多孔纤维织物热湿传递数值模拟的研究进展

热湿传递数值模拟的研究可为多孔纤维织物的制备和热湿性能评估提供理论基础。在阐述了织物热湿传递机制的基础上,从织物热湿传递数值模型、数值模拟计算方法以及织物热湿传递性能测试方法 3个方面,综述了近年来关于织物热湿传递方面的新进展,分析了现有织物传热传湿数值模拟研究中存在的问题,提出在创建织物三维方向上的热湿耦合模型时,要综合考虑织物本身的交织结构特征和纱线的物理性能;在数值分析过程中要充分考虑实际应用条件下织物材料物理性能的变化,进一步优化织物传热传湿数值模型,提高模拟计算的准确度。     

棉织物热转移印花的机制

为实现棉织物的热转移印花,提出了架桥思想以及通过一种架桥剂实现架桥思想的基本思路;按架桥剂设计思想试制架桥剂FY-1,用C.I.分散红60上染经FY-1处理的棉织物,其结果证明了架桥思想的可行性。通过光学显微镜、透射电镜等方法分析了架桥机制,由此得出棉织物热转移印花的机制：架桥剂通过自身对棉纤维的亲合性和渗透性预先进入纤维微孔内,同时接纳分散染料的染座分布在微孔内;架桥剂依赖其热膨胀作用在热转印温度下溶胀纤维;分散染料在热转印温度下升华,以分子间作用力上染纤维。     

服装工效系统热湿耦合的非线性特性

将热力学方法运用于人体服装环境工效系统的研究,运用非平衡热力学中力与流的关系来描述系统中服装传热与传湿之间的耦合,并通过出汗暖体躯干的实验测试获得与热湿耦合有关的数据,所得到的规律表明该热湿耦合有非线性关系。实验数据说明服装的热湿耦合是不可忽略的。     

基于多尺度的稻谷干燥热湿耦合传递的数值研究

为保证稻谷在储藏时的品质,收获后的稻谷通常需要干燥到一定水分后储藏,研究稻谷干燥过程的热湿传递规律具有重要意义。目前稻谷干燥过程中热湿传递的分析大多基于连续介质假说和局部热湿平衡原理而进行的,这种方法的局限性在于很难获得粮堆干燥过程中粮粒内部的热湿迁移规律。本文基于稻谷粮堆孔隙尺度和粮粒尺度,采用局部非平衡热湿传递模型,模拟分析了在对流干燥条件下稻谷单颗粒以及颗粒群的热湿传递规律。研究结果表明,本研究模拟值与文献中干燥实验数据相对误差(RE)小于6.50 %,平均相对偏差(MRD)小于4.00 %,得出该模型具有一定的准确性;与基于局部热湿平衡多孔介质热湿耦合研究方法所得的稻谷颗粒群温度和水分传递结果进行对比,本研究所建立的模型更能准确体现出谷物颗粒在通风干燥时内部的热湿迁移规律。本研究所开发的模型能预测不同尺度下稻谷颗粒的温度和水分分布。     

吸湿排汗功能整理涤/棉混纺针织面料的性能

选用＂十＂字形异截面涤/棉混纺纬平针织物,经吸湿排汗功能整理后,测试织物整理前后的芯吸性能、透湿性能、快干性能、透气性能和悬垂性能。试验结果显示,吸湿排汗整理剂Ultraphil HSD的引入有益于含棉针织面料芯吸性能、透湿性能、快干性能等湿舒适性的提高和改善,其提高和改善效果与异截面涤/棉混纺针织物中棉含量的比例呈正...     

Mathematical modeling and numerical simulation of heat and moisture transfer in a porous textile medium

The moisture accumulation within clothing is a serious problem for sportswear and clothing in cold climate. There are several experimental methods available to measure moisture build up in insulate materials. However, information on parameters such as temperature, relative humidity and vapor pressure can be obtained through simulation using a predictive mathematical model. The focus of this study is the development of a mathematical model to simulate heat and moisture transfer in a sample of fabric, coated to provide insulation, which is in contact with human skin on one side and with the external environment on the other. To numerically simulate the mathematical model, the finite volume method is used and a computational procedure for the solution of the model is designed. The simulation results are analyzed to verify whether they are consistent with the physical reality.     

光稳定剂对纯棉热转移印花织物耐光性的影响

研究不同抗氧剂、紫外线吸收剂及其用量对纯棉热转移印花织物耐光性的影响。试验结果表明，抗氧剂和紫外线吸收剂的添加均能不同程度地提高印花织物的耐光性；而利用协同效应，在整理液中同时添加0．5％的抗氧剂441和6％的紫外线吸收剂336，能够得到较理想的效果。     

热防护服装热湿传递模型研究及发展趋势

 合理地评价热防护服装的热防护性能对减少消防员的皮肤烧伤具有重要的意义。本文主要回顾并评价了热防护服装的热湿传递模型国内外的研究现状,包括皮肤传热模型及其烧伤评价模型、单层或多层面料的一维和二维热湿传递以及整体服装的三维热湿传递模型等,并比较分析了这些模型的应用缺陷,预测了热防护服装热湿传递模型研究未来的发展趋势。热湿传递模型的研究不仅可以为热防护服装的使用提供科学的理论指导以减少皮肤烧伤或蒸汽烧伤,而且能够进一步推动服装热防护性能测试技术的发展,满足我国“安全发展”和“公共安全防治”的技术需要。     

新型再生纤维织物的热湿耦合作用

为了避免传统温度传感器对织物表面温度传递的影响,利用红外热像仪开发一种无干扰的精确计测织物表面温度的新方法。并利用该方法分析比较大豆蛋白复合纤维、莫代尔等新型再生纤维织物的热湿耦合作用。结果表明:大豆蛋白复合纤维、莫代尔纤维及其混纺织物的热湿耦合作用规律是相似的。织物温度变化参数聚类分析表明,可用织物湿热温度上升速率和织物湿热温度与干热温度之差的最大值作为织物热湿耦合作用的主要表征指标。     

A method for the calculation of the heat transfer coefficient in potato drying

A method for the determination of the heat transfer coefficient was proposed for the first falling drying period of potato cubes. During this period, heat and mass transfer were considered as coupled phenomena. Temperature calculation inside the sample was performed using the macroscopic heat transfer balance. The heat transfer coefficient was computed by means of parametric identification, using the Gauss–Newton method. The figure obtained for the heat transfer coefficient shows good agreement with other sources.     

Numerical simulation of heat and moisture transfer through bulky PAN nanofiber mats

In this study, the coupled heat and moisture transfer of polyacrylonitril nanofiber mats were investigated by theoretical and experimental methods. A mathematical model was used to describe and predict the coupled heat and moisture transfer of nanofiber mats. Based on the results obtained by scale analysis method, order of magnitude of heat transfer by radiation is negligible for nanofiber mats but heat transfer by convection is important. In this investigation, the coupled heat and moisture transfer including convection heat transfer was solved numerically by finite difference method. Comparison between numerical results and experimental data shows good agreement, which indicates the high accuracy of the numerical results.     

稻谷自然储藏多尺度热湿耦合传递研究

该文采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)的方法,以稻谷为研究对象,建立粮堆内部和粮粒热湿传递的数学模型,从粮堆和粮粒两种尺度,探究自然储藏过程中外界气象参数变化时粮堆内部的热湿变化以及稻谷颗粒内部热湿传递与周围空气的温湿度关系。研究发现自然储藏时粮堆内温度变化和水分迁移主要受外界环境与粮堆内自然对流的影响,且自然对流也会影响到粮堆和粮粒内部的温度和水分变化。但是粮粒内部温度变化不同于粮堆内部的温度的变化,因此,粮情检测系统的传感器测得的温度无法真实反应粮粒内部的情况。该文研究结果可为储藏过程中粮堆局部发热和霉变的控制与防护提供理论依据。     

粮堆内热湿耦合传递数值模拟与试验验证

通风过程中粮堆内热湿耦合传递对储粮安全和粮仓通风有着重要的影响。建立了机械通风冷却过程中粮堆内热湿耦合传递数学模型,在此模型的基础上用C语言编写了用户自定义源项(UDF),实现了谷粒吸附和解析水分时热量交换和水分迁移的CFD数值模拟。以某高大平房仓为例,建立了通风冷却过程中粮仓的三维物理模型;以瞬态条件下外界环境随时间变化的空气温湿度为入口边界条件,通过对比CFD数值模拟结果与实测数据,验证了粮堆内热湿耦合传递数学模型,得出通风冷却过程中粮堆内热湿耦合传递规律。     

棉织物热转移印花中分散红60皂洗变色分析

结合皂洗牢度和反射率曲线考察了棉织物上分散红60的皂洗变色现象和助色基团对皂洗变色程度的影响；通过电子透射和衍射图分析了染料在棉纤维中的状态和分布。结果表明，导致分散红60皂洗变色的主要原因是蒽醌环上电负性(助色基团)分布不均及晶体在纤维中的重排。     

密闭圆筒仓内储粮自然对流及热湿耦合传递的研究

粮食作为吸湿性多孔介质,具有吸湿和解吸湿特性。一般粮食收获后,大部分时间在密闭非通风状态下自然存储。鉴于粮仓外气候条件的季节和昼夜变化,会使粮堆的温湿度发生周期变化,导致超出存储安全指数。该文将以仓储粮堆内局部热湿耦合传递过程作为研究对象,借助多物理场数值模拟软件(COMSOL)进行数值模拟,研究近似冬夏季工况下粮堆内温湿度的动态变化规律,充分考虑了仓储粮作为吸湿性多孔介质具有复杂的热源、湿源。     

涤棉混纺织物纳米吸湿快干免烫一浴整理工艺探讨

采用纳米吸湿快干整理剂及树脂对涤棉混纺织物进行吸湿快干免烫一浴整理,探讨树脂用量、焙烘温度对织物平整度及强力的影响,纳米吸湿快干整理剂对织物毛效及快干性的影响。另外对柔软剂进行筛选,选取手感好且对织物整理效果无负面影响的柔软剂。     

聚乙烯针织物的热湿舒适性能

为研究织物结构参数对聚乙烯针织物热湿舒适性能的影响,选取3种规格的聚乙烯长丝织成双罗纹针织物,并选用涤纶、凉感涤纶长丝制备相同结构双罗纹织物作为对比试样,研究构成织物的原料种类、未充满系数、捻度对织物孔隙率、透气性、导热及导湿性能的影响。结果表明:在织物结构相同的情况下,构成织物的原料、未充满系数与织物透气、导湿、导热等热湿舒适性能显著相关;纱线捻度与织物的导热及导湿性能显著相关;与涤纶、凉感涤纶织物相比,聚乙烯长丝表面存在沟壑,结晶度、取向度较高,其织物具有优良的透气、导湿和导热性能,是制备凉爽舒适功能纺织品良好原材料。     

基于Luikov理论的烟丝贮丝过程热湿特性研究

通过对烟草热湿传递机理的分析,基于Luikov理论,建立了烟丝贮丝过程热湿传递方程,并利用量纲分析和Laplace转换对方程求解,得到烟丝堆积床温度场和湿含量分布的解析解,其结论为深入研究贮丝过程热湿迁移规律提供了理论依据.     

稻谷就仓干燥水分迁移规律及干燥动力学模型研究

本研究将收获的高水分稻谷分别放置于自制的就仓干燥模拟仓内,研究通风量分别为80、92、104m3/h条件下处于仓内底部、中部、表层的稻谷水分迁移规律。应用8种常用干燥模型对实验数据进行非线性回归拟合分析,确定最适干燥模型,并对模型进行了验证。结果表明：稻谷各层水分比随着通风干燥时间的延长而呈下降趋势,其中最底层稻谷水分比最小,底层稻谷在前期（2 d内）水分迅速下降,后期下降速度逐渐平缓,而上层稻谷水分比依次增大,降水速率较下层相对较慢;稻谷有效水分扩散系数在0.092~0.43×10-3 m2/d,其中80 m3/h通风条件下,粮堆各层水分有效扩散系数均小于其他两种通风条件;而相同通风条件下,稻谷粮层距粮面60~90 cm范围内,扩散系数相对其他层较大。通过对比模型得到的预测值与实测值,确定Wang et al.模型为通风条件下稻谷各粮层水分扩散系数的预测模型。     

壳聚糖整理棉织物透湿和抗折皱性能研究

使用不同分子量的壳聚糖对棉织物进行整理.借助FTIR分析了壳聚糖处理前、后的棉纤维结构,并对织物透湿和抗折皱性能进行了测试.结果表明,当壳聚糖分子量小于2.5×104时,随着壳聚糖浓度的增加透湿量逐渐增大,浓度为0.60%时透湿量达到最大值,此后透湿量又随着浓度的增加而减小;采用吸尽法处理的棉织物透湿性能整体上要好于浸轧法.低分子量壳聚糖处理的棉织物,其抗折皱回复性能明显好于高分子量的壳聚糖,而且随着壳聚糖浓度的增加,折皱回复率先增大后减小.