被類保溫性能的檢測(cè)設(shè)備與檢測(cè)方法研究.pdf

1、熱阻值是衡量產(chǎn)品隔熱性能的重要指標(biāo)之一，也是評(píng)價(jià)由織物包覆絮狀材料制成的被類隔熱性能的重要參數(shù)?，F(xiàn)有的測(cè)試儀器與計(jì)算方法在測(cè)試被類保溫性能時(shí)存在著明顯缺陷，如測(cè)量精度低、測(cè)試結(jié)果不穩(wěn)定、需要裁剪試樣不能直接測(cè)試成品、測(cè)試時(shí)間過長(zhǎng)、操作繁瑣，不適合工程運(yùn)用等。針對(duì)這些問題和合作企業(yè)浙江三弘集團(tuán)的對(duì)該類儀器的需求，我們課題組先行研究了纖維集合體傳熱理論及其國(guó)外最先進(jìn)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、被類保溫儀應(yīng)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能表征指標(biāo)的計(jì)算邏輯及精度等，而后通

2、過多方接洽，確定萊州電子儀器有限公司為儀器生產(chǎn)廠，我們與儀器生產(chǎn)廠合作研究細(xì)化了儀器設(shè)計(jì)，研制出了一種專門針對(duì)被類的熱阻和冷感測(cè)試儀。
　　本論文除了參與上述儀器研發(fā)以外，設(shè)計(jì)系列試驗(yàn)論證了自主研發(fā)的儀器的可行性，并從多個(gè)方面考核了儀器的精度、穩(wěn)定性等。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)考察了現(xiàn)有測(cè)試方法、標(biāo)準(zhǔn)和儀器，并分析出測(cè)試被類熱阻時(shí)的缺點(diǎn):(A)目前大部分儀器都需要裁剪試樣，主要適合測(cè)試材料性能，不適合測(cè)試由數(shù)種材

3、料組合縫制的產(chǎn)品性能，因?yàn)椴脺p產(chǎn)品會(huì)造成傳熱通道變化等誤差;(B)現(xiàn)有立式暖體假人或出汗假人并不適合測(cè)試被類的熱阻，開發(fā)臥式假人，理論上可行，實(shí)際不但成本昂貴，而且因假人形體復(fù)雜，測(cè)試時(shí)被類覆蓋操作煩瑣，引入隨機(jī)誤差可能會(huì)很大;(C)通過對(duì)比分析英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS5335-2:2006與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM-D1518測(cè)試方法等及其所用儀器，得出結(jié)論英標(biāo)方法更適合測(cè)試被類熱阻。
　　(2)我們與萊州電子儀器有限公司、浙江三弘集團(tuán)合作，研發(fā)出

4、一臺(tái)專門針對(duì)被類的熱阻和冷感測(cè)試儀，在完成英標(biāo)全部測(cè)試基礎(chǔ)上增加了新功能——測(cè)試被類的接觸冷暖感或冷感，以便全面考核被類的熱舒適性。儀器制造方案由三方共同討論數(shù)次定出，浙江三弘集團(tuán)負(fù)責(zé)提供應(yīng)用需求和國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)現(xiàn)有被類產(chǎn)品的熱阻范圍等，萊州電子儀器有限公司負(fù)責(zé)元器件選配和整機(jī)制造，我們課題組負(fù)責(zé)考核儀器的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案、制定儀器各部分的控制邏輯和被類性能指標(biāo)的計(jì)算邏輯等，產(chǎn)學(xué)研用緊密合作從測(cè)試儀的基本結(jié)構(gòu)、元器件精度、電腦控制、指標(biāo)計(jì)算方法

5、等全方位保證了儀器精度。
　　(3)通過系列實(shí)驗(yàn)證明:(A)與纖維集合體材料同為高分子孔隙材料的海綿板可以用作標(biāo)準(zhǔn)材料，用于考核被類保溫性能測(cè)試儀的精度、穩(wěn)定性等，海綿板重復(fù)實(shí)驗(yàn)熱阻的CV值在1％～2％之間，比羽絨被等被類的CV值小一個(gè)數(shù)量級(jí);(B)標(biāo)準(zhǔn)材料的試驗(yàn)證明儀器的一致性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性都符合并且超過英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS5335-2:2006的要求;(C)用標(biāo)準(zhǔn)材料上方的空氣層熱阻替代實(shí)際被類上方空氣層熱阻計(jì)算被類熱阻可行，這一點(diǎn)

6、與英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)5335-2:2006的方法一致，因?yàn)樵嚇由戏娇諝鈱拥臒嶙柽h(yuǎn)小于被類的熱阻，前者只占后者的3～6％，這樣可避免測(cè)試高低不平被類上表面溫度的硬件投資和隨機(jī)誤差;(D)對(duì)6種不同的羽絨被試樣進(jìn)行熱阻測(cè)試，發(fā)現(xiàn)重復(fù)測(cè)試的CV值在1％～13％之間，這是由于每次放置不能保證與前次的蓬松狀態(tài)等結(jié)構(gòu)完全相同，測(cè)試結(jié)果基本符合預(yù)期;通過給羽絨被加上被套進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)重復(fù)測(cè)試的CV值大幅度降低，但是熱阻比裸被增加20％左右，說明加上被套可以有效降

7、低羽絨被下凹處的空氣流動(dòng)速度，增加保溫性。
　　此外，短期留日學(xué)習(xí)期間，在京都工藝?yán)w維大學(xué)鋤柄教授的悉心指導(dǎo)下完成了二類彈性織物的力學(xué)性能和風(fēng)格比較的試驗(yàn)。得出如下結(jié)論:相比于結(jié)構(gòu)參數(shù)基本相同的氨綸織物，含2D的Zentra棉型纖維或3D的Zentra毛型纖維的混紡紗及其織物的彎曲剛度比氨綸包芯紗更低;Zentra混纖織物表現(xiàn)出較高的彎曲滯后量、剪切剛度與剪切滯后量，并且Zentra纖維含量越高，彎曲和剪切滯后量及剪切剛度越大，這