热阻湿阻测试方法:
1、恒温法:
将织物放在恒温热板的一侧,恒温热板其他各面均有绝热保护,测定在不放试样和放试样时保持热板恒温所需的热量,由此来计算织物的保温率来说明织物的隔热保温性能。试验时首先在不放试样的情况下测试维持试验板恒温所需的功率,然后再测试放上试样后维持试验板恒温所需的功率,通过公式(1)进行计算:
Wr=(1-b/a )×100% (1)
式中:Wr为保温率,%;a 为不放试样时试验板消耗的热功率,W;b 为放试样时试验板消耗的热功率, W。
目前国内外用来测试评价平面状材料保温隔热性能的单平板法就是采用了这种测试方法。
但是单平板法上方无保护罩,因此试样上表面的空气流动会引起一定量的对流散热量,测试结果成为对流散热和传导散热的综合值。由于恒温恒湿室内的气流不稳定,导致试样上部的气流流速高时测得保温率偏低,并且保温材料通常比较厚,被裁剪的试样边缘散热明显等因素,使得现有单平板仪的测试稳定性有限。此外, GB 11048—89《纺织品保温性能试验方法》[1]和FZ/T 01029—93《纺织品稳态条件下热阻和湿阻的测定中热阻的测试》[2],都属于恒温法。

2、冷却速率法:
冷却速率法是在将热体加热到一定温度后停止供电,在其他各面绝热的情况下将织物覆盖到热体的一面或者用织物将热体全部包覆,然后让其自然冷却,测量热体冷却至一定温度所需的时间,或测量热体在一定时间内的温度降低值,用冷却速率表示织物的隔热性能[3]。福特(Fount)还在装置上设置了加压装置,测定织物在一定压力下的隔热性能。这种方法比恒温法测定快,但只可以定性比较服装材料的保温性能,却不能定量确定织物的热阻[4]。

3、蒸发热板法:
蒸发热板法即出汗防护热板仪,也称为“皮肤模型”,能够模拟紧贴人体皮肤所发生的传热传湿过程,是测量纺织品热阻和湿阻的最准确的装置[5]。出汗防护热板仪包括温度和水蒸气控制及测定装置和热护环及温度控制装置。

4、平板法:
将织物夹在两个温度不同的恒温热板和冷板之间,用薄的平板热流传感器测定流过织物的热流量,即热板法。通过计算热阻和织物的导热系数来评判热传递性能的好坏。但是使用该种方法测试织物的保温隔热性能时,试样边界会存在明显的边缘效应[9]。为了消除边缘效应,减小试验误差,需要测量一种已知导热系数的材料来进行校准,得到校准因子。该方法不适合测试导热系数低于0.15W/(m×k)的材料,因为此时校准误差会被放大,故仪器的精度降低。


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