автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка и исследование специальной нефтезащитной одежды с модифицированным пакетом материалов

На правах рукописи

КУРЕНОВА Ирина Васильевна

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ НЕФТЕЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЫ С МОДИФИЦИРОВАННЫМ ПАКЕТОМ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.19.04 - Технология швейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Шахты - 2013

005051732

Работа выполнена в федеральном государственной бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС»)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Черунова Ирина Викторовна

Официальные оппоненты: Бекмурзаев Лема Абдулхажиевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», заведующий кафедрой «Технология швейных изделий и материаловедение», г. Шахты.

Афиногентова Наталья Валентиновна, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный университет сервиса», заведующая кафедрой «Управление качеством и технологии в сервисе», г.Тольятти.

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО "Российский государственный

университет туризма и сервиса" (РГУТиС), Московская область, п.Черкизово.

Защита состоится «28» февраля 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.313.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС») по адресу:346500, г. Шахты, Ростовская область, ул. Шевченко, д. 147, ауд. 2247.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса»

Автореферат разослан «28» января 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Куренова С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. предполагает увеличение добычи нефти к 2030 г. в России до 530-535 млн. тонн, что формирует существенный прирост рабочей силы в сфере нефтедобывающей промышленности. Как показывает анализ, производительность труда в отрасли с 1986 г. снизилась в 4,5 раза до 1 тыс. т/год в 2001 г. на фоне почти двукратного снижения числа аварий, а с 2002 по 2007 гг. вслед за почти трёхкратным ростом производительности труда наблюдалось увеличение смертельного травматизма с 4,2 до 10,5 человек на 100 тыс. занятых. К 2008 - 2009 гг. и далее наблюдается снижение уровня травматизма, но при этом существенно сократились объёмы наиболее важных для безопасности труда операций (разведочное и эксплуатационное бурение), а фонд эксплуатируемых скважин увеличился незначительно, то есть новые технологии добычи пришли на старые объекты в условия давно действующей системы охраны труда. Это говорит о том, что риски для человека, занятого на таком производстве, очень высоки, и каждый из них должен быть исследован для новых условий нефтедобычи, что подтверждают результаты аналитических исследований. К этим рискам относятся: непосредственный контакт с сырой нефтью, пониженные температуры и риски возгорания.

Защиту человека от каждого из перечисленных факторов обеспечивает специальная одежда, выполненная из различных материалов, сформированных в теплозащитный пакет, покрытый на отдельных участках нефтезащитными накладками. Однако практика показывает, что из-за загрязнений нефтью потеря защитных свойств специальной одежды, изготавливаемой до настоящего времени на базе установленных требований государственных стандартов 80-х гг. 20- го века, не предусмотрена в полной мере, что требует дополнительных исследований по совершенствованию конструктивного решения специальной одежды с дополнительным уровнем защиты от попадания нефти в слои одежды.

Такое попадание нефти внутрь одежды приводит к резкому изменению теплозащиты и снижению уровня производительности труда человека. Проблемами исследования свойств и проектирования защитной одежды от холода и производственных факторов занимались и продолжают заниматься как российские, так и зарубежные учёные, такие как П.А. Колесников, Р.Ф. Афанасьева, P.A. Дель, З.С. Чубарова, A. Barton, О. Edholm, К. Umbach, I. Holmer, И.Ю. Бринк, Л.А. Бекмурзаев, И.В. Черунова, Hakan О Nilson, Paul С Cropper, Tong Yang, Malkolm J Cook, Dusan Fiala, Rehan Yousaf и др. Однако влияние сырой нефти на теплозащитные свойства одежды до настоящего времени остаётся не достаточно исследованным направлением, требующим развития и разработки соответствующих математических моделей и методики прогнозирования параметров пакета материалов с рациональным распределением тепловой защиты.

При этом сами материалы и пакеты из них представляют собой не только источник защиты от холода, но и средство для снижения уровня горения

одежды, в случае возникновения условий её воспламенения. Такую защитную функцию обеспечивают не только ткани верха, но и внутренняя структура пакета в одежде. Одним из самых устойчивых к огню являются признанные во всём мире арамидные волокна, при производстве продукции из которых существуют полезные продукты вторичных фракций и отходы самого волокна. Их ресурсы и перспективы использования представляют собой интерес для повышения термостойкости одежды путём модификации пакета её материалов, что обосновывает ряд специальных исследований свойств таких модифицированных пакетов и разработки рекомендаций для проектирования специальной нефтезащитной одежды.

Настоящая работа посвящена разработке методики расчёта усовершенствованной конструкции специальной нефтезащитной одежды на базе модифицированного пакета материалов с повышенным уровнем термостойкости и теплозащиты. Это позволит сделать шаг в решении актуальной задачи повышения индивидуальной безопасности, теплового комфорта и, соответственно, производительности труда работников нефтедобывающих предприятий.

Цель работы заключается в разработке модифицированного пакета материалов для специальной нефтезащитной одежды с повышенной термостойкостью и элементов технологии автоматизированного расчёта параметров её конструкции.

Объектом исследования является: специальная теплозащитная одежда для условий нефтедобычи.

Задачи исследования:

1. Разработать критерии совершенствования нефтезащитной одежды с учётом топографии загрязнений её нефтью и внутренней структуры пакета применяемых материалов.

2. Исследовать процессы поглощения нефти текстильными материалами и пакетами из них и её влияния на прочностные, теплозащитные, огнезащитные и деформационные свойства спецодежды.

3. Разработать математическую модель теплообмена в системе «Человек-Одежда-Среда» с учётом изменяющихся характеристик пакета материалов под воздействием нефти.

4. Разработать алгоритм и программу для ЭВМ, позволяющие автоматизировать расчёты параметров пакета материалов утепленной спецодежды с улучшенной защитой от холода и проникновения нефти.

5. Разработать модифицированный пакет материалов из синтетического утеплителя с повышенной термостойкостью, основы технологии модификации и конструкцию специального нефтезащитного костюма с модифицированным пакетом материалов.

6. Оценить экспериментально равномерность температурного поля, обеспеченного модифицированным теплозащитным пакетом материалов в костюме, подверженном загрязнениям нефтью.

Методы исследования.

В работе использованы положения системного подхода к проектированию швейных изделий специального назначения, методы экспертных оценок, математического анализа, положения теории теплопередачи, планирования эксперимента, интерполяции и аппроксимации, математической статистики, антропометрии, математического моделирования, метод конечных разностей, методы решения систем дифференциальных уравнений. При проведении исследований использованы контактные и бесконтактные методы измерений и фиксации результатов, методы исследований и положения теории акустики.

Работа выполнена с применением программных продуктов Microsoft Word, Microsoft Excel, MathCAD, Corel Draw, Visio, САПР «Novo-cut», STATISTICA, A-Line 32D (PCI-8) версия 4,93B.

Достоверность научных положений, полученных выводов и рекомендаций основывается на действующих научных законах, результатах научных экспериментов и подтверждена актами производственной апробации результатов работы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложен критерий для оценки совершенствования теплозащиты одежды - равномерность теплового поля;

- установлена зависимость теплопроводности синтетического объёмного утеплителя от массовой доли нефти и доли термостойкого наполнителя;

предложен способ акустико-эмиссионного анализа динамики поглощения нефти и ее накопления в пакете материалов теплозащитной одежды;

- разработана математическая модель распределения температурного поля в слоях «Человек-Одежда-Среда», учитывающая установленные в работе зависимости деформации теплофизических и геометрических характеристик системы в процессе проникновения сырой нефти в пакет материалов одежды, в том числе установленный эффект деформации толщины теплозащитного пакета при его пропитке нефтью.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- научно обоснован выбор эффективных материалов для применения в пакете нефтезащитного утеплённого костюма и необходимость использования продуктов вторичного арамидного сырья для добавления в теплоизолирующий пакет с целью увеличения его термостойкости;

- для реализации технологии модификации синтетического утеплителя разработана принципиальная схема усовершенствованного автоматизированного раскройного оборудования;

- разработан алгоритм и программа расчета параметров системы «Человек-Одежда-Среда» для автоматизированного проектирования теплозащитной одежды, учитывающие изменения геометрических и теплофизических характеристик материалов в результате воздействия нефти;

- разработана модельная конструкция специального утепленного нефтезащитного костюма, отличающаяся от типовых решений повышенным уровнем тепло-, нефте-, огнезащиты за счет применения модифицированного пакета материалов и усовершенствованных зон нефтезащитного покрытия, позволивших снизить площадь участков неустойчивой защиты; изготовленный образец при сравнительных испытаниях с базовым (типовым) вариантом подтвердил качество предложенных решений.

Апробация и внедрение результатов работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку:

- на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы техники и технологии», ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2010 г.;

- Международной научно-практической конференции «Мода и дизайн. Современная одежда и аксессуары 2009», РТИСТ, г. Ростов-на-Дону, 2009 г.;

- Международной научно-практической конференции «Текстиль-одежда-обувь-средства индивидуальной защиты-21 век», ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2010 г.

- Второй всероссийской научно-практической конференции «Инновации и наукоёмкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности опасных производственных объектов (БЕЗОПАСНОСТЬ-2009)» - Уфа: УГНТУ, 2009 г.;

- Международной научно-практической конференции «Текстиль-одежда-обувь-средства индивидуальной защиты-21 век»; ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2011 г.;

- Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы техники и технологии», ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2011 г.;

- Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании-2011». - Одесса: Черноморье, 2011 г.;

- Международной научно-практической конференции «Текстиль-одежда-обувь-средства индивидуальной защиты-21 век»; ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2012 г.;

Результаты диссертационной работы внедрены на предприятиях ООО «БВН инжениринг» (г .Новочеркасск), ООО «Баффин.ру» (г. Москва), ООО ООО "Крайний Север" (г. Северодвинск), а также в учебном процессе на кафедре «Моделирование, конструирование и дизайн» ФГБОУ ВПО «ЮжноРоссийский государственный университет экономики и сервиса» (г. Шахты) при подготовке студентов по направлению «Конструирование изделий лёгкой промышленности».

Публикации. Основные положения проведённых исследований опубликованы в 16 печатных работах, 4 из которых опубликованы в журналах, входящих в список, утверждённый Высшей аттестационной комиссией, в том числе 1 патент и 1 свидетельство на программу для ЭВМ.

Структура и объём работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Объём диссертации составляет 146 страниц текста, включающие 48 рисунков и 20 таблиц. Список использованной литературы содержит 156 источников. Приложения представлены на 34 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены цели и задачи исследований, отражены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе диссертации проведён анализ научной литературы по проблеме защитной одежды нефтяников, в результате которого определена необходимость дополнительного исследования теплозащитных, термостойких, деформационных и прочностных свойств специальной нефтезащитной одежды.

Рост добывающей и перерабатывающей отраслей промышленности, составляющих топливно-энергетического комплекса, обеспечивает занятость значительной доли трудоспособного населения России, создание новых рабочих мест в самой отрасли и в смежных секторах производства. Поэтому обеспечение отраслей топливно-энергетического комплекса защитной одеждой является актуальной задачей и в значительной степени определяет высокую производительность труда.

Основные виды работ в процессе эксплуатации нефтяных месторождений выполняются на открытом воздухе, а добываемая нефть, её компоненты и применяемые в процессе добычи различные химические реагенты являются токсичными и взрывоопасными веществами. Для работников нефтяной и газовой промышленности из-за невозможности убрать загрязнения нефтепродуктами возрастает риск возгорания защитной одежды. Проблема защиты от огня актуальна для специалистов различных отраслей: пожарных, работников нефтяной и газовой промышленности в России и за рубежом.

В условиях нефтедобычи основной отличительный вредный для человека фактор среды - это нефть и её производные, которые в сочетании с природными условиями температуры, влажности и состава газов приводят к повышенным рискам теплового дискомфорта и, возможно, воспламенению. На рисунке 1 представлена совокупность опасных факторов, воздействующих на человека и его костюм в условиях нефтедобычи.

Рисунок 1 - Схема влияния опасных факторов на человека Установлено, что нефть, являясь контактной средой для внешней поверхности одежды, приводит к её постепенному загрязнению и изменению исходных защитных свойств.

С целью анализа устойчивости материалов к загрязнению нефтью по топографическим участкам (зонам) были исследованы 50 нефтезащитных костюмов, прошедших эксплуатацию на предприятиях нефтедобычи. На рисунке 2 представлена усреднённая схема топографии зон неустойчивой защиты.

Рисунок 2 -

а) б)

Схема топографии зон неустойчивой защиты мужского (а - спинка, б - задняя половинка брюк)

костюма

Из схемы видно, что существуют участки поверхности, где попадание нефти на неё и далее внутрь структуры пакета материалов приводит к изменению исходных физико-механических, теплоизоляционных и других характеристик материалов и пакетов из них, что требует их рационального формирования в пакет и его дополнительной функциональной модификации.

нефтезащитная накладка

ткань верха

утеплитель

подкладочная ткань

Анализ термостойких волокон, применяемых в мире для огнезащиты материалов, в том числе текстильных, показал, что одними из самых эффективных являются арамидные волокна, при

производстве которых существует ряд фракций вторичной переработки, в том числе пульпа, которая предложена в качестве сырья для модификации внутреннего слоя пакета материалов нефтезащитной одежды, представленного на рисунке 3.

элементы модификации ^утеплителя

(арамид)

Рисунок 3 - Структура модифицированного пакета материалов для специальной нефтезащитной одежды

Анализ применяемых материалов в моделях более двух десятков фирм-производителей спецодежды позволило установить долевое распределение современных материалов для нефтезащитной одежды, где основные применяемые материалы верха (рис. 4 а) - смешанные и хлопчатобумажные ткани с масло-, водо- и нефтемасловодоотталкивающими пропитками. Для защитных накладок от нефти используются, кроме винилискожа, эластоискожа, ряд тканей с плёночным покрытием и пропитками нефтемасловодоотталкивающими (рис. 4 б). В ряду утеплителей (рис. 4 в) наиболее распространёнными являются синтепон, холлофайбер и ватин.

Ткани с арамидами, 11.8%

Ткани с антистатической нитью. 17.6%

Ткани смешанные для спецодежды, 38,8%

Ткани хлопчатбумажные с отделками, 31,8%

а) ткани верха

Винилискожа, 42,3% Эластоискожа. 20,5%

Ткани с

I

Ткани с пленочным покрытием, 25,2%

пропиткои 12%

б) нефтезащитные накладки

Перо-пуховая смесь, 13,2%

Тинсулейт, 4,1% шерстон, 14,0%

Арктик, 2,1%

Ватин, 20,2%

Холлофайбер, 23,7%

Синтепон, 29,0%

в) утеплители

Рисунок 4 - Долевое распределение современных материалов для специальной

нефтезащитной одежды К наиболее часто используемых материалам нефтезащитных костюмов не оказались отнесены специальные термостойкие ткани и утеплители, что обусловлено их высокой ценой и правомочностью применения менее эффективных в плане огнезащиты материалов, которые зачастую предпочитают производители, что ещё больше актуализирует задачу о модификации свойств существующих доступных материалов, в том числе утеплителей, в сторону повышенной термостойкости. В качестве основы для модификации свойств пакета по данным результатов, представленных на рисунке 4 в, выбран холлофайбер.

Методом априорного ранжирования на базе экспертных оценок были установлены свойства материалов, наиболее зависимых от влияния нефти среди следующих характеристик: XI - гигроскопичность; Х2 — шероховатость; ХЗ -пылеёмкость; Х4 — воздухопроницаемость; Х5 - прочность; Х6 -теплопроводность; Х7 - термостойкость; Х8 - толщина; Х9 - поверхностная плотность; XI0 - изменение линейных размеров.

С учётом немонотонности возрастания диаграммы рангов (рис. 5) к наиболее подверженным воздействию нефти были отнесены

теплопроводность (Х6), прочность (Х5), толщина (Х8) и термостойкость (огнестойкость) (Х7), которые определили аспекты исследований материалов и пакетов

из них для решения поставленных задач повышения устойчивости защитной одежды к воздействию нефти, холода и огня.

В результате были разработаны критерии совершенствования нефтезащитной одежды, которые заключаются в следующем: на участках неустойчивой защиты одежды от нефти проектируемая толщина должна определяться в зависимости от свойств модифицированного пакета материалов с введением в него пульпы термостойкого арамидного волокна и обеспечивать общую равномерность температурного поля на поверхности кожи человека и по всей поверхности изделия, изготовленного из материалов с высокими прочностными характеристиками с учетом воздействия на материал агрессивной жидкости - сырой нефти.

Во второй главе исследованы прочностные, теплозащитные, деформационные и термостойкие свойства материалов для одежды и пакетов из них с учётом проникновения сырой нефти и её кинетики в структуре пакета материалов для специальной одежды.

Были установлены материалы, разрывная нагрузка которых незначительно меняется в результате воздействия на них нефти (в пределах 2 %) (рис. 6). К ним относятся в группе основных тканей смешанных с водоотталкивающими (ВО) и масловодоотталкивающими (МВО) отделками, наиболее часто применяемых в производстве нефтезащитной одежды (Грета М и Лидер комфорт), в группе термостойких материалов (INDURA ULTRA SOFT, Flamestat Cotton, NOMEX Comfort, Flame Shield).

Диаграмма рангов

Хб Х5 Х8 Х7 Х9 Х10 Х1 ХЗ Х4 Х2 Ранжируемые факторы

Рисунок 5 - Средняя априорная диаграмма рангов (коэффициент конкордации ш= 0,79).

>5 §

а

аХ Я S

a *

» &

£ §

и S

f> s

lj5 1

Oá O

II

1

INDURA Flamestat ULTRA Cotton SOFT

NOMEX Comfort

Flame Shield

ГретаМ

Днйер комфорт

Рисунок 6 - Изменения прочности тканей при воздействии сырой нефти (по ГОСТ 29104.12-91)

Самые высокие характеристики прочности при воздействии нефти показали материалы термостойкие с масловодотталкивающими пропитками, с которыми на одном уровне находится ткань универсальная смешанная ГретаМ, представляющая самый высокий интерес с точки зрения перспектив экономического эффекта и расширения использования продуктов отечественного сырья, находящаяся в интервале 20 % по своим прочностным свойствам от специальной термостойкой ткани Flame Shield, составляющие основу дальнейших исследований.

Учитывая, что попадание нефти в зоны неустойчивой защиты костюма приводит к изменениям первоначальных свойств не только поверхностных слоев, но и всего пакета, был проведён анализ методов определения проницаемости агрессивных жидкостей в ряду отечественных и зарубежных стандартов, который показал, что универсального метода, позволяющего проследить внутреннюю кинетику впитывания нефти в структуру пакета материала во времени и иметь возможность непрерывно автоматизировать данный процесс, не найдено. Для анализа процесса кинетики поглощения нефти пакетами текстильных материалов для одежды нами было предложено использовать метод акустической эмиссии (АЭ) на базе специального измерительного комплекса (рис. 7), состоящего из центральной информационно-вычислительной станции, модуля сбора и формирования акустико-эмиссионных данных, пьезодатчика, кварцевой ёмкости, которая заполняется нефтью, дополненного аналитическими весами, встроенными в общий цикл методики измерений.

Кварцевая ёмкость с

Рисунок 7 - Измерительный комплекс для исследования акустико-эмиссионных характеристик внутренней кинетики нефти в текстильных материалах и пакете из них

Этот метод

основан на

фиксации энергии акустических колебаний, возникающих в материале при внедрении молекул жидкости в

волокна ткани, свободные структурные пространства и вытеснения газовой среды.

Для оценки адекватности применения в данных целях предложенного метода и прогнозирования прироста массы нефти в структуре пакета материалов были проведены исследования процесса пропитки весовым методом по ГОСТ 12.4.218 - 2002 и методом акустической эмиссии, сравнения которых показали идентичность характера кривой, описывающей динамику прироста впитанной нефти в пористый текстильный материал и интенсивности звуковых импульсов в едином промежутке времени (рис. 8).

ГОСТ 12.4.218-2002

250

Метод акустической эмиссии

50 60 Время, с

Рисунок 8 - Оценка адекватности использования метода акустической эмиссии для оценки поглощения нефти пористым утеплителем Анализ сопоставления двух методов показывает, что акустико-эмиссионная характеристика процесса кинетики пропитывания нефти имеет аналогичный характер за тот же промежуток времени кривой прироста массы в слой материала. Это позволяет использовать акустико-эмиссионный анализ непрерывного исследования динамики пропитывания пакетов материалов в

качестве методики оценки свойств текстильных материалов и пакетов из них, их устойчивости к проникновению сырой нефти и применения в проектировании нефтезащитной одежды. Такой анализ утеплителей по продолжительности и интенсивности проницаемости нефти показал, что наиболее устойчив к ней - холлофайбер, который был отобран далее для формирования пакета материалов.

200

*

го <

8

5 і

180 160 140 120 100

3 80

60 40 20 0

20

40

60

80

100

120

ГретаМ Холлофайбер Бязь

время пропитки, с

Рисунок 9 - Акустико-эмиссионный анализ проницаемости сырой нефти в структуре теплозащитного пакета материалов

Применение метода акустической эмиссии позволило установить временные интервалы проницаемости нефти внутри пакета для каждого из

составляющих его материалов, которые отмечены пиками

амплитуды звуковых колебаний (рис. 9). Данные по

проницаемости нефти во времени для различных материалов сформировали необходимую информационную базу данных для

дальнейшего численного моделирования исследуемой системы. Для выявления влияния сырой нефти на подверженность горению материалов верха были исследованы материалы обеих применяемых групп (термостойких и универсальных для спецодежды), которые через 5 секунд независимо от защитной отделки получили свои степени разрушения огнём (рис. 10), значительно увеличенные при наличии нефти на поверхности (до 20 %). Дефект измерялся по площади прожига.

исходный образец

образец с нефтью

а) б)

Рисунок 10 - Влияние нефти на термостойкость (огнестойкость) материалов верха

к горению: а - без воздействия сырой нефти; б - под воздействием сырой нефти

Такие последствия внешнего разрушения приводят к повышению температуры в пакете материалов и актуальности усиления устойчивости утеплителей к горению в зонах контакта с сырой нефтью.

С этой целью предлагается модифицировать утепляющий пакет материалов за счёт введения в структуру синтетического утеплителя (холлофайбера) пульпы термостойкого арамидного волокна (продукты вторичной переработки) огнестойкого синтетического арамидного волокна «кевлар», тем самым расширив сферу его применения и сохраняя ценовую группу используемых утеплителей.

С целью оценки миграции «кевлара» в структуре холлофайбера были проведены исследования пакета материалов по ГОСТ 26464 - 85, которые показали её отсутствие и достаточную сцепливаемость для дальнейшего применения в одежде.

Для выявления зависимости теплопроводности модифицированного пакета материалов от нефти были проведены исследования коэффициента теплопроводности по ГОСТ 12.4.185-99.

0,25

"х" 300

2000 ^^ ^-г"^" 200 4000 100

Количество нефти,г/м3 Количество кевлара., г/м

Рисунок 11 - Зависимость коэффициента тепло-проводности модифицированного утеплителя от доли «кевлара» и нефти

Коэффициент теплопроводности Вт/м °С

Как показывает график, введение кевлара в структуру холлофайбера не приводит к повышению теплопроводности утеплителя, сохраняя его теплозащитные свойства, увеличивая при этом его термостойкие свойства.

При этом поглощение нефти утеплителем приводит к его значительному повышению теплопроводности (рис. 11), что необходимо учитывать при разработке усовершенствованной методики расчёта параметров конструкции

нефтезащитной утеплённой одежды, где её толщина в главной степени определяет уровень эффективности теплозащиты.

Внедрение нефти в утепляющий пакет приводит к сокращению толщины утеплителя в пакете в установленных зонах неустойчивой защиты от нефти, меняя общие характеристики исходной теплоизоляции.

Экспериментально получена зависимость влияния нефти на деформационные свойства пакета материалов (исследования проводились на базе утеплителя холлофайбер) (рис. 12).

«с

gä 0,025

я

0,020

V

и

я

S 0,015 я н

2 о,ою Ё

| 0,005 ч

¡2 0 20 40 60 80 ЮО

Массовая доля нгфти,

Рисунок 12 - Зависимость толщины утепляющего пакета от массы впитанной нефти

Полученные результаты исследований и зависимости характеристик пакетов материалов для защитной одежды легли в основу математического моделирования системы «Человек-Одежда-Среда» для условий нефтедобычи при низких температурах среды.

В третьей главе разработана математическая модель, описывающая тепловые процессы в системе «Человек-Одежда-Среда», учитывающая динамические изменения толщины и теплопроводности пакета материалов под воздействием нефти и исследование с её помощью процессов теплообмена аналитическими и численными методами.

Под воздействием нефти на незащищённых участках одежды пакет материалов деформируется по толщине, что отражено в схеме сечения (рис. 13 в, г) в виде сегментов неравного радиуса, (АОВ, ВОС, COD, DOE). Геометрической моделью объекта исследования определена система, состоящая из цилиндра с круговым сечением - ядра с радиусом г0, температура которого (Тк), где к - слой системы, изменяется в пределах (37,0 - 37,7 °С) при

изменении энергозатрат, q, Вт/м2, слоев тела с радиусами (г, м) го<г <г\ и кожи

< г < r2 ^ а также Трех слоев одежды (подкладка Гг <r < Гз, утеплитель

r3 < г < r4 ^ ткань верха (в том числе нефтезащитная накладка) <r<rs), представляющих собой коаксиальные цилиндрические оболочки, охватывающие ядро (рис. 13 б).

--* > 1

I I > I ! I I—Г"1--1—I I I I I I I I--Г"1—I I I I—П—1--I I I I I I I I I —I I I I I I I I

О

Рисунок 13 - Схема формирования геометрической модели системы «Человек-Одежда-Среда»

В качестве допущений принято, что коэффициент теплоотдачи а с поверхности одежды к окружающей среде и температура окружающей среды Токр„С известны; при этом радиус ядра гО выбран так, чтобы обеспечить заданные энергозатраты; концевыми эффектами пренебрегается и рассматривается поле температур в среднем сечении системы. Учитывая полученные экспериментально зависимости теплофизических параметров теплозащитных пакетов от массы нефти, далее были использованы зависимости параметров от времени /, с, вида:

- коэффициент теплопроводности, Вт/м°С, г'-го слоя одежды

- плотность г-го слоя одежды, гр/м^

р, =р,М')]=р,(0;

- удельная теплоемкость /-го слоя одежды, кДж/(кг°С)

с, =с,.Мг)]=с,(У).

Спинка куртки

в)

Мышцы и Кожа жировая ткань человека подкладка -ЯДР^ /__^

Попадание нефти

Ткань верха (+нефтеза-щитная накладка)

Распределение температуры в сечении геометрической модели системы «Человек-Одежда-Среда» описывается совокупностью уравнений в цилиндрической системе координат:

Р кск-

Э

Э/

1А

г д г

г дтт

гХк

V

Эг

2 т(к)

1 Э Г' г2 Эа2

(1)

с граничными условиями:

Эт-С)

Эг

э т

дг

; г = 1,2,3,4;

ЭГ(5)

Эг

= -а[г<5>(г5)-Г ],

(2)

и начальным условием

Т(М ,;)= Гнач(М), (3)

где Л: - номер подобласти (слоя системы); Л/ - точка сечения с координатами (параметрами) гм, ам; - плотность, удельная теплоемкость,

коэффициент теплопроводности соответственно к-й подобласти (гк_х <г<гк); - радиус границы двух подобластей; д - энергозатраты (плотность теплового потока) (Вт/м2). Температуры ядра Т0 и окружающей среды Гокр приняты

независящими от времени.

Совокупность соотношений (1) - (3) является математической моделью нестационарных тепловых процессов в системе «Человек-Одежда-Среда». С учетом рассмотрения сечения модели в виде последовательных секторов, получена система уравнений вида:

эт(к) 1 э г, эг(*м , , .

гКк —— , к = 1 5,

Р Л-

Э г /

(4)

Э? г Эг

которое решено методом конечных разностей (неявный вариант), который является абсолютно устойчивым, его устойчивость не зависит от величины шага по времени.

Стационарное распределение температуры в каждом секторе системы «Человек-Одежда-Среда» определяется на основании математической модели:

14*^1=0.

г с1г\ с1г

с граничными условиями

- при г = г, Т(г1)=Т1; |

- при г = г} Ъ2 — = -а(Гп - Т0Кр)|

(5)

На границе раздела сред с различными X (г = г2) выполняется условие сопряжения решений

Т{,)(Г2)=ТЫ(Г2); , ЭГ«1' ^ . ЭГ<2> ,

где Х.1, А.2 - коэффициенты теплопроводности.

Определим АоКВ из условия равенства тепловых потоков системы,

имеем

К{ Г,-Г3 г3

г- т1~тз ьг Тг\пгх-тх\пгг где Кх = ' 3 ; К{= ' 1 3.

Нп/'з) 1п(1/'з)

Для имитационного моделирования процессов теплообмена в системе «Человек-Одежда-Среда» был установлен радиус ядра, г0, м с температурой То °С и две цилиндрических оболочки (слоя), охватывающих ядро: первый слой - тело человека с известным коэффициентом теплопроводности, второй слой эквивалентен слою кожи и трем слоям одежды. Для решения задачи определения радиуса ядра выбирается ряд значений г0* в диапазоне гтт < г0* < гт, где гТ — радиус тела, гтш ^ 0 и находится для каждого величина д из соотношения:

ц =

ат(1)

с1г

г=гц

С,

(8),

где С, =С3 0 =

и V I 2

с получением зависимости г0 = /(</). Предложенная имитационная модель тела человека имеет границы применения гтш < г0 < гт.

Разработанная модель послужила основой для разработанной программы для ЭВМ (Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2012660271), предназначенной для моделирования теплофизического состояния в системе «Человек-Одежда-Среда», которая позволяет установить зависимость температуры среды во времени от ее геометрических размеров, теплофизических параметров и влияющих факторов (проникновение в одежду нефти), приводящих к изменению геометрических размеров утеплителя и изменению теплофизических параметров среды.

(С

Є

'—'—'

5 N^ 4

ч 3

Т

іО

На рисунке 14 приведен пример расчета

зависимости изменения температурного поля

системы «Человек-

Одежда-Среда» во

времени в секторе АОВ (участок максимальной плотности загрязнений): 1 - начальное состояние (сухая одежда); 2 -попадание нефти на одежду; 3 - изменение толщины утеплителя на 4 — изменение утеплителя на м; 5 -

0,001 м; толщины 0,002

установившийся режим.

Радиус слоев системы

Рисунок 14 - Зависимости изменения температуры в слоях системы «Человек-Одежда-Среда» от радиуса в секторе А0В (ттах - масса нефти)

На рисунке 15 приведены зависимости изменения температуры на поверхности кожи во времени в секторах А0В, В0С, COD, DOE и на участке области А и С (в соответствии с рисунком 13 в). Разработанная математическая модель системы «Человек-Одежда-Среда» позволяет учитывать изменение размеров одежды (толщины утеплителя) и теплофизических параметров:

Г'35 °С

34

« Р<

£ зз

Области А, С

32

31

30

ч

DOE/

V /ВОС

АОВ \ ч ^^ COD

плотности, теплоёмкости фициента водности в воздействия

удельной и коэф-теплопро-процессе нефти на

200

400

Время

600 t, с

Рисунок 13 - Зависимости изменения температуры во

времени на поверхности кожи: области А, С -стационарный режим (зоны устойчивой защиты); в секторах А0В, В0С, C0D, DOE-зоны неустойчивой защиты

костюм. Попадание нефти в одежду приводит к увеличению

коэффициентов теплопроводности материалов одежды, а следовательно, к увеличению количества теплоты, отдаваемой в окружающую среду телом человека.

Учёт таких параметров и выполнение вариационных расчётов на

математической модели

позволило иаити оптимальные сочетания толщины и состава утеплителя, которые обеспечивают равномерность температурных полей на поверхности одежды и на коже человека.

В главе 4 для внедрения разработанной математической модели в процессы автоматизированного проектирования швейных изделий был разработан алгоритм программы расчета параметров пакета нефтезащитной утепленной одежды с учётом контроля температурных полей на коже человека (рис. 16).

Рисунок 16 - Алгоритм автоматизации проектирования нефтезащитной одежды

С целью введения волокна «кевлар» в утеплитель была разработана принципиальная схема автоматизированного раскройного оборудования (рис. 17), где подача пульпы кевлара выполняется с помощью сжатого воздуха компрессора, микрофорсунок и бесконтактного датчика профиля, настроенного на выделенные тоном участки раскладки, ориентированные на детали усиленной термостойкой защиты, в сочетании с самим раскроем: 1 -направляющая раскройного ножа; 2 - дисковый раскройный нож; 3 -микрофорсунки для прокола и внесения кевлара в наполнитель; 4 -бесконтактный датчик профиля изделия; 5 - объёмный синтетический утеплитель (холофайбер); 6 - раскладка; 7 - направляющая бесконтактного датчика профиля изделия; 8 — ёмкость с кевларом; 9 — компрессор; 10 -управляющий блок.

Рисунок 17 - Общая принципиальная схема устройства для наполнения кевларом объёмных утеплителей (к раскройному столу)

С помощью полученных ресурсов в САПР разработана модельная конструкция утепленногоо мужского нефтезащитного костюма (рисунок 18), на который получен Патент № 201112895.

Для оценки достигнутого результата по предложенному критерию -равномерность температурного поля по поверхности нефтезащитной одежды -был проведён тепловизионный анализ разработанной куртки, подвергшейся эксплуатационным воздействиям в условиях нефтедобычи.

Я

термос тонкости

Рисунок 18 - Эскиз нефтезащитного мужского костюма с модифицированным пакетом материалов

Тепловизионный анализ при пониженных температурах показал достигнутое равномерное тепловое поле, включая участки, ранее обозначенные как зоны неустойчивой защиты (рис. 19).

Базовое решение Усовершенствованная конструкция

Неравномерная защита Равномерная защита

Рисунок 19 - Тепловизионная оценка теплозащиты спецодежды По данным рисунка 19 установлено заметное сокращение изменчивости температурных параметров по поверхности спинки куртки при температуре

среды -11,59...11,68°С, что характеризует повышение равномерности теплозащитного эффекта. При этом установленный критерий равномерности свойств нефтезащитной одежды оценивается по второму признаку — равномерность температуры кожи человека.

Экспериментально были исследованы два образца мужского костюма на человеке в реальных условиях эксплуатации: 1 -разработанный и

типовой костюм

изготовленный в рамках диссертационной работы, 2 -стандартной конструкции и материалов. Результаты рисунке 20 (температура окружающей среды -19,8°С).

1

/

представлены на

ч

ш о.

О

8 12 16 20 24 28 32 26 40 44 48 52 56 60 Время, мин

расчет на ММ для новой конструкции 3 расчет на ММ для типовой конструкции

новая конструкция

типовая конструкция

Рисунок 20 - Экспериментальная оценка равномерности температурного поля человека, обеспеченного теплозащитной одеждой (верификация результатов расчета на математической модели (ММ) и инженерного проектирования мужского утепленного нефтезащитного костюма).

Стандартное отклонение, а, °С ,значений экспериментальной кривой для новой конструкции составляет 0,37, для типовой конструкции 0,82°С, что подтверждает повышенную степень равномерности теплозащиты нового решения по сравнению с типовым. При этом на графиках (рисунок 20) представлено сравнение экспериментальных данных с теоретическими расчетами на математической модели, где отклонения составляют в пределах 7,5%, что подтверждает высокую степень достоверности полученных результатов. При этом средняя температура кожи человека в нефтезащитном костюме усовершенствованной конструкции и пакета материалов установлена выше на 0,96 °С относительно эффекта типового образца.

Разработанная методика автоматизированного проектирования нефтезащитной одежды внедрен на предприятии ООО «БВН инжениринг» (г. Новочеркасск), специальный нефтезащитный костюм внедрен в ООО «Баффин.ру» (г. Москва) и принят к применению на производствах ООО «Крайний Север» (г. Северодвинск).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. В результате исследования системы «Человек - Одежда - Среда» экспериментально установлены участки поверхности защитной одежды, относящиеся к зоне неустойчивой защиты.

2. Разработаны критерии совершенствования нефтезащитной одежды с учётом топографии загрязнений нефтью внутренней структуры пакета применяемых материалов, которые включают оценку равномерности температурного поля в утепляющем слое и на коже человека.

3. В результате исследований влияния нефти на прочность современных материалов установлены приоритетные ткани верха для нефтезащитной одежды, среди которых высокие показатели устойчивости прочностных характеристик показали универсальная ткань Грета М, представляющая высокий интерес с точки зрения перспектив экономического эффекта и расширения использования продуктов отечественного сырья, и термостойкая ткань Flame Shield.

4. На основе исследования методов оценки проницаемости агрессивных жидкостей в пористых средах предложен и исследован способ акустико-эмиссионного анализа динамики поглощения нефти и ее накопления в пакете материалов теплозащитной одежды для прогнозирования динамики изменения защитных свойств одежды и прироста количества нефти в структуре материалов;

5. Научно обоснован выбор полотна, наполнителя (продукта вторичной переработки арамидного волокна - пульпы «кевлар») и основные параметры модифицированного теплозащитного пакета материалов, повышающего термостойкость пакета одежды и сохраняющего его теплозащитные свойства одежды, что экспериментально подтверждено.

6. Экспериментально установлены зависимости толщины и теплопроводности синтетического модифицированного объёмного утеплителя от массовой доли нефти и «кевлара» в его объёме и структуре, которые позволили оценить динамические изменения теплофизических свойств теплозащитной одежды.

7. Для реализации технологии модификации синтетического утеплителя разработана принципиальная схема усовершенствованного автоматизированного раскройного оборудования, где подача пульпы кевлара выполняется с помощью сжатого воздуха компрессора, микрофорсунок и бесконтактного датчика профиля, настроенного на кодированные участки раскладки.

8. Разработана математическая модель распределения температурного поля в слоях «Человек-Одежда-Среда», учитывающая деформации теплофизических и геометрических характеристик системы в процессе проникновения сырой нефти в пакет материалов одежды.

9. На базе созданной математической модели разработан алгоритм численного расчёта температурного поля неявным методом конечных разностей и

программа (Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ №2012660271).

10.На его основе разработан алгоритм автоматизации расчёта параметров конструкции нефтезащитной одежды для модуля САПР, впервые учитывающая изменяющиеся под воздействием нефти геометрические и теплофизические характеристики в материалах.

11. Разработана модельная конструкция специального утепленного нефтезащитного костюма, отличающаяся от типовых решений повышенным уровнем тепло-, нефте-, огнезащиты за счет применения модифицированного пакета материалов и усовершенствованных зон нефтезащитного покрытия, позволивших снизить площадь участков неустойчивой защиты.

12.На основе предложенной технологии модификации пакета материалов и разработанной модельной конструкции изготовлен образец мужского утепленного нефтезащитного костюма, который при сравнительных испытаниях с базовым (типовым) вариантом подтвердил качество предложенных решений, показав повышенный уровень равномерности теплоизоляции одежды и высокую достоверность результатов математического моделирования (отклонения экспериментальных и теоретических данных составили не более 7,5%). При этом экспериментально доказано, что средняя температура кожи человека в нефтезащитном костюме усовершенствованной конструкции и пакета материалов установлена выше на 0,96 °С относительно эффекта типового образца.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования основных

научных результатов кандидатских диссертаций

1. Куренова И.В., Кузнецов Д.М., Черунова И.В., Черунова Е.С. Оценка свойств проницаемости современных текстильных материалов // Швейная промышленность. 2010. - №6, С.34-35

2. Черунова И.В., Куренова И.В., Осипенко Л.А., Щеникова Е.А., Колесник С.А. Защитные свойства спецодежды в условиях нефтедобычи (4.1) // Швейная промышленность. 2011. - №3, С. 14-15

3. Черунова И.В., Куренова И.В., Осипенко Л.А., Щеникова Е.А., Колесник С.А. Защитные свойства спецодежды в условиях нефтедобычи (ч.2) // Швейная промышленность. 2011. - №4, С. 32-38.

4. Черунова И.В., Корнев Н.В., Куренова И.В., Стефанова Е.Б. Оценка свойств материалов нефтезащитных костюмов // Швейная промышленность. - 2012. -№6, С. 43.

Патент

5. Патент на полезную модель 110936 1Ш, РФ, МПК А41 Б 13/00 Нефтезащитный костюм/ Черунова И.В., Куренова И.В., Осипенко Л.А. -№ 201112895/12; заявл. 07.07.2011, опубл. 10.12.2011, Бюл. №34.

Программа для ЭВМ

6. Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ №2012660271 «Программа расчёта стационарного теплового режима системы «Человек - Одежда - Среда» / Черунова И.В., Куренова И.В., Бахвалов Ю.А., Гречихин В.В., опубл. 14.11.2012.

Статьи и материалы конференций

7. Куренова И. В., Черунова И. В. Современные ткани в аспекте повышения качества одежды для активного образа жизни // Современные проблемы техники и технологии сервиса: технический прогресс в швейном производстве: Сб. науч. трудов / редкол. JI.A. Бекмурзаев [и др.]. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2006. - С.40 - 41.

8. Куренова И.В., Баскакова Н.С., Черунова И.В., Бондарева Е.В. Исследование огнезащитных свойств спецодежды в условиях агрессивной эксплуатации // Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. тр./ редкол.: H.H. Прокопенко [и др.] ; ГОУ ВПО «Южно-Российский гос. ун-т экономики и сервиса». - Шахты: ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2009. - С.44-49.

9. Куренова И.В. Термостойкая одежда // Мода и дизайн. Современная одежда и аксессуары 2009: Материалы международной научно-практической конференции. - Ростов -н-Д: Изд-во РТИСТ ЮРГУЭС, 2009. - С. 335 - 342.

10. Куренова И.В., Баскакова Н.С., Черунова И.В. Разработка элементов технологии оценки стабильности огнезащитных свойств спецодежды // Инновации и наукоёмкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности опасных производственных объектов (БЕЗОПАСНОСТЬ-2009): Материалы Второй Всероссийской научно-практической конф. - Уфа: УГНТУ, 2009. - С. 31-35.

11. Куренова И.В. Механизмы формирования неравномерности свойств защитной одежды нефтяников // Текстиль-одежда-обувь-средства индивидуальной защиты-21 век: Материалы Междунар. научно-практической конф. 22-23 апреля / редкол. И.Ю. Бринк [и др.]. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2010. - С. 52-54.

12. Куренова И. В. Механизм и оценка формирования зон неустойчивой защиты от нефти костюма бурильщика // Текстиль-одежда-обувь-средства индивидуальной защиты-21 век: Материалы Междунар. научно-практической конфер. 9-13 марта / редкол. И.Ю. Бринк [и др.]. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2011. - С. 55-58.

13. Черунова И.В., Куренова И.В., Осипенко JI.A., Щеникова Е.А., Колесник С.А. Акустическая эмиссия как способ оценки капиллярных процессов в текстильных материалах // Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. тр.: редкол.: H.H. Прокопенко[и др.] ; ФГБОУ ВПО «ЮжноРоссийский гос. ун-т экономики и сервиса». - Шахты: ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2011. -С. 89-92.

14. Куренова И.В., Кононова О.В., Черунова И.В., Кузнецов Д.М., Румак М.Н., Ибрагимова Ю.А Влияние условий эксплуатации на защитные свойства спецодежды нефтегазового комплекса // Сборник научных трудов SWorld.

Материалы междунар. научно-практической конф. «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании '2011». - Выпуск 4. Том 10. - Одесса: Черноморье, 2011. - С. 19-22

15. Куренова И.В., Черунова И.В Исследование влияния нефти на теплозащитные свойства спецодежды // Текстиль-одежда-обувь-средства индивидуальной защиты-21 век: Материалы Междунар. научно-практической конф.: редкол. И.Ю. Бринк [и др.]. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2012. -С.136-139.

16. Черунова И.В., Куренова И.В. Нефть как фактор изменения защитных свойств текстильных конструкций // Современные проблемы науки и образования. - 2013.-№ 6. (приложение "Технические науки"). - С. 4-5.

КУРЕНОВА ИРИНА ВАСИЛЬЕВНА

Разработка и исследование специальной нефтезащитной одежды с модифицированным пакетом материалов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сдано в набор 25.01.2013. Подписано 25.01.2013. Формат 60x84 1/16. Цифровая печать. Усл. печ. л.1,2. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Заказ 33 Отпечатано в типографии: ИП Бурыхин Б.М. Ростовская область, г. Шахты, ул. Шевченко, 143

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

ЧЕЛОВЕКА ОТ НЕФТИ В СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЕ

1 Л. Анализ тенденций состояния нефтяной отрасли России как сегмента развития специальной одежды

1.2. Анализ условий работы на объектах нефтедобычи.

1.3. Нефть как основной компонент агрессивной среды жизнедеятельности человека.

1.4. Особенности нефтезащитной одежды и требования к ней.

1.5. Анализ материалов для нефтезащитной одежды.

1.6. Определение приоритетных свойств материалов для нефтезащитной одежды

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 1 И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОДЕЖДЫ И ПАКЕТОВ ИЗ НИХ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СЫРОЙ НЕФТИ

2.1. Исследование влияния нефти на прочность материалов верха

2.2. Исследование нефтепроницаемости материалов и пакетов из них.

2.3. Исследование термостойкости материалов для нефтезащитной одежды.

2.4. Исследование влияния нефти на теплопроводность материалов и пакетов из них.

2.5. Исследование влияния нефти на деформационные свойства пакета материалов

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 2.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В НЕФТЕЗАЩИТНОЙ ОДЕЖДЕ.

3.1. Обоснование и разработка геометрической модели системы «Человек-Нефтезащитная одежда-Среда» («Ч-НО-С»).

3.2. Математическая модель нестационарных тепловых процессов в системе «Ч-НО-С».

3.2.1. Выбор метода численного решения. Дискретные модели

3.2.2. Аналитическое решение уравнения стационарной теплопроводности.

3.3. Определение радиуса ядра имитационной модели тела человека.

3.4. Программа расчета температурного поля и результаты моделирования теплофизического состояния в системе «Ч— НО-С».

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 3.

4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНОГО

НЕФТЕЗАЩИТНОГО КОСТЮМА ДЛЯ УСЛОВИЙ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР

4.1. Разработка методики комплексного проектирования одежды для совокупной защиты человека от нефти и пониженных температур

4.2. Разработка модельной конструкции специального утепленного нефтезащитного костюм.

4.3. Разработка технологических основ модификации пакета материалов для нефтезащитного костюма.

4.4. Экспериментальные исследования специального нефтезащитного костюма пакетом материалов.

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 4.

Актуальность работы. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. предполагает увеличение добычи нефти к 2030 г. в России до 530-535 млн. тонн [1], что формирует существенный прирост рабочей силы в сфере нефтедобывающей промышленности. Как показывает анализ [2], производительность труда в отрасли с 1986 г. снизилась в 4,5 раза до 1 тыс. т/год в 2001 г. на фоне почти двукратного снижения числа аварий, а с 2002 по 2007 гг. вслед за почти трёхкратным ростом производительности труда наблюдалось увеличение смертельного травматизма с 4,2 до 10,5 человек на 100 тыс. занятых [3]. К 2008 - 2009 гг. и далее наблюдается снижение уровня травматизма, но при этом существенно сократились объёмы наиболее важных для безопасности труда операций (разведочное и эксплуатационное бурение), а фонд эксплуатируемых скважин увеличился незначительно, то есть новые технологии добычи пришли на старые объекты в условия давно действующей системы охраны труда. Это говорит о том, что риски для человека, занятого на таком производстве, очень высоки, и каждый из них должен быть исследован для новых условий .нефтедобычи, что подтверждают результаты аналитических исследований [4]. К этим рискам относятся: непосредственный контакт с сырой нефтью, пониженные температуры и риски возгорания [5].

Защиту человека от каждого из перечисленных факторов обеспечивает специальная одежда, выполненная из различных материалов, сформированных в теплозащитный пакет, покрытый на отдельных участках нефтезащитными накладками. Однако практика показывает, что из-за загрязнений нефтью потеря защитных свойств специальной одежды, изготавливаемой до настоящего времени на базе установленных требований государственных стандартов 80-х гг. 20- го века[6], не предусмотрена в полной мере, что требует дополнительных исследований по совершенствованию конструктивного решения специальной одежды с дополнительным уровнем защиты от попадания нефти в слои одежды.

Такое попадание нефти внутрь одежды приводит к резкому изменению теплозащиты и снижению уровня производительности труда человека.

Проблемами исследования свойств и проектирования защитной одежды от холода и производственных факторов занимались и продолжают заниматься как российские, так и зарубежные учёные, такие как П.А. Колесников, Р.Ф. Афанасьева, P.A. Дель, З.С. Чубарова, A. Barton, О. Edholm, К. Umbach, I. Holmer, И.Ю. Бринк, JI.A. Бекмурзаев, И.В. Черунова, Hakan О Nilson, Paul С Cropper, Tong Yang, Malkolm J Cook, Dusan Fiala, Rehan Yousaf и др. Однако влияние сырой нефти на теплозащитные свойства одежды до настоящего времени остаётся не достаточно исследованным направлением, требующим развития и разработки соответствующих математических моделей и методики прогнозирования параметров пакета материалов с рациональным распределением тепловой защиты.

При этом сами материалы и пакеты из них представляют собой не только источник защиты от холода, но и средство для снижения уровня горения одежды, в случае возникновения условий её воспламенения. Такую защитную функцию обеспечивают не только ткани верха, но и внутренние свойства пакета в одежде. Одним из самых устойчивых к огню являются признанные во всём мире арамидные волокна, при производстве продукции >п которых-И-'-' существуют полезные продукты вторичных фракций и отходы самого волокна [7]. Их ресурсы и перспективы использования представляют собой интерес для повышения термостойкости одежды путём модификации пакета её материалов, что обосновывает ряд специальных исследований свойств таких модифицированных пакетов и разработки рекомендаций для проектирования специальной нефтезащитной одежды.

Настоящая работа посвящена разработке методики расчёта усовершенствованной конструкции специальной нефтезащитной одежды на базе модифицированного пакета материалов с повышенным уровнем термостойкости и теплозащиты. Это позволит сделать шаг в решении актуальной задачи повышения индивидуальной безопасности, теплового комфорта и, соответственно, производительности труда работников нефтедобывающих предприятий.

Цель работы заключается в разработке модифицированного пакета материалов для специальной нефтезащитной одежды с повышенной термостойкостью и элементов технологии автоматизированного расчёта параметров её конструкции.

Объектом исследования является: специальная теплозащитная одежда для условий нефтедобычи.

Задачи исследования: ¡.Разработать критерии совершенствования нефтезащитной одежды с учётом топографии загрязнений её нефтью и внутренней структуры пакета применяемых материалов.

2. Исследовать процессы поглощения нефти текстильными материалами и пакетами из них и её влияния на прочностные, теплозащитные, огнезащитные и деформационные свойства спецодежды.

3. Разработать математическую модель теплообмена в системе «Человек-Одежда-Среда» с учётом изменяющихся характеристик пакета материалов под воздействием нефти.

4. Разработать алгоритм и программу - для ЭВМ, позволяющие"' автоматизировать расчёты параметров пакета материалов утепленной спецодежды с улучшенной защитой от холода и проникновения нефти.

5. Разработать модифицированный пакет материалов из синтетического утеплителя с повышенной термостойкостью, основы технологии модификации и конструкцию специального нефтезащитного костюма с модифицированным пакетом материалов.

6. Оценить экспериментально равномерность температурного поля, обеспеченного модифицированным теплозащитным пакетом материалов в костюме, подверженном загрязнениям нефтью.

Методы исследования.

В работе использованы положения системного подхода к проектированию швейных изделий специального назначения, методы экспертных оценок, математического анализа, положения теории теплопередачи, планирования эксперимента, интерполяции и аппроксимации, математической статистики, антропометрии, математического моделирования, метод конечных разностей, методы решения систем дифференциальных уравнений. При проведении исследований использованы контактные и бесконтактные методы измерений и фиксации результатов, методы исследований и положения теории акустики.

Работа выполнена с применением программных продуктов Microsoft Word, Microsoft Excel, MathCAD, Corel Draw, Visio, САПР «Novo-cut», STATISTICA, A-Line 32D (PCI-8) версия 4,93B.

Достоверность научных положений, полученных выводов и рекомендаций основывается на действующих научных законах, результатах научных экспериментов и подтверждена актами производственной апробации результатов работы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложен критерий для оценки совершенствования теплозащиты одежды - равномерность теплового поля; , . . :ч

- установлена зависимость теплопроводности синтетического объёмного утеплителя от массовой доли нефти и доли термостойкого наполнителя; предложен способ акустико-эмиссионного анализа динамики поглощения нефти и ее накопления в пакете материалов теплозащитной одежды;

- разработана математическая модель распределения температурного поля в слоях «Человек-Одежда-Среда», учитывающая установленные в работе зависимости деформации теплофизических и геометрических характеристик системы в процессе проникновения сырой нефти в пакет материалов одежды, в том числе установленный эффект деформации толщины теплозащитного пакета при его пропитке нефтью.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- научно обоснован выбор эффективных материалов для применения в пакете нефтезащитного утеплённого костюма и необходимость использования продуктов вторичного арамидного сырья для добавления в теплоизолирующий пакет с целью увеличения его термостойкости;

- для реализации технологии модификации синтетического утеплителя разработана принципиальная схема усовершенствованного автоматизированного раскройного оборудования;

- разработан алгоритм и программа расчета параметров системы «Человек-Одежда-Среда» для автоматизированного проектирования теплозащитной одежды, учитывающие изменения геометрических и теплофизических характеристик материалов в результате воздействия нефти;

- разработана модельная конструкция специального утепленного нефтезащитного костюма, отличающаяся от типовых решений повышенным уровнем тепло-, нефте-, огнезащиты за счет применения модифицированного пакета материалов и усовершенствованных зон нефтезащитного покрытия, позволивших снизить площадь участков неустойчивой защиты; изготовленный образец при сравнительных испытаниях с базовым (типовые) вариантов подтвердил качество предложенных решений. к

Апробация и внедрение результатов работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку:

- на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы техники и технологии», ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2010 г.;

- Международной научно-практической конференции «Мода и дизайн. Современная одежда и аксессуары 2009», РТИСТ, г. Ростов-на-Дону, 2009 г.;

- Международной научно-практической конференции «Текстиль-одежда-обувь-средства индивидуальной защиты-21 век», ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2010 г.

- Второй всероссийской научно-практической конференции «Инновации и наукоёмкие технологии в обеспечении промышленной, пожарной и экологической безопасности опасных производственных объектов (БЕЗОПАСНОСТЬ-2009)» - Уфа: УГНТУ, 2009 г.;

- Международной научно-практической конференции «Текстиль-одежда-обувь-средства индивидуальной защиты-21 век»; ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2011 г.;

Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы техники и технологии», ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2011 г.;

- Международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании-2011». - Одесса: Черноморье, 2011 г.;

- Международной научно-практической конференции «Текстиль-одежда-обувь-средства индивидуальной защиты-21 век»; ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Шахты, 2012 г.;

Результаты диссертационной работы внедрены на предприятиях ООО «БВН инжениринг» (г .Новочеркасск), ООО «Баффин.ру» (г. Москва), ООО ООО "Крайний Север" (г. Северодвинск), а также в учебном процессе на кафедре-«Моделирование, конструирование дизайн» ФГЁОУ ?.ИО «Южно.- «

Российский государственный университет экономики и сервиса» (г. Шахты) при подготовке студентов по направлению «Конструирование изделий лёгкой промышленности».

Публикации. Основные положения проведённых исследований опубликованы в 16 печатных работах, 4 из которых опубликованы в журналах, входящих в список, утверждённый Высшей аттестационной комиссией, в том числе 1 патент и 1 свидетельство на программу для ЭВМ.

Структура и объём работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Объём диссертации составляет 136 страниц текста, включающие 43 рисунка и 21 таблицы. Список использованной литературы содержит 156 источников. Приложения представлены на 34 страницах.

Выводы к разделу 4

Внедрение результатов проектирования комплекта специальной нефтезащитной одежды для защиты от пониженных температур позволило получить социальный и экономический эффект. Социальный эффект ' выражается в повышении уровня качества готовой продукции, что в свою очередь приведет к увеличению сбыта, а следовательно к дополнительному приросту прибыли предприятия, его развитию и увеличению рабочих мест и повышению уровня защиты от нефти на опасных производствах.

Экономический эффект был достигнут в результате использования вторичного сырья - кевлара на базе самых недорогих утеплителей с достижением цели - повышением устойчивости к огню -в ограниченном ценовой диапазоне.

1. На основе математического моделирования системы «Ч-НО-С» разработан алгоритм автоматизации расчёта параметров конструкции нефтезащитной одежды для модуля САПР, впервые учитывающая изменяющиеся под воздействием нефти геометрические т теплофизические характеристики в материалах.

2. Разработана модельная конструкция специального утеплённого нефтезащитного костюма, отличающаяся от типовых решений повышенным уровнем тепло-, нефте-, огнезащиты, за счет применения модифицированного пакета материалов и усовершенствованных зон нефтезащитного покрытия, позволивших снизить площадь участков неустойчивой защиты.

3. Для реализации технологии модификации синтетического утеплителя разработана принципиальная схема усовершенствованного автоматизированного раскройного оборудования, где подача пульпы кевлара выполняется с помощью сжатого воздуха компрессора, микрофорсунок и бесконтактного датчика профиля, настроенного на кодированные участки раскладки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате исследования системы «Человек - Нефтезащитная Одежда -Среда» экспериментально установлены участки поверхности защитной одежды, относящиеся к зоне неустойчивой защиты.

2. Разработаны критерии совершенствования нефтезащитной одежды с учётом топографии загрязнений нефтью внутренней структуры пакета применяемых материалов, которые включают оценку равномерности температурного поля в утепляющем слое и на коже человека.

3. В результате исследований влияния нефти на прочность современных материалов установлены приоритетные ткани верха для нефтезащитной одежды, среди которых высокие показатели устойчивости прочностных характеристик показали универсальная ткань Грета М, представляющая высокий интерес с точки зрения перспектив экономического эффекта и расширения использования продуктов отечественного сырья, и термостойкая ткань Flame Shield.

4. На основе исследования методов оценки проницаемости агрессивных жидкостей в пористых средах предложен и исследован способ акустико-эмиссионного анализа динамики поглощения нефти и ее накопления в пакете материалов теплозащитной одежды для прогнозирования динамики изменения защитных свойств одежды и прироста количества нефти в структуре материалов;

5. Научно обоснован выбор полотна, наполнителя (продукта вторичной переработки арамидного волокна - пульпы «кевлар») и основные параметры модифицированного теплозащитного пакета материалов, повышающего термостойкость пакета одежды и сохраняющего его теплозащитные свойства одежды, что экспериментально подтверждено.

6. Экспериментально установлены зависимости толщины и теплопроводности синтетического модифицированного объёмного утеплителя от массовой доли нефти и «кевлара» в его объёме и структуре, которые позволили оценить динамические изменения теплофизических свойств теплозащитной одежды.

7. Для реализации технологии модификации синтетического утеплителя разработана принципиальная схема усовершенствованного автоматизированного раскройного оборудования, где подача пульпы кевлара выполняется с помощью сжатого воздуха компрессора, микрофорсунок и бесконтактного датчика профиля, настроенного на кодированные участки раскладки.

8. Разработана математическая модель распределения температурного поля в слоях «Человек-Нефтезащитная Одежда-Среда», учитывающая .9-деформации теплофизических и геометрических характеристик системы в процессе проникновения сырой нефти в пакет материалов одежды.

9. На базе созданной математической модели разработан алгоритм численного расчёта температурного поля неявным методом конечных разностей и программа (Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2012660271).

Ю.На его основе разработан алгоритм автоматизации расчёта параметров конструкции нефтезащитной одежды для модуля САПР, впервые учитывающая изменяющиеся под воздействием нефти геометрические и теплофизические характеристики в материалах.

11.Разработана модельная конструкция специального утепленного нефтезащитного костюма, отличающаяся от типовых решений повышенным уровнем тепло-, нефте-, огнезащиты за счет применения модифицированного пакета материалов и усовершенствованных зон нефтезащитного покрытия, позволивших снизить площадь участков неустойчивой защиты.

12.На основе предложенной технологии модификации пакета материалов и разработанной модельной конструкции изготовлен образец мужского утепленного нефтезащитного костюма, который при сравнительных испытаниях с базовым (типовым) вариантом подтвердил качество предложенных решений, показав повышенный уровень равномерности теплоизоляции одежды и высокую достоверность результатов математического моделирования (отклонения экспериментальных и теоретических данных составили не более 1,5%). При этом экспериментально доказано, что средняя температура кожи человека в нефтезащитном костюме усовершенствованной конструкции и пакета материалов установлена выше на 0,96 °С относительно эффекта типового образца.

1. Энергетика России: взгляд в будущее / (Обосновывающие материалы к Энергетической стратегии России на период до 2030 года). М.: Издательский дом «Энергия», 2010. - 616 с.

2. Гражданкин А.И. Промышленная безопасность в отечественной добыче угля и нефти / А.И. Гражданкин, A.C. Печеркин, В.И. Сидоров //Безопасность труда в промышленности. 2010. - № - 3. 41-47с.

3. Бурляев М. Нефть России: перспективы / М. Бурляев // Нефть и жизнь. 2011. - № 6 - Московская типография №13. - 46 с. http://www.tatneft.rii/wps/wcm/connecL/tatneft/portüiras/presscenter/zhur. nalneftizhizn/

4. Конопляник А. Топливно энергетический комплекс /Журнал "Инвестиции в России" №4 2000 г. - Режим доступа -http://www.konoplyanik.ru/ru/publications/265/265.html

5. ГОСТ 12.4.111-82 «ССБТ. Костюмы мужские для защиты от нефти и нефтепродуктов. Технические условия»;

6. Перепёлкин К.Е. Современные химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности // Рос. хим. ж. (ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), М.: МГУ. - 2002. - №1, t.XLVI.

7. Мартынов В. Я б в нефтяники пошел / Нефть России. РГУ им. Губкина. - 2004. - №1 - электронный ресурс. http://www.oilru.eom/sp/l/28/

8. Географический справочник 2011г. Восточная Сибирь. -Электронный ресурс http://rui-tur.ru/ii.-vostochnaya-sibir.html

9. Об аномально холодной погоде в регионах Сибири. Росгидромет. Электронный ресурс.http://www.meteorf.ru/rgm3d.aspx?RgmFolderID=:a4e36ecl-c49d-461c8b4f-167d20cb27d8&RgmDocID=2509965a-4003-41cf-8e6c818f23b9a0c3

10. Новая Российская энциклопедия: в 12 т./Редкол.; А.Д. Некипелов, В.И. Данилов-Данильян, В.М. Карев и др. -М.ЮОО Изд-во «Энциклопедия», 2003 -Т.1 :Россия. 2003.- 960 с.

11. Полищук Ю.М. Высоковязкие нефти: анализ пространственных и ■ временных изменений физико -химических свойств / Ю М Полищук

12. И.Г.Ященко // Нефтегазовое дело. 2005. - Режим доступа -http://www.ogbus.ru

13. Российский статистический ежегодник. Стат.сб.//. М.: ИИЦ «Статистика России» - 2012. - 775 с.

14. Повзик Я.С. Пожарная тактика: М: ЗАО «Спецтехника», 1999 — 416 с.

15. Ефремова О.С. Опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающих от них. Практическое пособие. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Издательство «Альфа - Пресс», 2012. - 304 с.

16. ГОСТ 12.1.011-89 ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.// Межгосударственный стандарт,- 11 с.

17. Исследование материалов и проектирование швейных изделий на базе композиционных систем Текст. : монография / Л. А. Бекмурзаев [и др.] ; под общ. ред. JI. А. Бекмурзаева. Шахты : ЮРГУЭС, 2009 (Шахты). - 124 с. : ил

18. Иващенко И.Н. Разработка специальной одежды для защиты работников нефтедобывающей отрасли южного региона России от пониженных температур: дисс. на соиск. уч. степени к.т.н. — М. — 2008, 17 с.

19. Вержичинская C.B. Химия и технология нефти и газа: учебное пособие //Вержичинская C.B., Дигуров Н.Г., Синицын С.А. -М.:ФОРУМ :ИНФРА М. - 2007. - 400с.:ил.

20. ГОСТ 12.1.011-78 (CT СЭВ 2775-80) ССБТ. Смеси взрывоопасные

21. Классификация и методы испытаний. М.: 1991. - 15 с.

22. Единая система управления охраной труда в нефтяной промышленности. М.: Недра, 1986. 256 с. Нормативно-производственное издание.

23. Сваровская H.A. Подготовка, транспорт и хранение скважинной продукции: учебное пособие. Томск.:Изд. ТПУ. - 2004. - 268 с.

24. Шейдеггер А.Э. Физика течения жидкостей через пористые среды. -М. Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика, - 2008. - С. 254.

25. Ткани для спецодежды Рубрика: Аналитика. Обзор рынка. Опубликовано: 24.09.2007 Электронный ресурс.http ://prom.net.ru/?id=3247;http ://www. atlant.ru/ opt/articles/analitika/622 00709242633/

26. EN 533: 1995 Защитная одежда. Защита от жара и пламени

27. EN 531:1995 (А, В, С, D, Е) Защитная одежда для работы в условиях повышенных температур :

28. BS EN 13034: 2005 Type 6 Protective Clothing. - Status: CU. -Publication Date. - 08/04/05. - 16 p.

29. ГОСТ 12.4.103-83. Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная. Средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 6 с.

30. Правила обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты (Постановлений Минтруда РФ от 29.10.1999 № 39, от 03.02.2004 № 7). М.: 1975.

31. Черунова И.В., Корнев Н.В., Куренова И.В., Стефанова Е.Б. Оценка свойств материалов нефтезащитных костюмов // Швейная промышленность. 2012. - №6, С. 43.

32. ГОСТ 12.4.016-83 ССБТ. Одежда специальная защитная. Номенклатура показателей качества.- М. : Изд-во стандартов, 1996.- 4 с.

33. ГОСТ Р 12.4.218-99. ССБТ. Одежда специальная. Общие технические требования. Введ. 2001.- 01.- М. : Изд-во стандартов, 2001.-12 с.

34. ГОСТ 29335-92 Костюмы мужские для защиты от пониженных температур. Технические условия;

35. ГОСТ 12.4.112-82 Система стандартов безопасности труда. Костюмы женские для защиты oi нефти и нефтепродуктов. Технические условия;

36. ГОСТ 12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрыво-опасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. ИПК Издательство стандартов. 2001. - 100 с. ГОСт ПО СТЕЖКАМ

37. Сайт текстильной и легкой промышленности Электронный ресурс. http://www.textilemarket.ru

38. Ткани для нефтяной и газовой промышленности Электронныйресурс. http://www.textile.ru/production/spec/tec

39. Ткани для нефтяников, энергетиков, работников газовойпромышленности Электронный ресурс.http :// www.kadotex.ru/tennoorg2 .php

40. Проверено огнём Электронный ресурс. прОФИ №4, 2005 http://www.td-textile.ru/service/profi/

41. Утеплённая спецодежда. Электронный ресурс. http://www.bvn.ru/catalogproducts.php?section=l

42. Каталог продукции ЗАО «ТД ТРАКТ» Электронный ресурс. http://www.trakt.ru/catalog/215/2765/

43. Спецодежда Электронный ресурс. http://www.solo.com.ru/catalog.php?category=2

44. Спецодежда от нефти и нефтепродуктов. Тематический каталог Электронный ресурс. http://www.textilm.ru/catalog/category/?category=3458

45. Термостойкие защитные комплекты нефтяникам Электронный ресурс. http://www.energocontract.ru/index.php?id=409

46. Спецодежда Электронный ресурс. «ТЕХНОАВИА» http://www.technoavia.ru/help/technology/materials/carrington

47. Одежда специальная защитная / Электронный ресурс. http://www.nwbiot.narod.ru/53.htm

48. Ткани Nomex Электронный ресурс. http://www.ttex.ru/ttex/production/spec/nomex.php

49. Нетканые материалы торговой марки «Холофайбер» Электронный ресурс.http://holofiber.ucoz.ru/publ/usovershenstvovansamyjizvestnyjzimnij kostj ummonblan/1 -1 -0-3

50. Холофайбер Электронный ресурс. http://www.woodgu.ru/article-71.htm

51. Утеплители Электронный ресурс.http://www.oldos.ru/textile/textiles/categoryl27/

52. Утеплители Электронный ресурс.http://www.oldos.ru/textile/textiles/category 127/

53. ГОС 27652 88 Костюмы мужские для защиты от кислот -М.:Издательство стандартов. — 2003. - 15 с.

54. Иващенко И.Н. Проектирование спецодежды для защиты от пониженных температур работающих в нефтедобывающей отрасли южного региона России // Швейная промышленность. — 2008. № 3. — 0,17 п.л.

55. Волокно Кевлар Электронный ресурс.http://twistcom.ru/pkevlarsvoistva.htmI

56. Афанасьева Р.Г. / Оценка одежды для защиты от пониженныхтемператур ГУ НИИ медицины труда РАМН // Электронныйресурс. http://www.globusclothes.com/text-l-0.html

57. Делль, P.A. Гигиена одежды / P.A. Делль, Р.Ф. Афанасьева, З.С.

58. Чубарова. -М.: Легкая индустрия, 1979. 161 с.

59. Ткани и утеплители, используемые для спецодежды / Электронныйресурс. http://www.planetasirius.ru/informaciyadlyapokupatelya/tablicaustojchivostispecodezhdу/73.74,75,76,77,78,79,80,81.82,83

60. Алексеев С. Обзор рынка: Ткани для спецодежды./Юптовик. Бизнес. Маркет.- 2007. №6

61. ГОСТ 26464-85 Полотна нетканые. Метод определения миграции волокон. М.:Издательство стандартов. - 1985. - 9 с. ГОСТ 24026-80 «Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения. - М.:Издательство стандартов. - 1981. - 14 с.

62. ГОСТ 3813 72 Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении.-Межгосударственный стандарт. Измен. 2003 .- 20 с.

63. ГОСТ 29104.12-91 Ткани технические. Метод определения стойкости к нефтепродуктам. М. : Изд-во стандартов, 1992.- 7 с.

64. Браславский В.А. Капиллярные процессы в текстильных материалах. -М.: Легпромиздат. 1987. - 112 с.

65. Тетельмин В.В., Язев В.А. Реология нефти. Учебное издание. М.: Граница, 2009. - 256 е.: ил. (Серия «Нефтегазовая инженерия»).

66. ГОСТ 27655 88 Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения. / М.: Издательство стандартов. - 1988. - 13 с.

67. ГОСТ 23829-85 Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения

68. Удачин O.B. Разработка методов оценки взаимодействия текстильных материалов с жидкостямиТекст. Дис. . канд. техн. наук: 05.19.01./О.В. Удачин-М., 1990

69. ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования . Минск: ИПК Издательство стандартов. - 1981.

70. ГОСТ 12.4.129-2001 Обувь специальная, средства индивидуальной защиты рук, одежда специальная и материалы для их изготовления

71. Текст. /введен 01.01.2003 Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001 - 7 с

72. ГОСТ 12.4.218 2002 ССБТ. Средства индивидуальной защиты. Метод определения проницаемости в агрессивных средах.

73. ГОСТ 30292 96 Полотна текстильные. Метод испытания дождеванием. - Минск: ИПК Издательство стандартов. - 1988. — 11 с.96. BS EN 368:1993

74. Кузнецов Д.М. Акустическая эмиссия при фазовых превращениях в водной среде. / Кузнецов Д.М., Смирнов А.Н. Сыроешкин А.В // Российский химический журнал: 2008 T.LII №1 -с.114-121.

75. Вуд А. Звуковые волны и их применения: Пер. с англ./Под ред. С.Н. Ржевкина. Изд. 3-е. М.: Издательство ЛКИ, 2008. - 144 с. (Классика инженерной мысли: акустика и ее приложения)

76. ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ. Ультразвук. Межгосударственный стандарт.

77. Никонов A.B., Папернов JÏ.3. /Измерители уровня звуковых сигналов. -1981 -112 с.-, ил.

78. Акопян Б.В., Ершов Ю.А.//Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: Ультразвук в медицине, ветеринарии и экспериментальной биологии: Учеб. пособие/Под ред. С.И.Щукина. -М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2005. 224 с.:ил.

79. Полунин В.М. Акустические эффекты в магнитных жидкостях.- М.: ФИХМАТЛИТ, 2008. 208 с.

80. Шиляев А. С. Физические основы применения ультразвука в медицине и экологии : учебно-методическое пособие / А. С. Шиляев, С. П. Кундас, А. С. Стукин ; под общ. ред. профессора С. П. Кундаса. Минск : МГЭУ им. А. Д. Сахарова, 2009. - 110 с.

81. Гапонов B.J1. Причина возникновения акустической эмиссии в процессе роста и растворения кристаллов / Гапонов B.JI. Кузнецов

82. Д.М., Баранникова О.О.// Электронный ресурс http://fh.kubstu.ru/fams/issues/issue07/st0706.pdf

83. Черунова И.В. Защитные свойства спецодежды в условиях нефтедобычи./ И.В. Черунова, И.В. Куренова, JI.A. Осипенко, Е. А. Щеникова, С.А. Колесник // Швейная промышленность. 2011. - №3. -с. 14-15.

84. ГОСТ Р ИСО 6940—99 ССБТ. Материалы текстильные для средств индивидуальной защиты. Метод определения легкости воспламеняемости вертикально ориентированных проб;

85. NFPA 2112 is the Standard on Flame-Resistant Garments for Protection of Industrial Personnel against Flash Fires (2001 Edition)-CTaHflapT на огне-стойкую одежду для защиты производственного персонала от возгорания.

86. ГОСТ 12.4.185-99 ССБТ. Средства индивидуальной защиты от пониженных температур. / М.: Издательство стандартов.- 1999. - 16 с.

87. ГОСТ 12023-2003 Материалы текстильные и изделия нз них. Метод -определения толщины. Межгосударственный стандарт.- 2003. - 10с

88. ГОСТ 3811-72 Материалы текстильные. Ткани, нетканые полотна и штучные изделия. Методы определения линейных размеров, линейной и поверхностной плотностей. Межгосударственный стандарт. - 1973. - 27 с.

89. Черунова И.В. Совершенствование методов проектирования специальной одежды для горноспасателей. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., Шахты, 2001. -231 с.

90. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергия, 1979. - 320 е., ил.

91. Григорьев Б.А. Теплофизические свойства нефти, нефтепродуктов, газовых конденсатов и их фракций // Григорьев Б.А., Богатов Г.Ф., Герасимов A.A. /Под редакцией Б.А. Григорьева. — М: Издательство МЭИ, 1999. —372 с: ил.

92. Виноградов, Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности : учеб. пособие для специальностей текстильной и швейной промышленности. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Легкая индустрия, 1970. - 312 с.

93. Давыдов А.Ф. Оценка качества и безопасности тканей, используемых для защитной одежды нефтяников по специальности «рабочие буровых установок» / А.Ф. Давыдов // Журнал UNIFORM. 2009. -№9. - с.33-35.

94. Эксплуатационные свойства материалов для одежды и методы их оценки. Ред. Гущина К.Г. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1984.-311.

95. Иващенко И.Н. Теплоизоляционные свойства средств индивидуальной защиты. Деп. в ВИНИТИ РАН. 03.12.2007 № 1121-В2007. 0,35 п.л.

96. Братченя JT., Остроушко А. Нетканые материалы нового поколения для швейной промышленности. Директор №12-01 (50-51)

97. Бекмурзаев Л. А. Проектирование изделий с объёмными материалами: Монография /Л.А. Бекмурзаев. Шахты: ЮРГУЭС, 201. 195 с.

98. Donato Bini, Christian Cherubini, Simonetta Filippi Multiphysics Models of BiologicalSystem. - Universiteta Campus Bio/ - Medico de Roma - 33p.

99. Jonathan W. Valvano*, Sungwoo Nho* and Gary T. Andersonf- -Analysis of the Weinbaum-Jiji Model of Blood Flow in the Canine KidneyCortex for Self-Heated Thermistors. Valvano, Nho and Anderson May 7, 1999 Page 21

100. Sean Speziale/ A Poroelastic Model of Transcapillary Flow. Waterloo, Ontario, Canada, 2010.- 166 p.

101. Satoru Takada, Hiroaki Kobayashi, and Takayuki Matsushita/ Thermal model of human body temperature regulation considering individual al difference.Proceedings:- Building.Simulation 2007. — 7 P ' '

102. Stolwijk J.A.J., Hardi J.D.Matematikal model of phisiological temperatureregulation in man. Washington. 1971.

103. Бринк, И.Ю. Расчет и исследование специальной пуховой теплозащитной одежды: дис. . канд. техн. наук / И.Ю. Бринк. — М.: МТИЛП, 1987.- 150 с.

104. Ефремов В.В., Жаворонков А.И., Стерликов А.В. Пути уменьшения респираторных теплопотерь человека с помощью математическоймодели //Физиология экстремальных состояний и индивидуальная защита человека».- Москва, 1982.-С.28-30.

105. Жаворонков А.И. Давыдов В.В. Расчет теплообмена системы «Человек-одежда» в процессе проектирования изделий // Швейная промышленность.-1976.-№6. -С.26-27

106. Бартон A.C., Эдхолм О.Ж. Человек в условиях холода. М.: Иностранная литература, 1957.-346с.

107. Расторгуева J1.H. и др. Специальная одежда с улучшенными теплозащитными свойствами / Расторгуева Л.Н., Чубарова З.С., Левченко А.Н. // Швейн. Пром-ть. 1991. - №1. - с.37-39.

108. Savin V.S./ Ways of improve the effektivness of operational anti-elektrostatic control in protectiveb clothing //Savin V.8. Cbemnova LV\,N

109. Gorchakov V.V.//C6. науч. тр. Sworld по материалам межд. научно-практ. конф.-. 2012. Т. 5. № 2. - С. 96-98.

110. Энциклопедический словарь экономики и права электронный ресурс.http://dic.academic.rU/dic.nsf/diceconomiclaw/7ЮЗ/КРИТЕРИИ. 2005.

111. Черунова И.В. / Исследование влияния коэффициента наполненияпакета одежды на ее теплофизические свойства // Рихсиева Б.А., Ташпулатов С.Ш., Черунова И.В.//Успехи современного естествознания. -2012. № 6. - С. 103-104.

112. Hekan О Nilsson Comfort Climate Evaluation with Thermal Manikin Methods and Computer Simulation Models / Hekan О Nilsson. © National Institut for Working Life. Stockholm, 2004. - 202 p.

113. Zhang H., Huisenga C., Arens E., Yu T. Considering individual physiological differences in a human thermal model. Journal of Thermal Biology #26, pp. 401 -408, 2001.

114. Вадковская Ю.В. Основные гигиенические принципы построения одежды в различных климатических условиях : автореф. . д-ра мед. наук / Ю.В. Вадковская. М., 1946. - 259 с.

115. Тихонов А.Н., /Уравнения математической физики. //Тихонов А.Н., Самарский А.А., -М.: Наука,- 1977, -736 с.

116. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978, 512 с.145.-" Бахвалов ЮА. Математическое моделирование:. Учеб. пособие.для; • вузов/ Ю.А.Бахвалов; Юж.-Рос. гос.техн. ун-т/ Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ). 2010.- 142 с.

117. Тыртышников Е. Е./ Матричный анализ и линейная алгебра. М., -2005

118. Савельева Н.Ю. Системы автоматизированного проектирования одежды: конспект лекций / Н.Ю. Савельева, И. В. Черунова . — Шахты: ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2009. 62 с.

119. Раздомахин Н.Н. Трехмерное моделирование одежды / Н.Н. Раздомахин, Е.И. Сурженко, А. Г. Басуев //В мире оборудования. -2003.-№3(32).-с.35http://vmede.org/sait/?page=6&id=Gigienatrudaizmerov2010&menu= Gigienatrudaizmerov2010.146.147.148.

120. ГОСТ Р 12.4.185-99 ССБТ. Средства индивидуальной защиты от пониженных температур. Методы определения теплоизоляции теплоизоляционного комплекта. НИИ медицины труда РАМН. -1999.- 16 с.

121. Раздомахин Н.Н. Трехмерная виртуальная модель одежды и её конструкция / Н.Н. Раздомахин // В мире оборудоания, 2003. №4. -с.38.

122. Патент на полезную модель 110936 RU, РФ, МПК А41 D 13/00 Нефтезащитный костюм/ Черунова И.В., Куренова И.В., Осипенко JI.A. №201112895/12; заявл. 07.07.2011, опубл. 10.12.2011, Бюл. №34.

123. Браславский В.А. Капиллярные процессы в текстильных материалах. М.: Легпромбытиздат, 1987. - 112 с.

124. Куренова И.В., Кузнецов Д.М., Черунова И.В., Черунова Е.С. Оценка свойств проницаемости современных текстильных материалов // Швейная промышленность. 2010. №6, С.34-35

125. Черунова И.В., Куренова И.В., Осипенко Л.А., Щеникова Е.А., Колесник С.А. Защитные свойства спецодежды в условиях нефтедобычи (ч.1) //Швейная промышленность. 2011. №3, С.14-15