Лабораторная работа №1 определение воздухопроницаемости нетканых материалов

Цель работы

Изучить устройство разрывной машины, метод определения воздухопроницаемости материалов.

Сущность метода

Определение скорости потока воздуха, проходящего перпендикулярно через образец для испытаний при заданном давлении воздуха.

Задание

1. Изучить устройство и принцип работы прибора для испытаний на воздухопроницаемость модель A0003-PC.

2. Изучить методику для определения воздухопроницаемости.

3. Провести испытания на определение воздухопроницаемости материалов.

Общие сведения

Способность тканей, трикотажа и нетканых материалов пропускать воздух, пар, воду, различные жидкости, дым, пыль, радиоактивные излучения называется проницаемостью.

Воздухопроницаемостью S, мм/сек – называется его способность пропускать воздух. Она является одним из основных показателей гигиеничности и теплозащитных свойств материалов.

Воздухопроницаемость, определяемая при постоянной разнице давлений, зависит от ряда факторов: от конструкции, пористости нетканого материала, вида переплетения, вида отделки, влажности нетканого материала, количества слоев в одежде и т.д. На сопротивление, оказываемое нетканым материалом потоку проходящего воздуха, оказывает влияние наличие сквозных пор, а, именно, количество, размер и форма пор. При одинаковой площади пор воздухопроницаемость нетканых материалов может быть различной; у материалов из тонких нитей с мелкими порами она меньше, чем воздухопроницаемость материалов с крупными порами. Воздух, просачиваясь через материал под влиянием разности давлений, совершает работу. Часть работы затрачивается на трение воздуха о нетканый материал, часть – на преодоление инерционных сил внешней среды. Чем меньше поры, тем больше трение воздуха о материал, тем меньше воздухопроницаемость.

На воздухопроницаемость, кроме перечисленных выше, оказывают влияние влажность, количество слоев материала в одежде. С увеличением влажности воздухопроницаемость материала уменьшается. Наибольшее снижение воздухопроницаемости при Δр=5 мм вод. ст. наблюдается при влажности около 80 %. Снижение воздухопроницаемости объясняется заполнением пор влагой и набуханием волокон нетканых материалов.

Описание прибора

Для определения воздухопроницаемости используют диагностический прибор для испытаний на воздухопроницаемость модель: A0003-PC (рис.1). Управление прибором для испытаний на воздухопроницаемость осуществляется с помощью сенсорного экрана 1, расположенного на приборе. Переключатель вкл./выкл. прибора находиться сбоку от сенсорного экрана 4.

К устройству присоединен вакуумный вентилятор для продувания воздуха через верхнюю и нижнюю головку для испытаний 6, 7, создающий, сильное разрежение и соответственно разницу давлений.

Для нетканых материалов согласно стандарту (EN ISO 9237) необходимо установить давление 125 Па. Данное значение устанавливается в меню установок на вкладке «Set Page» ( «Установка страницы»).

Тест-головка 2 крепко прижимается вниз для плотного прижатия образца, прибор автоматически запускается и создается разрежение для начала испытания.

	1 – сенсорный экран; 2 – тест головка для испытаний; 3 – питание переменного тока; 4 – переключатель вкл./выкл.; 5 – откидные столы; 6 – верхняя тест-головка для испытаний; 7 – нижняя тест-головка для испытаний; 8 – защелки передней панели
Рисунок 1 - Прибор для испытаний на воздухопроницаемость модель A0003-PC.

Порядок проведения испытаний

1. Подготавливают 5 образцов площадью 100 см². В качестве образца может также браться цельная медицинская одежда, например, халат. Образцы не должны иметь видимых дефектов и складок.

2. Включают прибор, через переключатель вкл./выкл.

3. Обеспечивают прогрев машины в течение примерно 1-ой минуты перед началом процедуры испытаний.

4. Касаются сенсорного дисплея в любом месте для открытия экранного меню «Test Page», («Страница испытания»).

5. Устанавливают режим испытания «Auto» («Авто»).

6. Располагают образец лицевой стороной вверх между двумя тестовыми головками.

7. Нажимают на тестовую головку до тех пор, пока не запустится вакуумный вентилятор, и испытание не начнется.

8. После окончания испытания, на сенсорном экране высвечивается значение воздухопроницаемости нетканого материала, которое фиксируют.

Обработка результатов

1. Определяют среднеарифметическое значение результатов, выражая среднее значение воздухопроницаемости нетканого материала в мм/c с точностью до 1,0 мм/c.

2. Если результаты некоторых измерений резко отличаются по своему значению от остальных измерений, то они отбрасываются.

3. Вычисляют случайную и относительную погрешность измерений:

- вычисляют среднее арифметическое из n одинаковых измерений. Оно принимается за наиболее вероятное значение измеряемой величины

(1)

- находят абсолютные погрешности отдельных измерений .

- вычисляют квадраты абсолютных погрешностей отдельных измерений (Δх_i)².

- определяют среднюю квадратичную ошибку среднего арифметического

(2)

- задают значение доверительной вероятности α. В лабораториях практикума принято задавать α=0,95.

- находят коэффициент Стьюдента для заданной доверительной вероятности α=0,95 и числа произведенных измерений n (приложение 3)

- определяют случайную погрешность

(3)

- оценивают относительную погрешность результата измерений

(4)

- записывают окончательный результат в виде

, с α=… Е=…%. (5)

4. Результаты измерений записывают в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты измерений воздухопроницаемости материалов

Номер образца	Воздухопроницаемость, мм/с	∆xi	(Δхi)2
1
…..
n
Среднее значение, мм/с
Cредняя квадратичная ошибка среднего арифметического
Окончательный результат, мм/с
Относительная погрешность результата измерений, %

5. Делают вывод о воздухопроницаемости испытанных материалов. Оформляют лабораторную работу по требованиям, изложенным в приложении 2.

Контрольные вопросы

1. Что такое воздухопроницаемость материалов?

2. Опишите устройство и принцип работы прибора для испытаний на воздухопроницаемость модель: A0003-PC.

3.Какое значение имеют показатели воздухопроницаемости материалов при оценке их гигиенических и теплозащитных функций?