Słowa kluczowe
modelowanie
temperatura
przewodzenie ciepła
przenikanie ciepła
opory cieplne
ciepłochronność dzianin futerkowych
Abstrakt
Ciepłochronność jest podstawowym parametrem determinującym praktyczne zastosowanie dzianin futerkowych. Analiza wymiany ciepła oraz metodyka określenia podstawowych parametrów struktury do optymalizacji konstrukcji z uwagi na wymagany poziom izolacyjności cieplnej nie zostały jeszcze dotychczas opisane dla dzianin futerkowych. Brak rozwiązań problemów ciepłochronności dla tego typu dzianin wskazuje na celowość podjęcia rozważanej tematyki.
Celem prac prowadzonych w ramach dysertacji doktorskiej było opracowanie modelu przepływu ciepła, który może być wykorzystany do projektowania dzianin futerkowych o wymaganych właściwościach termofizycznych.
Zaprezentowany model opisu zjawiska przepływu ciepła ma uzasadnienie praktyczne w odniesieniu do dzianin futerkowych. Przyjęta metoda pozwala uniknąć badań wielu parametrów, ograniczając je do minimum: udział objętościowy poszczególnych składników w stosunku do każdej warstwy oraz stosunek grubości poszczególnych warstw do grubości całego wyrobu. Do badań wykorzystuje się powszechnie dostępne urządzenia pomiarowe. Uzyskuje się ponadto możliwość symulacji eksperymentu, bez koniecznościwytwarzania dzianiny futerkowej. Metoda ta pozwala na dowolne modelowanie warunków brzegowych i początkowych, co nie zawsze jest możliwe dla metod empirycznych ze względu na ograniczenia sprzętowe.
Opracowany model obliczeniowy przepływu ciepła przez dzianiny futerkowe umożliwia uzyskanie rozkładu temperatury w tej konstrukcji oraz może stanowić punkt wyjścia doboru optymalnego struktury dla osiągnięcia wymaganych właściwości wyrobów. Projektowanie dzianiny futerkowej o wymaganym poziomie izolacyjności cieplnej, z zastosowaniem przedstawionego modelu, może posłużyć do powstania rzeczywistego materiału o określonych właściwościach ciepłochronnych.
Bibliografia
Korliński W.: „Naturalizacja” dzianin futerkowych, [w:] Materiały Konferencyjne ArchTex’99, Łódź, 1999, Architektura Tekstyliów Nr 1-2, 1999, str. 40-43.
Hes L.: Thermophysiological properties of artificial and animal furs, 2nd International Congress on Technical Textiles, UPC Terrassa, October 2004., Proc. of Internat. Congress on Technical textiles, (Ed. A. Naik), Oct. 2004, UPC Terrassa, ISBN 84-600-9667-X
Małachowska A.: Ocena asortymentu tkanin i dzianin futerkowych, Przegląd Włókienniczy 7/67, 1967, ss. 339-342.
Żyliński T.: Metrologia Włókiennicza. Tom III, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1979.
Korliński W.: Technologia dzianin rządkowych, WNT, Warszawa 1989.
El-Dakhloul A.: Wpływ parametrów technologicznych na przepływ powietrza w dzianinach futerkowych, Przegląd Włókienniczy 2002, nr 7, ss. 10-13.
Freedman H.A.: Pile fabrics and their flammability, based on paper presented at the Conference on Burns and Flame-Retardand Fabrics, held at the New York Academy of Medicine, December 2-3 1966New York Akademy of Medicine. Bulletin 43, No. 8, August 1967, 663-668.
Korliński W., Patyk B.: Physical and Mathematical Modeling of the Phenomenon of Fur Knitting Compression, Fibres & Textiles In Eastern Europe 2006, Vol. 14, nr 4 (58), ss. 48-51.
Korliński W., Patyk B.: Zależność między parametrami struktury dzianin futerkowych i parametrami procesu ściskania, 42 Kongres IFKT (International Federation of Knitting Technologists), Łódź 5-8.10.2004, Wyd. Instytut Technik i Technologii Dziewiarskich Tricotextil, Łódź, 2004, ISBN: 83-917476-2-X
Korliński W., Patyk B.: Preliminary Analysis of the Pile Properties of Fur Knitting’s During the Process of Compression, Fibres & Textiles in Eastern Europe 2002, nr 10(4), ss. 49-51.
Sławiński M.Z.: Programowanie udziału włókien okrywy w masie powierzchniowej dzianin futerkowych, Przegląd Włókienniczy 6/78, 1978, ss. 282-284.
Korliński W.: Wpływ niektórych parametrów struktury dzianin na ich ciepłochronność, Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej, nr 129, Włókiennictwo 1970, z. 21. str. 105-148.
Rogowska K., Raczyński J.: Urządzenia cieplne zakładów włókienniczych. Ćwiczenia laboratoryjne, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 1987.
Więźlak W., Robakowski K.: Praca zbiorowa. Metrologia włókiennicza. Tom IV,[w:], red. W Szmelter, WNT, Warszawa 1973.
Jasińska I., Frydrych I., Sybilska W.: Parametry termoizolacyjności cieplnej wyrobów typu Gore-tex. Część I, Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra 2005, nr 6, str. 32-34.
Więźlak W., Elmrych-Bocheńska J., Zieliński J.: Odzież. Budowa, własności i produkcja, Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji, Państwowy Instytut Badawczy, Łódź 2009.
Korliński W.: Analiza krytyczna metody pomiaru izolacyjności cieplnej tekstyliów w normie ISO 5085-1: 1989, Przegląd Włókienniczy1996, nr 5, ss. 8-11.
Wiśniewski S., Wiśniewski T.S.: Wymiana ciepła, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1997.
Kostowski E.: Przepływ ciepła, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000.
Kmieć A.: Procesy cieplne i aparaty, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2005.
Incropera F.P., De Witt D.P.: Fundamentals of heat and mass transfer, 5th ed., John Wiley&Sons, 2002., United States of America.
Lienhard IV J.H., Lienhard V J.H.: A heat transfer textbook, 3rd ed., Published by Phlogiston Press, Cambridge, Massachusetts, U.S.A 2006.
Sondij F.: Termokinetyka. Zagadnienia wybrane. Część I. Wprowadzenie, Politechnika Lubelska, Lublin 1990.
Hering M.: Termokinetyka dla elektryków, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980.
Michiejew M.: Zasady wymiany ciepła, PWN, Warszawa 1953.
Kalinowski E.: Przekazywanie ciepła i wymienniki, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1995.
Staniszewski B.: Wymiana ciepła. Podstawy teoretyczne, PWN, Warszawa 1979.
Pudlik W.: Wymiana i wymienniki ciepła, Podręcznik dla studentów wydziałów mechanicznych specjalizujących się w technikach cieplnych i chłodniczych, Politechnika Gdańska, Wydanie IV cyfrowe, Gdańsk 2008.
Tomeczek J.: Termodynamika, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1999.
Frydrych I., Porada A., Bilska J., Konecki W.: Parametry izolacyjności cieplnej tkanin. Część I. Przegląd metod i urządzeń pomiarowych, Przegląd Włókienniczy – Włókno, Odzież, Skóra 2003, nr 10, ss. 12-15.
PN-P-04617:1986, Metody Badań wyrobów włókienniczych. Izolacyjność cieplna. Wyznaczanie gęstości strumienia energii.
Królikowska H., Dylik M., Janusz M.: Automatyzacja badania ciepłochronności wyrobów włókienniczych metodą walca, Prace Instytutu Włókiennictwa 1992/1993, str. 25-30.
PN-EN ISO 11092:2014-11, Tekstylia. Właściwości fizjologiczne. Pomiar oporu cieplnego i oporu pary wodnej w warunkach stanu ustalonego (metoda pocącej się zaizolowanej cieplnie płyty).
Frydrych I., Dziworska G.: Najnowsze przyrządy prof. Sueo Kawabaty: KESFBAUTO-A i THERMO LABO II, Przegląd Włókienniczy – Włókno, Odzież, Skóra 2000, nr 6, str. 9-11.
Matusiak M., Sikorski K.: Badania właściwości termoizolacyjnych cienkich tkanin odzieżowych. Cz. 1, Przegląd Włókienniczy – Włókno, Odzież, Skóra 2010, nr 3, ss. 42-44.
PN-P-04954:1975, Metody badań wyrobów włókienniczych. Wyznaczanie współczynnika przewodzenia ciepła.
ISO 5085-1:1989: Textile – Determination of thermal resistance – Part I: Low thermal resistance, Szwecja, Genewa.
Michalak M.: Bezkontaktowe badania właściwości cieplnych wyrobów włókienniczych. Część I, Przegląd Włókienniczy – Włókno, Odzież, Skóra 2010, nr 2.
Michalak M.: Bezkontaktowe badania właściwości cieplnych wyrobów włókienniczych. Część II, Przegląd Włókienniczy – Włókno, Odzież, Skóra 2010, nr 3 ss. 25-27.
Ziegler S., Kucharska-Kot J.: Estimation of the Overall Heat-transfer Coefficient Through a Textile Layer, Fibres & Textiles in Eastern Europe 2006, Vol. 14, No. 5 (59), str. 103-106.
Szargut J.: Modelowanie numeryczne pól temperatury, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1992.
Korycki R.: Identyfikacja i optymalne projektowanie kształtu wyrobów i konstrukcji włókienniczych przewodzących ciepło, Politechnika Łódzka, Zeszyty Naukowe 2003, nr 929, 2003.
Szmelter J.: Metody komputerowe w mechanice, PWN, Warszawa 1980.
Kleiber M., Ross C.T.F.: Incremental finite element modelling in non-linear solid mechanics, , Ellis Horwood Ltd., Harlow, United Kingdom 1989.
Grądzki R.: Wprowadzenie do metody elementów skończonych, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2002.
Belytschko T., Liu W.K., Moran B.: Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures, Wiley 2000, Chichester.
Kleiber M.: Metoda elementów skończonych w nieliniowej mechanice kontinuum, PWN, Warszawa-Poznań 1985.
Brebbia C.A., Connor J.C.: Fundamentals of finite element techniques for structural engineers, Butterworth 1975.
Cook R.D.: Concepts and applications of finite element analysis, Wiley 1974, New York.
Łodygowski T., Kąkol W.: Metoda elementów skończonych w wybranych zagadnieniachmechaniki konstrukcji inżynierskich, Politechnika Poznańska, Alma Mater, 2003.
Korycki R., Więzowska A.: Modelling of the Temperature Field within Knitted Fur Fabrics, FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2011, Vol. 19, nr 1(84).
Korycki R., Więzowska A.: Modeling of temperature field in knitted fur fabrics, IMTEX 2009, X International Conference, Conference Proceedings, Łódź 2009, ss. 132-135. adres wydawniczy: Łódź, Technical University, 2009, polski referat zjazdowy, język publikacji: EN.
Korycki R., Więzowska A.: Relation Between Basic Structural Parameters of Knitted Fur Fabrics and Their Heat Transmission Resistance, Fabrics, FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2008, nr 3(68), ss. 84-89.
PN-P-01724:1976, Wyroby futerkowe. Zestawienie wskaźników technologicznych i użytkowych.
PN-EN ISO 5084:1999, Tekstylia. Wyznaczanie grubości wyrobów włókienniczych.
EN ISO 9073-2:2002, Tekstylia. Metody badania włóknin. Część 2: Wyznaczanie grubości.
PN-ISO 1765:1998, Włókiennicze pokrycia podłogowe wytwarzane techniką maszynową. Wyznaczanie grubości.
EN 429:1993, Elastyczne pokrycia podłogowe. Wyznaczanie grubości warstw
PN-EN 1318:2006, Włókiennicze pokrycia podłogowe – Wyznaczanie umownej grubości efektywnej spodu
PN-ISO 10834:1999, Włókiennicze pokrycia podłogowe – Nieniszczący pomiar grubości okrywy – Metoda z zastosowaniem przyrządu WRONZ.
PN-ISO 1766:2006, Włókiennicze pokrycia podłogowe – Wyznaczanie grubości okrywy.
PN-P-04688:1985, Metody badań materiałów włókienniczych. Filce i włókniny. Wyznaczanie gęstości pozornej.
PN-EN 14900:2007, Włókiennicze pokrycia podłogowe. Wyznaczanie gęstości spodu z włókniny.
PN-ISO 8543:1998, Włókiennicze pokrycia podłogowe – Metody wyznaczania masy
PN-EN 984:2004, Włókiennicze pokrycia podłogowe – Wyznaczanie masy powierzchniowej warstwy użytkowej igłowanych pokryć podłogowych.
PN-P-04650:1973, Metody badań wyrobów włókienniczych. Tkaniny z okrywą runową. Wyznaczanie masy powierzchniowej runa.