Лабораторна робота № 1 Визначення параметрів кліматичних умов оточуючого середовища

Мета роботи: освоїти методики визначення та реєстрації параметрів кліматичних умов при випробуваннях матеріалів. Ознайомитись з методами кондиціонування матеріалів перед випробуваннями.

Завдання:

1. Ознайомитись з психрометричним методом визначення вологості повітря.

2. Перевірити з використанням простого та аспіраційного психрометрів відносну вологість та температуру повітря в приміщенні лабораторії.

3. Порівняти показання простого та аспіраційного психрометрів, розрахувати швидкість повітря біля простого психрометра, підібрати відповідну таблицю для правильного визначення вологості повітря в даному приміщенні простим або аспіраційним психрометром.

4. Ознайомитись з гігрометричним методом визначення відносної вологості та температури повітря.

5. Ознайомитись з методами кондиціонування текстильних матеріалів.

Загальні відомості:

Для отримання об’єктивних результатів досліджень властивостей текстильних матеріалів перед випробуваннями проводять кондиціонування підготовлених проб. Це обумовлюється впливом вологості досліджуваного матеріалу на його фізичні та механічні властивості. Сутність кондиціонування полягає у витримуванні проб матеріалу протягом певного періоду при нормальних кліматичних умовах з метою приведення їх вологості до стану, близького до сорбційної рівноваги.

Текстильні матеріали здатні поглинати вологу з оточуючого середовища. Зміна їх вологовмісту викликає зміну важливих показників властивостей, таких, наприклад, як міцність, деформаційна здатність та ін. Для отримання достовірних результатів випробування та їх порівняння необхідно створювати та підтримувати постійні умови. Такі умови називаються нормальними, вони регламентуються стандартом.

Кліматичні умови при кондиціонуванні та випробуваннях текстильних матеріалів характеризуються температурою t і відносною вологістю повітря φ.

Текстильні матеріали необхідно певний час витримувати при нормальних кліматичних умовах (t=20±2°C, φ=65±2%). Вологу, яку текстильний матеріал вбирає при тривалому витримуванні при нормальних кліматичних умовах, називають нормальною. Дотримування нормальних кліматичних умов є обов’язковим при стандартних випробуваннях.

Відносна вологість повітря φ, [%] характеризує ступінь насичення повітря водяними парами та визначається за формулою:

(1.1)

де р_d – тиск водяної пари атмосфери при певній температурі, [Па];

р_t – тиск насиченої водяної пари атмосфери при тій же температурі, [Па].

Для виміру температури та відносної вологості повітря застосовують простий або аспіраційний психрометри, а для цілодобової реєстрації цих параметрів використовуються такі прилади, як термограф та гігрограф.

П ід час кондиціонування в залежності від початкової вологості матеріалу можуть відбуватися процеси сорбції (поглинання вологи), або десорбції (віддачі вологи). Вологість текстильного матеріалу, яка відповідає сорбційній рівновазі, називається рівноважною вологістю. Якщо відбувається процес сорбції, то показник рівноважної вологості нижче, ніж під час процесу десорбції (рис.1.1). Тому для отримання об’єктивних результатів досліджень кондиціонування проводять в умовах сорбції вологи матеріалом. В цьому випадку проби матеріалу спочатку підсушують протягом однієї години при температурі 50°С та відносній вологості повітря 10-25%, а потім витримують при нормальних кліматичних умовах до досягнення постійної маси. Практично сталість маси наступає тоді, коли маса проби за 2 години збільшується менше ніж на 0,25%.

На вологість матеріалу, крім тривалості кондиціонування, впливають такі фактори, як швидкість руху повітря, розмір пакунку, його вид та густина. Тому в стандартах передбачається різна тривалість кондиціонування, звичайно не менше ніж 24 години.

Для підтримування необхідних кліматичних умов у приміщенні лабораторії використовують кондиціонери. Іноді перед випробуваннями зразки витримують в ексикаторах, або в кліматичних камерах (гігростатах).