结构参数对超高分子量聚乙烯织物导热性的影响

为了提高服装热量的传导,采用导热率较高的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纱线作为纬纱与涤纶进行交织制成织物,并以电热片作为热源,通过铂电阻测温仪测量距离热源边界0、2、4 cm处织物表面温度随时间的变化。采用变量分离法测试纤维种类、纱线线密度、织物密度以及织物组织结构等因素对超高分子量聚乙烯织物导热性的影响。结果表明:含UHMWPE纱线交织物的导热性明显好于涤纶/涤纶和涤纶/锦纶交织物,且纱线越粗、织物密度越大、组织单元内纱线交织次数越少,织物导热性越好。     

羽绒制品热传递的有限元仿真

针对现有羽绒制品保暖性测试方法的测试时间较长、成本较高等不足,提出一种数值模拟测试方法。采用ANSYS有限元软件建立“羽绒-织物-皮肤”的三维几何模型,模拟分析不同织物、不同填充密度、不同绗缝数量条件下模型内部与外表面的温度分布特征,探究不同条件对热量沿厚度方向和宽度方向传递的影响,计算其保暖性,并进行实验验证。结果表明：羽绒填充密度增加,热量沿模型厚度方向的传递距离增大,外表面温度及热流密度减小;绗缝数量增加,热量沿模型厚度方向的传递增大,沿模型宽度方向的传递距离减小,外表面温度及热流密度逐渐增大;织物对羽绒制品保暖性的影响较小;模拟结果与实验结果的最大相对误差为4.79%,二者吻合度较好。     

织物结构密度对织物导热性能影响的研究

通过研究同种涤纶纱线不同经密和纬密系列织物导热性能的差异,探讨了织物结构密度对织物导热系数的影响,从而得出织物结构密度的变化导致织物表观密度、织物含气性变化,它们是影响织物导热系数的直接因素,并且都是线性关系的结论.     

水分对消防服用织物导热系数及热防护性能的影响

为了研究含水率对消防服用织物导热系数及热防护性能的影响,采用瞬态平面热源法对不同含水量的阻燃外层织物进行导热系数的测试,并将常用消防服各层面料进行配伍组合,润湿舒适层织物模拟消防员汗湿情况,润湿阻燃外层织物模拟消防用水润湿情况,在总热流量达到83kW/m~2的情况下,采用热防护性能测试仪测试铜片热流计累计吸收的热量达到人体二级烧伤时需要的时间,以此判定面料组合的热防护性能。结果表明:a)消防服用织物的导热系数随着其含水率的增大而非线性地增大;b)面料组合的低程度润湿(含水率在32%以下)对面料组合的热防护性能有消极影响。面料组合的含水率为26%时,其热防护性能降到最低。     

应急热防护织物有效导热系数分形模型

运用分形理论对应急热防护织物的内部微结构进行分析研究,结果表明分形维数与纤维体积分数是影响热防护织物传热的2个重要参数。根据等效热阻法建立预测高温下热防护织物有效导热系数的分形模型,求出基于分形理论的热防护织物的有效导热系数表达式,所得理论结果与实验值保持良好的一致性,同时合理反映出高温热辐射在织物传热中的重要作用。     

消防服外层织物参数对组合面料热防护性能的影响

选择不同消防灭火服外层织物,将其与防水透气隔热层、舒适层组成的组合面料进行热防护值测试,分析消防灭火服外层织物基本参数与热防护性能之间的关系,研究消防灭火服外层织物结构、材料导热系数、热收缩率对其热防护性能的影响。结果表明：消防灭火服外层织物热防护性能与材料导热系数、遇热产生的气腔高度、表/里层经纬密度配置显著相关。在相同重量下,对热防护值要求较高的消防灭火服进行外层面料设计时,外层织物在组织结构上应采用双层结构,其表/里层经纬密度配比接近1.5∶1;在材料选用上,表层材料热收缩率应相对较大,里层材料热收缩率应较小且导热系数低。     

机织物的热传递与强热条件下热防护性能

在高低温、热辐射和烈火场等强热物理场，要求服装具有隔热功能。为探究组织结构、热源强度对机织结构材料热防护性能的影响，采用有限元模拟方法，研究热源强度为0.8 kW/m²条件下，6种组织芳纶、涤纶机织结构材料的瞬态热传递过程特征，得到材料的温度云图和表面温度时变图，观察温度时变图，从隔热时间和隔热温度2个维度提出强热条件下评价织物热防护性能的5大指标。结果表明：热流沿纱线浮长传递，形成与浮长相关的上、下表面温度和温差；热流达到下表面的滞后时间越长，下表面的温升速度越慢，形成的温差越大，下表面形成的稳定温度越低，材料的防护效果越好，6种组织的隔热防护性能由低到高排序为：平纹、2上1下斜纹、3上1下斜纹、4上1下斜纹、5上1下斜纹、6上1下斜纹；在常规热源条件下，单层织物能够有效阻止热流滞后约1.5 s,强热条件下，需增加防护厚度或叠加其它材料以提高隔热能力；辐射热防护性能测试表明，实验结果与模拟结果存在很好的一致性。     

有机导电纤维与羊毛混纺应用性能研究

将有机导电纤维与羊毛混纺制成纱线与织物,测试纱线电阻值及织物表面摩擦电荷密度,研究导电纤维含量、织物组织结构及纱线线密度对织物抗静电性能的影响.结果表明:随着导电纤维含量增加,纱线电阻值下降,织物表面摩擦电荷密度下降;纱线越细,织物表面摩擦电荷密度越大,抗静电性能越差;机织结构比针织结构具有更好的抗静电性能.     

不同紧度组织配置的织物区域扩约问题研究

探讨不同紧度组织配置下机织物的平面形态特点。选取两种不同紧度的组织配置成正方形方格织物,以组织松紧比、纬纱密度、区域宽度为变化因子,计算织物区域扩约系数,建立了各因子与扩约系数的相关曲线。结果表明:方格织物扩约系数随织物组织松紧比的增大而增大,随纬纱密度的增大而先增大后减小,方格宽度对扩约系数有明显的影响。认为织物紧组织区域向松组织区域扩约需克服纱线的抗弯阻力。     

新型热防护服用阻燃层面料的设计与性能

为开发新型热防护服,采用相同规格的Nomex~?ⅢA纱线,以平纹、2/2方平、2/2斜纹、3/1斜纹4种组织为基础,改变织物组织结构,设计织造了6种接结双层阻燃面料,研究织物组织对其弯曲性能、力学性能、透气、透湿性能及热防护性能的影响。结果表明：在织物经纬密相同时,织物结构越紧密,其弯曲性能、力学性能和热防护性能增加,透气、透湿性能下降;在6种织物中,表组织为平纹、里组织为2/2方平组织的1#织物的弯曲性能、力学性能和热防护性能最好,透气、透湿性能相对较差,比市售通用的阻燃层所在织物系统的热防护性能提高了67.53%。     

织物结构对纺织结构电极阻抗性能的影响

以镀银纱线作为原材料,采用织物结构单元成型的方式,通过织物结构分析模拟并结合电化学阻抗谱分析,分别研究了纱线曲屈状态、织物组织、织物密度、纱线连续状态及纱线数量对电极阻抗性能的影响。研究表明：相同长度的纱线在织物中的曲屈状态对电极阻抗性能影响较小;织物密度对电极阻抗性能的影响较小;纱线连续状态及纱线数量对电极阻抗性能的影响较大。为可穿戴医疗监护服装中纺织结构电极的设计提供一定的理论依据。     

织物结构和性能对接触冷暖感的影响

为研发不同冷暖感织物,选取25种常见织物为研究对象,采用KES-F7接触冷暖感测试仪测试织物的最大瞬态热流量。从织物组织、织物厚度等结构参数,织物导热系数及表面摩擦性能等方面分析其影响因素。研究结果表明:纤维成分相同、纱线线密度相近时,绉组织织物比平纹组织织物和斜纹组织织物的接触暖感好;织物导热系数与接触冷暖感呈显著正相关关系;增加织物表面粗糙度、表面蓬松度及厚度有利于提高皮肤与织物的接触暖感;增加织物表面滑爽度、平整度及减小织物厚度有利于提高织物接触冷感。     

织物镜面反射光分布曲线的模拟计算

提出了一个较为接近实际的织物结构模型。结合织物组织结构因素对织物的镜面反射光分布曲线进行了模拟计算,从理论上证明了织物组织、经纬密度、屈曲波高、纱线长短轴之比、纤维折射率以及入射角等因素都对镜面反射光的分布具有较大影响。     

耐高温服装阻燃及热防护性能的测定

采用垂直燃烧试验仪和火焰防护性能评价试验机,对消防服外层用织物进行阻燃及热防护性能测试,研究了热流密度和微小空气层厚度对阻燃织物热防护性能的影响。结果表明,随着热流密度的减小,织物热防护性能增加,质量损失率减小;在热流密度为80(1±5%)k W/m2,空气层厚度小于9 mm的条件下,织物热防护性能随着空气层厚度增加而增加,空气层厚度为9~10 nm时,织物热防护性能降低,大于10 mm时,热防护性能随着空气层厚度增加而提高。     

应用ABAQUS的织物热传递有限元分析

为拓展机织物热舒适性设计、评估和优化的思路,提供一种有效预测织物热阻的方法,基于织物的三维模型及传热学理论,对织物系统进行一维热传递的数值模拟,得到织物传热过程中的温度分布特征。利用显微图像及切片技术获取织物几何结构参数,建立平纹织物的几何模型,并与纱线周围静止空气装配,构成织物系统的三维模型,借助有限元分析软件ABAQUS,根据模拟环境设置边界条件与相互作用,计算模型的数值解。最后通过模拟皮肤散热的恒温平板实验,对数值模拟结果进行验证,结果显示：织物外表面温度的模拟值与实验值随时间变化的一致性较好,理论热阻值与实验热阻值相对误差为3.9％,二者吻合度较高。     

含水率对消防服用多层织物系统热蓄积的影响

为全面准确地评估湿态下消防服用多层织物系统的热防护性能,通过改进现有的热防护性能测试仪器,采用传统热防护性能实验与蓄积热实验2种方法,利用模拟人体皮肤传感器取代标准测试中的铜片热流传感器,基于Pennes热量传递方程,根据Henriques人体皮肤烧伤模型做出烧伤预测,并利用迭代法获得二度烧伤最少热暴露时间。分析了织物系统含水率对二度烧伤最少热暴露时间及热蓄积指数的影响。实验结果表明:2种实验方法测得的二度烧伤最少热暴露时间随含水率的增大明显降低,热蓄积指数也呈降低趋势;二度烧伤最少热暴露时间与含水率之间存在显著的线性负相关关系。     

瞬态平面热源法仪器测试不同温度下织物导热系数的研究

阐述了基于瞬态平面热源法的Hot Disk热常数分析仪的测试原理及测试方法,采用热常数分析仪的薄膜模块探头对棉麻丝毛织物在不同温度下的导热系数进行了测量,验证该仪器对织物导热系数测量的可行性,研究环境温度对织物导热系数的影响。结果表明:热常数分析仪的薄膜模块探头对织物导热系数的测量是可行的,在-20～100℃温度范围内,棉麻丝毛织物的导热系数随温度升高而增大;丝毛织物在20～100℃温度范围内导热系数变化不大,但丝织物在低温环境下降的幅度较为明显。     

热辐射暴露下消防员的生理反应及皮肤烧伤预测

为优化消防服热防护性能的评价准则,基于消防服热传递规律与人体热生理调节机制,建立了消防员生理反应与皮肤烧伤预测模型,利用服装热防护性能测试平台对比分析了平均皮肤温度、核心温度的变化趋势与预测误差。结果表明:基于模型预测的平均皮肤温度与核心温度均略大于实验测量结果,但总体变化趋势与实验结果具有较高的一致性;在热暴露条件下消防员面临着皮肤烧伤与热应激的双重威胁,皮肤烧伤更多发生在热暴露阶段,热应激更可能产生在热暴露结束之后,这是由于热传递的滞后效应导致;消防服热防护性能的评价需要综合考虑皮肤烧伤与人体热应激作为评价指标,从而更加准确地标定及优化消防服的热防护性能。     

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。     

基于辐射衰减特征的隔热防护织物有效导热系数简化模型

高温下辐射传热对织物热传递过程贡献显著,为此,介绍火灾高温环境下的耐高温防护织物的内部传热特点,进而提出高温下织物有效导热系数数值传热模型.针对火灾等高温环境下耐高温防护织物内部热辐射渗透衰减问题进行分析,应用有限差分法对隔热防护织物的有效导热系数模型进行数值分析.通过数值求解传热方程,计算出织物的稳态有效导热系数,且...