автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Проектирование теплоизоляционной спецодежды с повышенной защитной эффективностью

САНКГ-ЛБШБУИ'СЯШП ГОСШРСТВШШЙ УНИБЕРСИТЕГГ * ТШОЛОГШ. И ДИЗАЙНА •

На правах рукописи

КОЗЛОВА Евгения Валемшовяа

ПРОЕКТ! 1РОВ.ВД1Ш ТЕПЛОИЗОЩЦОННОЛ ШШЩЕ5Ш

О ПОЕШИШОа ЗАЩИТНОЙ. ЭМЕКШШИЪЮ

Специальность 05.19,04 - Технология пвоШшх издаляй

. Автореферат .

диссертации иа соискание ученой степени

кандидата технических наук .

Санкт-Петербург 1933

Работа 2упол«йі;а В' Саглі-іізїсрйургсйоа государственном университете технолога: и дзэаЯна •

НаучлиЙ руководитель: кандидат технических неук, доцент К.В. Князева

0£ациаш»ш> оппонент і;: дсіітор технических наук, профессор Г, Ііеликов

- . кьсдодтг гехіг.:таскісс наук, доцсігс

, Д.П. Еслков

i'r;;ju~3 :.ре,:;п::”лл;г: Якуте:;;, ~ на>-Піо-кссдсдсЕз7ед:.С!.'з:';

л'Гіотлторпя охрани труда

Г:.?. -..л еле?. :;с- cf, ~Ш]УЛг lt'.V; r. L 4О ;'.лс:'..ай!г.;;: с;'‘;;к^;п:зЦ'с;::!;;погс Осіс:ї;: К СС3.^7о0і 0;п;„4-! л і, r;n~;с:: 7С.:\г:.,:, ■ ,;■ ;

;. :;j іГіі гі :;с г:г.'J, .Слігк'і-ІЧгсрй.уг:1, у;.. В, ґс; ;'1

суд. £41,

С .циссертсцисй иохно оэвдксються г библиотеке института.

Автореферат разослан fa к-гсаря I9S3 г.

tjv і і,

о;,./..:. ул- тг:.: Со і"

ii

г <іьул: ./;-;ск--у п>-у:., ,и-_гл:-ь .

сщя хлршшстасл .рлш’ш

Актуальность томи. Расширение гроннц освоения рггкоиог строки с суровым климатом и раэЕитио производительнее сия и этг;. областях предъявляют повышенные требования к чеплоизоляхношгоП спецодекде. ’

Наряду с известном» решениями средств 1шдивиАуадь'<о! вм" тн от холода с активной теплоизоляцией, кспгШ'Зуе&ата ь г> молыпс: клииагвчоекю: условиях, мявСеяо© пришлеютй ум и: сплу;--тлции с повседнзсзой трудовой десташзос^и' осгтчгл {- »«-•••

снвиой теплоизоляаиой, ОДнага» суявстсувдап спецодоздиг. 1'ытаж.%г,’,г. иа основа уредидотяяк ме:одов проентпровшш » яэгчтдат»: и- -редко имеет недостаточную завдтнуп эффективность, потаиаеуо м:.--= терлалоекхосгь, неудовлетворительные эргономические и зстеткчсе-кие.свойства. При атом остается нерешенной проблема индивидуальной защиты лица я органов ддавмия, что Является причиной уволкчз-тя тсплопотерь оргвнпэкв человека, возникновения роспирптсргегх заболеваний и сокращении продолжателъио е ?и пребывания на холода.

Из изложенного следует актуальность данной работы, посвященной поиску путей гто выяснил защитной эффективности саецодаяди о пассивной теплоиэоляцмей.: .

Ца работы состоит в говьаекии защитной эффективности утепленной слецодезум на основе термоизоляции органов диханяя и улучшения теплоизоляционных свойств утеплжяцих прокладок..

В соответствии с иэлыз с<$орлулировакы следующие зодячи исследования:

I) определение направления пои "пения завдтной эффективности теплоизоляционной сгтецодеяди I® основе анализа методов ее проектирования и действующего еоссриготента СИЗ;

2) совервенетвоваше методов расчета теплопотерь дыханием

и определение их роли в обзугм процессе теплооймзяя организма человека, с окружаюй^Я средой1, • '

3) 'фрмиравяште требований к средствам индивидуальной зящи-

ти органов дыхания /С'ЛЗОД/ и разработка методики их проектирования гт базе трикотааяпвс полотен; .

4) прогнозирование тсгшоэагцитнмс свойств утсплягичта прокладок из сотопых и газированных ячеистых заполнителей з записи-

гілуіі у і.’ с«ру8ч.ур:іа,< наромэтров; • • " . •

■ і) оїи.і.’Піоаіг-ія Свойств и параметров ячеистых заполнителей; .Л) розрійогка СИЗОД на основе трккотахных полотен к спец-одэл^ц.! :: одаоареьіснной защитой лица и органов дыхания. •

ОбУ;ктп>.ги исследования• явились: средства индивидуальной ааодіти органон дыхания от холода на ранове трикотажних полотен, угсплглюде прокладки из сотовых и гофрярованных ячеистых зепол-і'літєлей, Спецодегда с одковрзиенноЙ застой лица VI органов дыхания от холода.

. Мптод» и средства исследования. В работе йсполЬаованы ме- . тоды математического моделирования и аналитических исследований физических процессов » объектов, современные экспериментальные методы оценки ф'.зкко-иехакических свойств швейных-изделий и иа-териалов и фйзиолого-гигиенической оценки средств индивидуальной зпаяти, методы Ппанировенйя эксперимента, математической обработ-;Я! экспериментальных наблюдений й многокритериальной оптимизации. Расчеты прейедены на Э2& ЕС 1022. . ' ■ .

Научная йовизиа роботы заключается * следуювеи: •

1} выполнено теоретаческое обосковакие повышения теплоизоляционной эффектиЕНостп одевды за счет теркоиэоляции органов дкха-ния и оятикизация утепляюзде прокладок из сотовых и. гофрированных ячеистых заполнителей; .

2} сформированы в определены требования к материалам тепло-ыассообкенной зет» /ШЗ/СИЗОДи разработала методика расчета параметров ЇШЗ и» трикотажних полотен; \

3) получено иатекатическов «писанке зависимости теплоизоляционных, зргоиоиичгскгос к эксплуатациониюс овойств ячеиьшх заполнителей отгаотруктурных параметров я определены ытшальяые параметрі заполнителей сотовой и гофрированной структуры;

4) разработаны технические н художественно-конструк-ррскив

решения .средств индивидуальной звндаты орі'ансл дихвния от холода и утепленной куртки с одновременной заМтоЙ органов дихання /свидетельство на пром.образец МІІІ8, заявка. н<; изобретение М50І53І6/І2, решение о Евдаче патента от II, 12.92 /. ■

Практическая значимость. Разработан и - апробирован метод проектирования спэоддеады с одшврейтшой. їсрмкіоодійюеЗ органов . дйханил и использованием шаястівс ЬапспшпслсИ с ошчклзльнші ;

структургагги пгррэютранз и »ачвв*ве угси'.г.апгг муз:;;..-д. .' . • равотзяы СИЗОД из ‘тркЕочайв* полотен а газшшят загдаты от помизетшх температур. Саяадддгая о<5$екгт'.1:м.и- :ц*йл.. иш’.й предложенннх СИЗ рыражека в ^лучсемин услозиП ’^руда ал счст поишения газетных свойств, сокращении профессиопалыпзх иа6ояегв~ ний, а Ток числе респирэтс^.нкс. Ояэдаешй экономический аффек? о1; применения е йпецсдеждг утеплителей иа ячеистых заполтчсшей и средств загз:тн органов дихашгя составляет 863 тыг.рублей в год,

Л про б глия работ». Основные положения и результат днсссрта-цконкоЩ работы долохены и получали полаиятагану» оценку иа республиканской научной коийзренцяи МШ1 Иаэсздгопа, хчДлтсиОу.п, 55?Ог научио-тезаптоскоЯ конференции » ДЗ'Ш, гчВда.гяшоетокч КЛ?:>г,;. гаучгю-практя^сиоГ: конференции в В”здД, г«Сг>лкяр-Пегь)53<;рч .Ш’)-' наупно-текнтеоегой шг?ерзнции во ВШИО?, гДкплст-Пггср.огт'чК-'<п' на зсседзтга "афэдт шюгрупроваияя а технология шг„йг,Л: »и)*

Л1«л спсптлп в здс-о-юсйгг. '

Публянмиа. Па катаряплам диссертации онубдосовд-/' Ь райо’.\. в том чясяо I свидетельство на .проггадегггк*' обрпяо!? ". иштл ■ гедыгор рекевио па «гедрчу патента «а иЬс;5р£?ен{;о..

^труятуг>а к обт^г» работы.' Диссертдеотгая рэботл совтода и:-йгеденяи, «отггрэх глав с йчводаи:, й6с;’к пфодо», списка использованной литературы /140 наименоаащй/, 6 приложения, робота вц» полнела иа страницах, содержит 33 рисунка, 32 таблицы.

содатшЕ работы ■. .

Введение содеря!т обоснованно актуальности работы, цель, задачи и методы иссдедоттилк, характеристику новизны и практической значимости работы. .

Первая глет поевяигнт анализу отубликовдавюй информации по проблемам индивидуальной заВДти чолосока от холода, в результате которого установлено сдедутаэе:

П проблема'поияасния зф{«ктиг.ности теплоизоляционной спец->дегдн может бить реиекз на оснапе комплексного подхода к ее 1роокт»ровшшп., учитывающего термоизоляция органов дихакия, н три),гонения иоп.к решений теплоизоляционного слоя;

2}•недостаточная э$'}вктияность сувдстиутк средств ицдипи-

б

/..•‘•с;;-'* оуі'ііиич іигхр.пт от холода требует создания новых

г • ;-:*г<ЭТ**Л'{ с (т-’п:*.;чи"Л тепдокзоляшей и разработки научно-обо-’:”.!ч-:аг,о' (!.п’о,па V-: проектирования;

'.і) !г.ч г;іїгл;ї їіосастгіж теплоизоляционных материалов наиболее ;цЄ;;?Іи.Н:,г?,;.; Д8Д?їДТЄН ячеистые заполнители, получаеше методом .'„сно;!П'.г".!:';го фэрковашя из эластичного поропласта, однако су». ~1съ,йу£п,,:с натсда ю; проектирования недостаточна аффективны, так ;мк но позволяют определить оптимальные структурные параметры заполнителей для обеспечения комплекса требуемых теплоизоляционных, эргономических и эксплуатационных свойств.

Проведенный акаяи, * . слил сделать вывод о целесообразности разработки метода проектирования спецодеэды на основе комплексной топлоизол.'йрш организма иелоьзка в условиях холода с учетом термоизоляции органов дыхания и оптимизации параметров утепляющих прокладок одезды ка базе ячеистых заполнителей.

Во второй главе изложены теоретические сгновы проектирования спецодежды с повшенной защитной эффективностью в условия холода на основе термоизоляции органов дыхания и использования ячеистых заполнителей сотовой и гофрированной структур.

Проведен анализ составляющих уравнения теплового баланса, в результате которого установлена роль т. ;шопотерь дыханием Оу в процессе теплообмена организма человека с окружающей средой, а такте показано, что известные методики их определения дают противоречивые результаты. Так, установлено, что потери тепла через Органы дыхания при понижения температуры среды от О °С до -70 °С возрастают от 21% до 33^ от обоих теплопотерь организма, человека, при этом расхождение значений 0^ , полученных в результате расчета по различии.! методикам, составляет 2СС. На основе анализа теплопотерь дыханием в условиях холода и обобщения известных методов их расчета получено математическое ог. .сяние зависимости 0^ от температурь; окружающей среды и энергозатрат человека:

: ■ п _ Ш-о,1?±-с п . , •

• - тії Уі-Т

Для оценки влияния термоизоляции органов дыхания на теплозащитные свойства одежды выполнен расчет требуемого суммарного термического сопротивления Кгуи и соответствуют 1* еЬ'У ТОЛ’ЛИНЫ пакета материалов $г,.к комплекта оде.чди ПР!< огновременной ля'ізітє органов дыхания и без нее для физической нагруо :л средней тяжести.

Результати расчета, предъявленные в табл.ї, показгаиі.-*, проектг.ровпшіе утепленной спецодежды-с одног-реченноіі ъ'сч'.'мнголя-цией органов дккэния позволит существенно повпекгь зь’.^іи;уь а'*-фектишость спецпдєтуш и снизить ее іїаіериалоенкость.

Таблиця З

Значеная требуемых ..оказптелєЯ тепло з звітних свойств огеудн

Нгнн/енование

показателей

ТЄПЛОИЗОЛЯІЯ!-

окнгх атіср.спі одежды

снячения показателей дл«

І-. = -20 °С "Тгёь ' <Г

температурь’ СГ^ПК

ІГ:

"сняху- бьа ’ с сплгі-г:р:!і/9- при?/?- ни-є пр*и?/з- пр;и:с- к?*.-

нЬиуя кєнирм пгжеос- кеті* пением пока?а-«

СИЗОД СЙЗСД теля, % СИЗОД СИЗОД телл,

-40

-'УУт^хліоа тер-піческос сопро-

ТИРЛСНИЄ

К.„„ ,^°С/2т

Сг.здіїькз вссеиная ГОЯ-ЗИП ПЯЙЄТЙ '•"""■■■'.Г.СГ.

о,;к.

0,53 0,51

ЇЗ.О

0,86

10,5 10,2 36,0

С ,71

18,5

■18,0

Прстеден анализ физиологии дыхания человека в условиях голода и основных требований к СИЗОД с гессигной тсплокзолпцией. Основным элементом так;::с СИЗОД является теплсиоссссб.чснпзг оспа /Т!.ЮЗ/, которая, аккумулируя определенное количество теплоти от выдыхаемого воздуха, является источником нпгрева наружного вдгааского воздуха, Одноко известные решения теплор..і!уперируюіцих СИЗОД, например, с теплсмассообиенной зоноП из ксталлических сеток, обладают увеличенным объемом ''мертвого" пространства, повшинкым сопротивлением дыхания, неудовлетвормтельнши эргономическими и эстетическим! свойствам*, что является причиной откпза от кх использования /яте в неблагоприятных климатических условиях. В связи с этим предложено использовать в качестве рекуперативной, или теплошееообг.'ея-ноИ, зоны текстильные материалы.

Сформированы и определены основные требования к материалам 'ГМОЗ, представлсгошс в тябл.2. Установлено, что совокупности указанных требований а наибольшей степени удовлетворяют трикотажные

е

лсдотна двойни* просспкхс яереачотстйЗ /фзнг, полуфанг/, обладаю»» эысоким! уиогозсццгиша свойствами пр1 зночитолькой еоз-::.рюпрогшцеа:.!осхп, большой тол'цшге и иалой язгсе. '

Тьбявкй 2

Основ» ада 5ро€оЕаю!л к материалам тсщоыассооф;о8?»Й .зоны

Показатели я1та*~ пвк^яй 2«ачакйб

Хсрммпсахс сопроткэл- - *=. „ 5_

. . :-;о Я г.:®С/Ст 0.06Г

Эзсдисопропйцаекоеуь, но новее Бр #£/(*&*} 360

Толина, па кшее гг *г» 3,0'

Дай получения топяошесообйвиадй зо>ш с г$в<$уейшя показа-телгяка сгюйсге найдено катематшгоское опясанге вавясикоста свойств ТШЗ от .сгрукяурнзгс характеристик пористости П к поесркносч ной плотности Р$ '- , ,

; ш

. 1г= ; ^

■■

, ' ■ ' Ли ■ ■ .

П = ^-Вр+пг ; (5)

Р5=^{^-п)-К , |&)

где ^ии, - тейпература Ецдахаекого воздухп, °С; 5 - п»овадь за- . вдвдекой полерхкостк лица, Ы*Ч Лэ? ~ тквмый коэ^фптент теплопроводности уаяа«нсяного материала ТЮЗ, ВтЛкИ); Ди , Л8 -ксэ$>$щг*еют тсплотфоводаоота егготвстствешо волокон и воздуха, В?/(м>К); V/ — плашосп. кзтерааяа, %\ $ц - объеиз&я плотность грсяя» кр/г?} С ,■&, т.- постоаавге ксе^я?;: енга. '

Дслутагаис; ешиитжеегдо очЕЯсааноея: п&та-.тжл и осногу рау-рлботашой истодокк прссит1?шг>.~г:ж пег:.' но

бг.го трпкотак:пг: полотой, ::сторг>л а”

• Г) исходя1 из тре5ован»й, предъявляема к материалам 7ШЗ /см. табл.2/, задаются допустимой Еоздухопроигщаекостогэ Т1*п!с~ тадаого полотна', ’

. 2) рассчитывают требуемое термическое сопротив.т-рн!<п

материала ТМОЗ по формуле (2); •

3} определяют пористость Л трикстажого полон:;) по формуле (5);

4) рассчитывают' о^ректкиьий коэффициент тeплoпoo!юr.н^'c•;;’

*> » . . , Л?;> увла^юкного трикотажного полотна с по?/огц>ю зорм&кюстк с-*/:

5) находят требуеыув толщину Я проектируемого трнкотй:?ног<'

полотна из уравнения {3}.; ' .

С) определяют поворхьостнуп плотность • Я материала УшЬ с пс:.!0!цьа соотношения (6);

V) осуществив выбор типа пзреплотения, рвссчитываот структурные параметры трикотажного • полотна - диаметр кити - а , линейную плотносп> пряия. 77* , дли ну нити в петле -Ь . Для этого . прадлаке!т математические зависимости,, когорыз на пршере- переплетения полуфанг, графической «орель которого показана на рноЛ, имеют вид: ■■ ■

4-

и_

в.

Тн-

4,2?

<0

(?)

(8)

(9)

где И. - число нитей.в направлении

■ толщины трикотажного полотна;

• • ун - объемная-плотность вещест-

Рис. I. Графическая модель т нити, кг/м ,

переплетения полуфанг . ■ ■

Рассмотрены теоретические допросы проектирования утепляющих прокладок спецодс^та из йчеисгих заполнителей сотовой и гофрированной структур с оптимальней теплоизоляционны™, эргоноккчес-

го

!1т.;а 11 .;г.гсг «•атзциск!!!-! гй озойст-впш. В рзаулътпто гчзлаза иовсст-ктос тс;<н::<;сскте рсяен.я! ячеистых л;:.[]олнителе;1 выбраны конструкции сотовой !! гофрнровяшм! структур, изготавливаемых из полосовых заготовок улпстпчмого понополиуретанп. На рис.2 показан ячеистый заполнитель гофрированной структуры, получаемый путем уклйДШ ВСТЫК ПОЛОС шириной О- И ТОЛЩИНОЙ 8 /при (11? 8 / 1! соединения их поперечными связутавдми элеыентовд 'Ириной Ь с после-дую^м их надрезанием г шахматном, порядке, растяжением пакете до угла $ раскрытия ячеек и териофиксадаей. Для получения сотовой структуры необходимо в-дтолг-'.эние соотношения а й 8. -

Проведен анализ струглурных параметров ячеистых за-

полнителей но их теп,.е;1гю.';яц1»ои(гие, эргономические и эксплуатационные свойства. Получены аналитические зависимости Д№ от параметров С1, 8 , ,~1 н

для сотовых эашшштелёй: -

7\ _ а№+&)(Х и~Аь) . >

*гг 1.{С * + 6 >10*

для гбфряровонннзе заполнителей; , .

I -> / 2 А* /, .)* г-^’С \^~с)\

I* - Дм (С + Лй И V + 2±.с-с+< ) <п>

И

, 1_2сЬ~ ■____________8(1+1) ЯпЫ.

■ С ** £ ( 2а. тЖ +6$1пи)({,+ 1~£- сол $)

гдоДп , Уц - козф^гциенты теплопроводности соответственно материала каркаса « иоздуЕнш: ячеек, Вт/(и-К).

Влляше структур;:® параметров ячеистых заполнителей на их аргокомнгайкиз к окедлуатяциогаше свойства оценивалось показателям! посерхкостноЯ плотности ^ * кесткости при изгибе [Е2] и При .осевом СЗГДТ5Ш [ЕР1. Так, для сотогнх конструкций .[.олучеиы мптемп-тнчпсика зависимости: , . .

■ п П Л.8(-1 + () . •

5 ' 2 (~1 т а + ^ ^

, N

, ~ ” о ■

г/.о р„, £ - ес.эг с и 1::р аи;,с:.:::;л;-пло'пмегь, , я млд'л:,

упругое*'}.",-Ич, к;:ркг;сп. .

В результате проведении: исследований установлено, что при. однонаправленном изменении структурных параметров иовоэмошо достичь одновременного улучшения реек показателей свойств кче-истюс заполнителей. Рейсі ко огой задачи трсбувт шюгокрлтери- . ьльной оптимизации. .

В третьей гласе приведены результаты экспериментальных исследований свойств ■; рикота-едих полотен к л-іс::сті:х заполнителей сотовой и гофрированной структур.

С целью получсьи/: количестсгших ддаг<: для реализации предлояеікгай кетодикк рроекгировашк ЮЗ Смла щиодікша экспериментальная оценка йиаико-гигііеничсских слоіісм трпхотааіі!..; полотен. Исследовано влияние волокнистого соскам трпкотаяньх полотен на процесс накопления и удаления влшп; в теплонассообмса-ноЯ зоно при эксплуатации СИЗОД. В качзств<г объекта•исследования приняты СІ'.ЗОД, выполненные на 6э зе трикотекньх полотен из шсрс-тг.'ой прняи с довав^гнием синтетических волокон в количестве от

ОЙ до 100$. Испытания проведены а климатической камере "ТабаЯ"

Военно-медицинской академии г.Санкт-Пегербурга при температуре.

-40 сС, скорости ветра 2 м/с и влажности 65+ 2% при участии испытателей. Влажность ТЮЗ определялась методом взвешивания. В , результате получено уравнение регрессии, позволяющее прогнозировать относительную влажность трякотанок полотен в зависимости. от их волокнистого состава:

£п.\^- 0.—&'Хпъ1 “С'Х';ч “ бі'Хпдн . с 14)

При Япм + Хпп'*'^м* - 100% ..

где а ,£ ,.С , и - эмпирические константы*,. Xпо , Хг,п .ХШи - .

содержание,» оеретдаой пряжа синтетических волокон соответственно поливитшиори;ш1л,палипрогшленовызс и шмшкрилонитрздъних,%.

Проседены также исследования влияний структуры трнкотакнкх полотен на их воздухопроницаемость и теплопроводность.-В качестве объекта исследований приняты образцу трикотглкс полотен переплетения шлуфзнг с поверхностной пдртность» от 652 доХ220г/м и пористость» от 0,52 рр 0,82. Испитания проведены по стандарт. ным ивтодикаы. Математическая обработка результатов оценки соа-духопроницаемзети позволила ііолучить уравнение регрессии ьида:

Ър=-м,г + £т П

которое яоззолпэ 7Піге:в определить значения itooif-pmaeHTon -;1 и m-1 необходим.»* для определения пористосте П трікотзкяоро по-^отна а соответствии с предложенной методикой проектирования

тыгз. ' '

Результати окст.ериигнтгльйсй оценки тсгшопрободнссїіі три-котазньсс полотен, приведенные На рис.З, подтЕерадзог правомерность принятой катокатачєской ко дал» (4) геплопереігаса а тепломассообменной зоне, что г.озголяєт испойьоогать • се для проектиро-' зошія ТїЗД в соответствии о гіредяотанноЯ иетодякой. .

Л», ь%ц -

—.................. ■ - ------------

5С0 ТОО 900 1X00 1300

Рис.З. Зависимость коэффициента теплопроЕодкоста Лгртрико-тажното полотна of пористости /? (і) я поверхностной плотности Р$ (2): -

—- расчетная зависимость; в эгспетлгмзнтальтл? .гггт'іг;^

С цольа спткяізагзі струзггуун-к nnp-.r'.cpcn -і е*х:'сг:' .••• ■ :

параметр^' соответственно 8 , ь , Г . В качестве критеризЕ ости-і.-изг-циі: вкСраны коэффициент теплопроьо,гдостн Л;3 / У\ /, поверхностна*: плотность Я / і£/, жесткость при изгибе ІЇІІ/ й/ и при осе'ом с:«2тииі=РІ/ ляд которых спреде- Сг;::г усломя сакаюль-кости: У, **• М<>_ , у,-*/піп. , У1-~ тіг-у Уц-гГГ>*У ,

По результатам испытаний получены рвгрсгсиокячс додели, в основу которых положімо у?яп:існке полипом «то рог с перядка длл кодированных значений фкеторов. Адекватность кодслоК сцекава-

* лась с покосыо критерия (Склера. Значения ко&££иыснтов рогрсссізі били рассчитаны по программе "Асрс-С ", Таї;, для сотогюс ячеистгх заполнителей рсгрессисннне модели имеют вид:

У{ ■ 01= в^‘/-*-и.Эх, -о*9х2 + <?з? г3 -33.3 а2,я?г + о^х,х. -С)9{а?,’ ;

У. = .Ш;«Р + Ш,£Х'+3\!-Хг ;

ЧуЮ2- СЛь*0^{Х,+С;25тг-0,12^ т-о,&з:А''-<1НЯ,х3 + с>15я? + <%£{Х.1 • % І3,2 *’$.?Хі+7,2-Зяг-Я,22х}+ 3>0?х,хь+212'ґ,хіхі- :І .

На основе полученных данных рошена многокритериальная оптимизационная задаче путем расчета средгигвзвоЕошшх координат глобального оптимума. Для этого на осноео анализа корреляционно*', ' СВЯЗИ между критерііяуи ОПТ1СД13ЭЦИИ ПКбраїШ ОСНОСИКС КШТЄр/‘", которые -о'нла расположен*! е ряд предпочтительности: для сотовых заполнителей: % > У< > для гофрированных заполнителей: %>’У{ > !4_> .

■ Результаты расчета оптималььх структурных параметров и со-

ответствующих: показателей свойств ячеистых заполнителей представлены в табл.З.

' Четвертая главя появяяена вопросам проектирования СЯЗОД и спецоде.жды на основе использования методов проектирований:, рекомендованных в результате исследований, проведению; б главах 1-3, и их физколого-гириечической оценка.

Разработаны технические ресеи'ия масок-воротников для зашиты лица и органов дыхания на основе трикотажных полотен переплетения полуфанг кз смешанной прти / Ш 50^ + ГВХ 50£/, запущенные патентам на изобретение і; промышленный образец, і: конструкция утепленной куртки с капшоном к зтцнтным клапаном для термоизоляция органов дьханил, с утеплителем из ячеистого заполнителя сотовой структуры, параметры которого выбрани в

Таблица З

Оптимальные структурные паракетры и свойства пчеистих заполнителей

Параметры ■ и показатели свойств . Обозна- чение Структура ^геистого заполнителя сотоезя гофрированная

Толя# на полос, м« 9,8 7

Ширина полос, ш а 7 19,8

Ширина связуювдх элементов, им ё 13,4 15,4

Длина разреза, мм і 56,5 72,7

Угол раскрытия ячеьл, град 4 60 60

Эффективный коэффициент теплопроводности, Вт/Ы-К) Л эф 0,0545 0,0710

Поверхностная плотность, 8 249,1 211,4

Деформационная жесткость при изгибе, Н м • [Е1] • 5,86 КГ3 2,82 КГ3

Деформационная тесткостъ Ш]

при осевом сжатии, Н 55,23 16,17

Толокна, мм и 9,8 29,2

Термическое сопротивле-' ние, м^°С/Зт Яяз 0,180 0,411 .

результате многокритериальной оптимизации /см. табл.З/, оформленная заявкой на промышленный образец /приоритет от 13.11.92/.

Проведена физиолого-гигиеническая оценка разработанных СИЗ в комплекте с костюмом теплозащитным ОСТ 17-323-74, из которого при испытании рекомендуемой куртки исключена дейстиую'дая куртка с утеллятеей прокладкой из ватина. Испытания проведены В климатической камере "Табай" при температуре -40 °С и скорости ветра

2 м/с. •

Установлено, что применение рпгработвшюй мчски-иорст"........

отдает обпу.е теплопотери организма человекп на 7-ІС£ гр-.' временном повотеиии тскперятури пдт’хзекого гсздтхп г-п К?-*' "

2о

22

"1/п.з, *С

* 18

и

10

^ } 1 , 3

X N 1. 2

т

22.

20.

18

16

7,мы {_,

\

\

^2

1

N. Г~: I

■ 1 I

СО Т,

25 30 45 6^ 75 90 15'. 30 ■ ^

‘ Рис Л.'.Якнзшша тсиперэтуры воз- . Рпо,.5.Днве-«гкв т^шеюэтум «г» § яодаасочиой зоне: 1-в по- вдки вошкамля г, як средне!;'ё'-ко®» 2-при ходьбе; З-ври £кзв- зкческой нагрузке* 1-5еа г»ск'-ческой нагрузке средне! глЕоотк- мрогпш»; й-Ь ьгскс4орогсккГ

ь/с

100 !,

60-.

!; / /•

/ / . X

V / ■"" -

20

«10

60

Рчс.б .ДИИЭНШСЗ Ср8Д.М.ОЕЗВОЕ;цННО!; геяяврагури КОКИ И тело^с.т

(а) а срсдке?авеззнно;*. плолюзта теплового погокз (б) ис-шябтвяей: 1-в розрэбогэияом костюие; 2-и омидэргиок когткке

й сокращении теплопотерь днхатаем на 26-35$. Пру этом температура воздуха в подкасочкой зоне ~£п-з на 50-й минуте экспозиции составляет от 16 °С до 24 °С з зависимости от фізическсй нагрузки /рис.4/, а температура кожи едки Іа, составляет около 19 °С _ /рис.5/. ' '

Физиолого-гигиеготзская оценка розработанной утепленной куртки п-касалз, что заиша куртки действующего ассортимента на рекомендуемую позволяет повисить средневзвеаенние температури комі te.it а среднем на 1,2 °С, тела Іс.т - нп 0,5 °С и уменьшить тепяовоИ поток, через одеэду на 26$ /рис.б/.

Опытная пертая утепленные курток рекомендуемой конструкции успешно проыла натурные испыташя животноводами Якутии. Установлено, что: . .

спёцодезкдя по. своим эоадтным, эргономически» и эксплуатационным свойством соответствует условиям -труда вявотноводов и , превосходит действующ спецодежду; .

конструктивно-технологическое репение куртки соответствует эргономическим особенностям условий эксплуатации;

ыодельно-койструктнвнкз особенности куртки обеспечивают удобство пользования изделием; ’ •••••• ; ■

художественно-консг ^укторское решение куртки соответствует современным' требованиям технической эстетик к средствам тршвядуаяьнов за»т* .|»бота«5&, ; ' . .

Ожкдее*мЯ экономический эффект от применения в спецодежде ячеистых заполнителей и-средств звеяты органов дахания, достигаемый за счет уменьшения толвдим и шееы утеплителя и снижения его стоимости, «оставляет 868 л«. рубле* в год. . .

. . . основные тштлти и швода ^

I. На основе анализа действующего ассортимента СИЗ от холода и методов их проектирования определена направления попы- . ШОНИ Я ЗОВДТНрЯ эффективности СПЕЦОДеда, ОСНО'ВИИЙИ яа которих яалгатси термоизолгцня оргаюз. я!*йзта й опгйкязапий ппртиет- . ров утеачявеих прокладок, ' ' ' .

2.. Определит П'т?, теіі."опг.іс зр*. ггтгчггг'г-?ї оуг"!!-1•■■•?::огеаа ■г; г-п.тод?: п К& Ті ' ’ ' от

температуры .окружающей среды к физической нагрузки.

3. Проведен анализ влияния термоизоляции органов дыхания на теплозавдтные свойства одеткды, подтвердивший целесообразность комплексного подхода к про«ктиро’'пнив утепленной сшц-одекдк на, основе термоизоляции органов дьрсмш:.

4. Сформированы требования і: средствам инднсидуалмюй запиты органов дыхания от холода и к материалам тепломассообмсн-ной зоны СИЗОД. Предложена методика проектирования трпютанат.:

• полотен в зависимости от трзбуешв: показателей своіїств ТКОЗ.

5. Установлено влияние волокнистого состобп ав относительную влажность ТКОЗ при дыхании б ь>зд9 уравнения рограекк, г,о в-волядазго прогнозировать влажность ЇУОЗ па со сырьевому еостгаьу,,

6. Определено влияние параметров структури сотових к гофрированных ячеистых заполнителей на їв; теплопроводность, пзйарх-ностну» платность и деформационную жесткость при изгибе и сжатии, выявлены тенденции их изменения для оптимизации тепдоизоля-

. «ионных, эргономических и эксплуатационных,свойств утепляшзк прокладок и решена задача оптимизации параметров и свойств шз-иетше заполнителей на основе многофакторного эксперимента, .

7. Предложены метода расчета эффективной теплопроводности сотовых И гофрированных ячеистых заполнителей, декаде возможность прогнозирования их теплоизоляционных свойств на стадии проектирования.

в, Разработан и технические и худокг твенно-конструкторс-кие реиення масок-воротников для зашита лица и органов дыхания от холода я утепленной куртки с одновременной, термоизоляцией органов дыхания, которые получили положительную оценку в результате лабораторных к натурных испытаний.

9. Оязідаекій экономический аффект от применения а спецо-г де*де ячеистых заполнителей и ОІЗОД составляет 668 тыс. рублей в год на 400 единиц. - : - • .

Основное содержание диссертации опубликовано п работах:

I. Свидетельство КЗІІІ8 на пром. образец. Маска-вороишк для ааціїтц лица и органов дыхания от пониженных ■ температур /

■ К.Б.Князева, р.Е.Романо», Е.П.Сурдонко, Е.В.Козлова.- Опубл., 15.09.91, Бал. ЕЗ. ■ " . . '

2. Заявка на :;зойгэте?п;с Г503С316. 1’зс:<а для аас^ттц ор-

ганов дохают, лицп :: кол от гс::::;ю!Г.:’.^ текпзратур / К.В.гймзо-ва, Е.В.Козлоап,- Гепегао о ыдеча патента, от 11.12.02. •

3. Ютаога К.В., Козлова Е.В., К:кс*£-ороп В.Г. Пути интеи-

скфяювдя аагятиоЯ о^ктигкостя тегкоазеляцкоиноа свецодеадх // Гсз.докл. кг/чпэ-гтрт!:?. кснЪ.-Я.: Л'одД, 1991.-0.35-26. .

4. Князева К.В., Козг.сгл 5?.В. Псслздссатшо возкетаоста нн-гс!!с;*.1нхаци11 5спяозаг;гояа: сгоЛстз одегяе» за стат тепвоиэолгцпи,

ерггиев «'▼йтя // Шгтетсгфнгацяя поеКкого производства и тето-ЗД тех:!пко~э!:спс:.':’пг;о1:ой‘ сцеНкя «о результате!!.- Л.: ЛНТЛП, 1901.

- С.02-85. .

5. Кгясег.ч К.З., Ксзхогз Е.В., Гогда-ахл! И.Н. Разраббтко : ”сслгг^Г'!г:а ст-глст?! ппг'ки ергпноз ду.:г.Ш1л '

гг-г-пп-ур // Тоз.. реп. пгу-гга-тгаг. г.а:'(.~ >.ч?-п-Лта, 1С-С0,- С.;С2-Г07.

0. ШгггеГ'З д.:?,, леллэга 2.2. 1!сс,-*-::с.ро,а::1к - С112РД, од-’огрг:':::!!о тпгг-'ггге зт холода // Срзг.№а ::!!д:!Г»:дуали:с11 сп-:тг:; т<оч::-:.~ Л.: П1Ш, 1^1,- С.2Т-23, '

7» Кегле::! г,13,, ;,‘,!л?,2~а !С.З. Иосл':до”“'!-’-’з теплей "ТО""<-'р:!ст:;!: ;• • ;\:П'5л;':’х?лсЯ Ц Дг-тт. ?. !Г"Л1ТОЬ."ггрсм,-

!"АУ~’~ *■■;.■ '

", !, Ь.’:., Таз?,'.'Н.''. Сс-г-Г'-гг’^йТ-

, г п

!тг: гг.' :;г пч-: 'нпер';-

г.

,, ... ■ ;:-го ■

■?Г.~ С.ГГ-З!

//

Подписано я начата 12.01.93 г. оорпат 60x8^/16. Печать офсетная .7ч.-ипа.п.1,г. Оаказ ^ Тхрмс 100 г«. йсгптаттп

Ошг'.'мпкз на гэ^о.ггилге ОЛН-ТД

'п ,;г: ..