温度和纤维状态对热线法导热系数测试的影响

探讨采用热线法测量纤维材料的导热系数时,测试温度和纤维状态对导热系数的影响。在纤维排列方向与热线方向平行和垂直状态下,测试了不同温度时碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、芳砜纶纤维的导热系数以及碳纤维织物的导热系数。结果表明:在测试温度范围内,纤维导热系数随温度升高而升高;纤维排列方向显著影响导热系数,垂直时测得的导热系数大于平行时的值;当热线与经纱平行时,在一定温度范围内,纬向紧度显著影响碳纤维织物的导热系数。认为采用热线法测得的导热系数与温度和织物紧度有关。     

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。     

稻谷导热系数的测定研究

采用热线法检测粮食的导热系数,在室温条件下,稻谷的导热系数值随物料的水分增加、温度上升而增加;当籼稻中优218在6．57％～20．08％水分范围内,导热系数的变化范围为0．0998～0．1223W／m·℃;当广东早籼在6．51～35．03℃温度范围内,导热系数的变化范围为0．0826～0．1166W／m·℃。稻谷品种不同,导热系数值不同;籼稻的导热系数大于粳稻的导热系数。     

基于热线法的纺织材料导热系数测试研究

针对热线法技术的测量原理、特点以及纤维材料的结构特征,采用高性能纤维长丝及其织物为研究对象,讨论了热线法测试过程中纤维及织物内部的热传递机理。研究了碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维及芳纶纤维等纤维轴向与热线排列导向对导热系数的影响。对碳纤维、芳纶纤维等平纹织物的结构单元进行分析计算,建立了纤维长丝与平纹织物导热系数的数值关系。经验证,计算值与试验值的相对偏差在±3%以内。     

用热线法测定粮食的导热系数

采用热线法测定了小麦、稻谷的导热系数。室温条件下,小麦水分在7.9%~20.4%的状态下,导热系数的变化范围为0.142 0~0.162 7 W/(m.℃),并且与水分呈正线性相关;温度在5.96~33.33℃时,导热系数的变化范围为0.133 6~0.160 5 W/(m.℃)。籼稻中优218水分在6.6%~20.1%时,导热系数的变化范围为0.099 8~0.122 3 W/(m.℃);广东早籼在6.51~35.03℃时,导热系数的变化范围为0.082 6~0.116 6 W/(m.℃)。不同品种粮食的导热系数不同,籼稻的导热系数大于粳稻的导热系数,但不同品种小麦的导热系数值变化范围不大。     

形状记忆整理织物的折皱回复角与温度的关系

探讨形状记忆整理织物在热环境下的折皱回复角随温度变化的规律。结果表明,形状记忆整理织物在热水和热空气介质中,在激发温度60℃附近具有温度响应,折皱回复角显著增大。说明形状记忆整理织物对定型时的平整形状具有记忆,并在激发温度附近回复形状。由于导热系数不同,相同温度下,热空气中的折皱回复时间比热水中的回复时间长得多。采用非线性回归方法进行计算发现,形状记忆整理织物在热环境下的折皱回复角与温度存在指数关系。热水介质中温度与折皱回复角函数为y=3.446 7x0.557 9;热空气介质中温度与折皱回复角函数为y=3.282 0x0.591 0。     

纤维排列方向对热线法导热系数测试的影响

针对纤维的特点,设计试样制备方法,在热线法中测量纤维在不同排列方向时的导热系数。采用最小二乘法处理数据,分析纤维排列方向对导热系数的影响。结果表明,随着纤维排列方向的变化,纤维集合体的导热系数产生一定的线性变化,且不同纤维的变化幅度不同。     

含湿状态下组织结构对织物热舒适性的影响

为比较不同组织结构的织物在含湿状态下的热舒适性能,用KES织物风格仪测试了在一定含湿状态下涤纶针织物、机织物的热舒适性能。结果表明:织物含水率越高,瞬间冷感越强,热传导性能提高,保暖性能下降;在含湿率相同的状态下,涤纶机织物比针织物瞬间冷感更强;编织方法对导热系数随含湿率变化的规律没影响;涤纶机织物、针织物在纯干燥状态下的保暖性相差无几,但加湿后2种织物保暖性能差别显著。通过综合分析比较,认为涤纶针织物保暖性好于涤纶机织物。     

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。     

玻璃棉纤维纸导热性能的研究

研究了温度、多孔填料及填料的添加比例对6种不同打浆度玻璃棉纤维纸导热系数的影响。结果表明,在-10～20℃之间,随着温度的升高, BM-1和BM-3纤维纸对应的导热系数变化不大,当温度由-10℃升高到0℃时,BM-2纤维纸的导热系数由0.0182 W/m·K增加到0.0287 W/m·K,增加了57.7%,变化非常明显,而BM-4、BM-5、BM-6纤维纸的导热系数也分别增加了30.4%、40.6%、32.4%。添加200～400目膨胀珍珠岩的玻璃棉纤维纸导热系数比蛭石的小,且二者的添加比例为30%时,其成纸的导热系数最低。填料的目数对其成纸的导热系数影响变化不大。     

米粉、绿豆粉及黄豆粉的导热系数的实验研究

农产品热物性是影响其深加工工艺的关键因素,其中导热系数最为重要。通过对现有导热系数测量方法的分析,采用球法测量法测量大米粉、绿豆粉、黄豆粉的导热系数。通过对实验数据的分析,回归了导热系数与温度、含水率、总糖和蛋白质之间的关系。实验结果表明,大米及绿豆的导热系数随着温度升高而降低,黄豆导热系数随温升高而增大,并都随各种营养成分的增加而增大。     

米饭热物性和介电特性研究

设计一种含加热丝的稳压电路,并结合在线测温的方法测定样品的导热系数。采用程序控温的方法,研究温度对米饭热物性和介电特性的影响,并进行相关性分析。结果表明：温度对米饭的比热和介电损耗影响显著,而对导热系数和介电常数影响较小;米饭比热随温度升高呈指数上升,当温度到达15℃以后,比热不再随温度变化(cp=2.930kJ/(kg·℃));用温度的二次多项式可以很好的反映米饭介电损耗的变化规律(R2=0.998)。穿透深度是介电性质的函数,与温度呈正相关。     

毛涤织物定形温度与黏衬后缩率的关联性

成衣的规格尺寸直接影响到成衣规格的准确性和外观质量,文章以毛涤织物为研究对象,通过实验,将织物小样分别在4个温度下(180、190、200、210℃)热定形后再黏衬,根据黏衬后织物缩率的大小,分析温度与黏衬后织物缩率的相互关系,找出相应热定形温度对织物尺寸稳定性的影响规律,比较各温度下热定形效果的优劣,最终确定毛涤织物的最佳热定形温度。结果表明,200℃是此织物的最佳热定形温度。     

改性涤纶织物的凉爽性能研究

采用添加有热传导改性粉体矿物质颗粒的凉爽涤纶纤维、十字截面涤纶纤维及普通涤纶纤维为原料,设计试制了3种规格相同、纤维种类不同的机织物,并对凉爽涤纶织物、十字截面涤纶织物及普通涤纶织物的导热性、透湿性、导湿性及散湿性等凉爽舒适性能进行了比较研究。结果表明:凉爽涤纶织物的导热系数、最大瞬时热流量值均大于十字截面涤纶织物和普通涤纶织物,表现出优异的热传导性能;十字截面涤纶织物的吸湿排汗效果最佳,说明纤维物理形态结构仍然是改善织物吸湿、导湿性能的重要手段。     

北极熊毛纤维的导热系数

利用瞬态热线法固体导热系数仪测定了北极熊毛纤维的导热系数,测量精度为±3%。用推荐物质硼硅玻璃和不锈钢对该测量仪器在283～353 K的温度范围内进行了检验,得到的结果与硼硅玻璃和不锈钢导热系数推荐值的绝对平均偏差分别为0.78%和0.91%。用该仪器分别测量了北极熊毛纤维在温度区间为230～313 K、自然状态和加压状态下垂直纤维轴向和任意方向的导热系数,并将实验数据拟合成关于温度和压力的导热系数方程,实验数据与拟合方程计算值在垂直轴向和任意方向的最大偏差分别为0.132 300%和0.139 936%,绝对平均偏差分别为0.059 312%和0.052 844%。     

纬平针棉针织物平幅丝光条件与其线圈结构的关系

针对纬平针棉针织物在平幅丝光过程中线圈拉伸易变形的问题,探究了其在不同丝光条件下线圈结构的变化规律,采用网格法将织物分成不同的织物单元,研究双向拉伸条件下不同单元的位移矢量、圈距、圈高、形态系数、剪切角等结构参数沿拉伸方向的变化规律。结果表明:张力和氢氧化钠质量浓度对线圈结构参数变化的影响较大,丝光温度和时间对线圈结构参数的影响较小;丝光后位移矢量场中出现织物形变较小(位移比小于50%)的椭圆形区域,圈距和圈高均服从抛物线变化(拟合度高于0.94),形态系数呈周期性梯度分布,剪切角的分布存在明显的递变规律;较佳的丝光工艺为双向拉伸扩幅5%,氢氧化钠质量浓度200 g/L,温度50 ℃,时间120 s。     

纤维直径对玻璃棉纤维纸结构和性能的影响

在测量玻璃棉纤维直径的基础上,利用扫描电子显微镜、压汞仪和热线法通用导热系数仪,研究了纤维直径对玻璃棉纤维纸微观结构和宏观性能的影响。结果表明,玻璃棉纤维直径的变化会影响纸张的孔隙结构,直径越小,纤维间的孔隙尺寸越小,孔隙间相互连通程度越低;随着玻璃棉纤维平均直径的降低,孔隙率成明显增大的趋势;相同定量的手抄片,纤维平均直径越小,纸张的厚度越大,透气度越小;玻璃棉纤维纸的导热系数随纤维直径的减小,有明显降低的趋势,当玻璃棉纤维平均直径小于1μm时,导热系数随直径的变化较明显,且直径越小,导热系数减小得越快。     

平板式保温测试仪极板温差校准探讨

平板式保温仪是测试织物热传导性能的主要仪器,测试平台均由测试板、保护板、底板组成,理论上要求各极板之间无温差。文章就客观存在的温差对保温率和导热系数2个指标的影响进行了研究,探讨得到了合乎测试要求的平板保温仪极板温差校准指标。     

织物接触冷暖感的数值分析

为了分析织物接触冷暖感机理,针对指尖-织物接触的物理过程建立了三维有限元模型,并结合手指的冷暖感模型,建立了织物接触冷暖感数值模型。试验表明,模型能够计算出织物接触冷暖感的变化趋势,并且模拟值接近试验测试结果与主观感受。最后采用模型分别对织物温度、导热系数、比热和厚度4种因素进行计算。结果表明,织物接触冷暖感对织物温度、导热系数敏感,对比热不敏感,织物的厚度对于接触瞬间的冷暖感影响很小,但对回稳阶段影响较大。     

织物-空气层-皮肤三维结构建模及其传热模拟

热防护服装是消防员面对火灾环境的重要屏障,为分析织物组织对其热防护能力的影响,构建了消防服外层阻燃织物的三维几何模型,并考虑实际着装状态建立“织物-空气层-皮肤”流固耦合传热模型。根据实验结果验证模型,并选取外界环境、织物组织结构及纱线导热系数进行参数研究,对比织物表面温度分布及真皮层热流密度、温度变化曲线。结果表明,该模型能较好地拟合实验结果,随着热暴露峰值温度的上升及纱线宽度的增大,纱线表面温度、真皮层热流密度、真皮层温度均上升。纱线的导热系数对真皮层温度影响较小。纱线宽度对真皮层温度的影响与热环境相关。有必要针对热暴露环境设计织物结构,在保障热防护性能的同时减小热防护服装质量,降低消防员热应激。