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1、终织学摄第二十一卷第二三秘 显汗条件下织物热湿传递性能的评价方法 避世碧 甚嚣攀霭装善错究耩) 周璐瑛张腾 ( I 索袋装学貔) 【捕骤】本定研制了织物热湿传递性能测定仪，推导了用于评价显汗条件l i 织物热湿综合传递性 能的新指标一相对散热速率。实验狂明，浚方法能肖效地区分期评价不同织物的热湿传递性熊。 关键词：缭携穗魃热鼙箭运性鼗汗据对毅热速率 乎秘 率翻分类号：T S1 0 1 9 2 3 1 一、熬害 服装和纺织品的热湿舒适性一直受到许多 学者游重橇，迁且卡年寒，学者躲提基了诸多指 标，比较有影响的指标有服裟隔热保暖指标一 C l o 值o 、服装透湿搬数I m c “和蒸发散热效 琵
2、指数。“。这些指标在表征穗态条件下醯热湿 舒适性方面取得了一定的效果。但是在表征织 物渤态热瀑舒适性方蠹嚣礤究， 争多学嚣烈采 用微气候理论，即是指人体与服装之间的微小 区间的微气候，是影响人体舒遣性的最赢接的 霞鬻。为了壤拨久俸盎汗时的衣内镦气候静变 化行为，曾研制了各种不同的微气候仪，建立了 评价指标“、 “，由于这些指标过于繁杂展计算 的可重复性麓丽未得剿广泛的有实际意义的应 用。 本文磺簇懿缀糨热漫薅递栏毙测定搜。不 仪可测定织物微气候参数，而且可以同时测定 模拟皮肤热流的变他曲线，从而为全面i 平价缓 物的热温传递性能撬 莛基础数据。稍增该仪器， 不仅可以研究和评价蕊季服装面料在只有
3、潜汗 蒸发条传下鳇织物热湿簧递瞧麓“一，薅照霹以 用于评价显汗条件下的织物热湿舒适性。本文 重点介绍后者的试验方法、试验仪器和评价指 标。 二、原理 夫俸散热的途径主要有传导、对流、辐射和 蒸发，在热环境中，对流散热和蒸发散热占主导 遗经，其中蒸发载热占夫露款熬慧量的? 5 蕊 上。汗渡蒸发教热也是人俸槛 奉黥够直接磷节、 控制的有效方法。对于纺织品湿传递而言商以 下三种传湿途径：( 1 ) 织物的透汽作用当衣下 空气餐孛拳蒸浅努压大予震嚣臻蟪中瘩蒸汽分 压时水蒸汽即从面料纱线之间的空隙由分压 高的一侧向低的一侧弥散。( 2 ) 织物的吸湿救湿 作用- - N 装纤维吸收衣内空气屡的湿汽分子，
4、 然后传递到外侧，再向周围环境放湿。( 3 ) 织物 静吸承藏湿j 譬鲻一天搏窭显汗时，鼹装露辩吸 收皮肤表面的水分，并将水分传递到织物表面， 然后向环境蒸发放出水分。表1 为水分通过织 耪静僚递途径与梳理分析。 袁1 织物的澡传递机理 从表1 看出，不同出汗状态下，服装面料湿 传递的桃理和i 豁经是不间的，因此应该用珥：同 的指标来评价不同状态下的织物热湿传递性 能。研究人员已经提出了一个综合指标一动态 热漫比，来评捻潜浑蒸发条停下鳃织物热迸综 合传递性能= 7 ，本文利用研制的织物热湿传递 性能测定仪，模拟人体皮肤出湿汗的条件，用于 磷究缎物疆漫僚温静性畿，著提蠢一个薪籀标 一相对散热速率
5、R ，用于评价织物在显汗条件 下的综台传热赞湿性能。 三、试验仪器和试验方法 搜嚣主体帮分示意强囊瑟1 ，富鑫模攒皮 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0 0 年6 月 肤、热流传感器、供水系统和试验样品组成。其 中，模拟皮肤由恒温热板和人造麂皮构成，两者 之间放置圆片状热流传感器。热板的温度始终 保持在3 5 v c ，试样紧贴模拟皮肤。采集器每1 0 秒采集一次数据，测得实时热流变化曲线。模拟 出汗使用蒸馏水，每次注水量为0 5 m l
6、，水温为 3 3 ，整台仪器置于调温调湿箱内。 试验步骤： ( 1 ) 将待测样品制成直径为1 2 c m 试样，将 其固定在环形支架上；( 2 ) 将人工气候箱控制在 2 5 、6 5 R H 的环境下，平衡3 0 分钟；( 3 ) 从 注水管向模拟皮肤注入0 5 m 的3 3 的蒸馏 图I 织物热湿传递性能测定仪主体部分示意图 四、指标推导 在显汗条件下，影响织物散湿的因素主要 有：( 1 ) 织物的输水性，它决定了织物能否有效 吸附皮肤表面的水分并将其快速的从衣内传递 出去。织物的这种性质，一般用芯吸效应来描 述，其评价指标用毛效高度。( 2 ) 织物对水分的 扩展能力，一般用扩展因子来
7、描述。相同质量的 汗液，在织物表面扩展的面积越大，则水分的蒸 发速度越快。( 3 ) 织物的快干性，由纤维的性质 决定的。上述三个方面的指标，分别从不同的侧 面反映了织物的散湿能力，具有片面性。本文利 用研制的织物热湿传递性能测定仪，测定汗液 蒸发过程中模拟皮肤热流密度的变化曲线，综 合了上述三个方面的影响因素，定义了新的评 价指标。 通过试验，得到热流密度曲线如图2 。对热 流密度曲线进行积分，得到皮肤通过出汗而散 失的热流增量H ( W s m 2 ) ： H 1 1 9 0 ) q ( o ) 疵 I O 式中：q ( f ) ，g ( o ) 一分别为f ，t o 时刻的热流密度 (
8、W m 2 ) ；岛，t l 一分别为开始注水及热流密度又 回到注水前水平的时刻( s ) 。 根据H 则可以计算出汗液蒸发期间的热 流密度曲线的平均高度( c ) 及半高宽( 工) C = 日( f 。一t o ) ( W m 2 ) 工为二分之一平均高度线与热流密度曲线两个 交点之间的距离( s ) 则相对散热速率R 定义如下： R C 三( J mo ) 时间( 1 0 b 、 圉2 热流密度变化曲线 相对散 热速率R 反映的是织 物在显汗条 件下蒸发散 热效率和织 物传湿能力 的综合指 标。它是织 物吸湿、传湿能力和织物的快干性的综合反映。 显然，织物的传湿能力越强，蒸发能力越高，则
9、R 值越大，说明人体通过汗液蒸发散失的热量 越多，则人体的不舒适程度越小。 五、试验结果 1 试验样品 试样1 为由海岛纺丝法制造的涤纶织物， 规格为经纱7 5 d t e x 2 4 f ，纬纱9 0 d t e x 3 5 f ，经密 4 8 根c m ，纬密3 6 根c m ；试样2 、3 是试样1 经过超细化处理，溶去纤维中的“海”部分，从而 使纤维的单根细度达到0 1 以下，形成超细纤 维。试样2 的碱减量大于试样3 的，即试样2 的 纤维平均细度小于试样3 的纤维平均细度。 2 试验结果 通过试验测得三种试样的相对散热速率值 见表2 。 ( 下转第2 2 页) 膻 一一笏黻轨囊誓
10、万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark ( E 接第1 2 页) 表2 试样的相对散热速率测试结果 试样123 半高宽L ( s ) 5 5 03 4 03 7 0 相对散热速率R ( J m 2 ) 2 45 55 0 三种试样的动态热流密度变化曲线图如下 p 官 ； 剖 龆 蟪 图3 三种试样的热流变化曲线 从图3 及表2 数据可以看H ，织物的纤维 经过超细化处理之后，其散热散湿性能大幅度 提高，散热速度增大1 倍多。可见超细纤维的舒 适性远远优于普
11、通织物。 从图3 看出，2 、3 号试样单位面积的热流 量明显大于1 号试样，说明2 、3 试样的综合散 热散湿性能优于i 号试样。因为纤维超细之后， 产生毛细效应，纤维的输水性能大大提高，同时 水分在织物表面的扩展速度和扩展面积也大幅 度提高，有利于水分的蒸发散热。 从表2 的数据看出，三条曲线的峰的半高 宽相差很大，2 、3 试样的半高宽明显大于1 号， 说明蒸发相同质量的汗液，2 、3 试样所需的时 间远远小于1 号试样。2 号试样与3 号之间的 蒸发速度略有差异，2 号试样的综合散热能力 略高于3 号，说明纤维超细化的完整性和均匀 性对其散热散湿性能有一定的影响。 六、结论 织物的传热
12、传湿过程是相互影响的，采用 常规静态实验方法测得的传热、传湿数据，难以 有效的区分和评价夏季单薄面料的热湿传递性 能。同时，不同的穿着条件，对夏季服装面料的 舒适性要求也不相同，本文采用自行研制的织 物热湿传递性能测定仪，模拟夏季显汗穿着条 件下的织物散热散湿性能，提出了一个新指标 一相对散热速率，能够有效区分和评价夏季服 装面料的动态热湿传递性能，且重复性好，是一 种有应用前景的新方法。 参考资料 1 ：G a g g eA Pa n dB u r t o nA CS c i e n c e ，9 4 ，4 2 8 ( 1 9 4 1 ) r 2 W o o d c o c kA H ，T
13、e x t R e s J ，3 2 ，6 2 8 6 3 3 ( 1 9 6 2 ) 3 JLS p e n c e rS m i t h ，T e x t R e s J ，4 5 ( 3 ) ，2 2 0 2 2 2 ( 1 9 7 5 ) 4 G o l d m a nR F ，N 6 82 4 8 7 8 ，M i l i t a r yE r g o n o m i c s L a b ，U S A r m yR e s i n s t E n v i r o n M e d ，N a t i e k ，M a s s a c h u s e s A u g ( 1 9 6 5 ) 5 K H U m b a c h ，K n i t i n gT e c h n i q u e ，1 5 ( 3 ) 1 - 7 ( 1 9 9 3 ) 6 唐世君等：评价织物热湿传递性能的新方法t 军 需，1 9 9 8 2 。万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark