Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Материаловедение

Диссертационная работа:

Бройко Антон Петрович. Разработка метода прогнозирования теплопроводности трикотажных полотен на основе численного моделирования теплопередачи : диссертация ... кандидата технических наук : 05.19.01.- Санкт-Петербург, 2003.- 330 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/3770-9

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11

  1. Теплообмен в текстильных материалах 11

  2. Методы определения теплофизических характеристик

текстильных материалов 22

1.2.1 Экспериментальные методы 24

1.2.2. Расчетные методы 36

1.3 Анализ и достоверность данных о теплофизических

свойствах трикотажа 40

Выводы и постановка задачи 56

ГЛАВА II ОБЪЕКТЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. 59

2.1. Описание трикотажа главных переплетений. Объекты исследования. 59
2.2 Теоретическое обоснование эксперимента по определению
теплофизических характеристик текстильных материалов методом двух
температурно- временных интервалов 68

2.3. Установка для определения теплофизических свойств трикотажа 72

2.4. Методика обработки экспериментальных данных 74

2.5 Усовершенствование прибора и методики 79

ГЛАВА Ш ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ТРИКОТАЖЕ 80

  1. Основные соглашения, обозначения и определения 81

  2. Требования к физической модели объекта исследования. 84

  3. Формулировка математической модели процесса 86

  4. Метод численного решения на ЭВМ. 88 3.4 Л. Метод построения разностной схемы 88 3.4.2. Метод решения алгебраических уравнений 89

  5. Дискретизация и обезразмеривание уравнений 90

  6. Алгоритм и программная реализация. 94

  7. Тестовые численные эксперименты 97 3.8 Порядок проведения расчетов 100 3.9. Выводы 101

^ЛАВАІУ ИССЛЕДОВАНИЕ

ГЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПРЯЖИ 102

1.1 Принципиальная схема методики. 103

L2 Разработка методики определения теплопроводности пряжи 104

4.3 Порядок измерения эффективной теплопроводности пряжи. 105

  1. Определение эффективной теплопроводности пряжи. 109

  2. Выводы: 115 ГЛАВА V. РАЗРАБОТКА И АПРОБАЦИЯ МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН 116

  1. Общая схема исследования трикотажных полотен 116

  2. Экспресс- методики определения

геплопроводности трикотажных полотен. 127

5.3 Пример расчета теплопроводности глади и ластика

по экспресс методике 128

5.4. Экспериментальная проверка точности метода 130

5.5 Выводы 136

Общие выводы по работе 137

Библиографический список 139

Приложение N1 145

Приложение N2 167

Приложение N3 191

Приложение N4 256

Приложение N5 307

Введение к работе:

Актуальность темы.

В настоящее время трикотажные изделия широко используются в одежде бытового и специального назначения, а также в специальных технических изделиях. В соответствии с их функциональной применимостью, для обеспечения комфортных тепловых ощущений при эксплуатации этот ассортимент одежды должен обладать определенным уровнем теплозащитных свойств (ТЗС).

Помимо чисто гигиенических аспектов интерес к ТЗС трикотажных материалов со стороны материаловедов-текстильщиков, товароведов, врачей-гигиенистов, физиологов и т.д. объясняется проблемами экономического характера. Решение проблемы оптимизации ТЗС одежды позволяет рационально использовать сырье и соответственно экономить энергоресурсы.

ТЗС одежды в значительной степени определяются тешюфизическимн характеристиками текстильных материалов, из которых изготавливается эта одежда. Определяющей теплофизической характеристикой является теплопроводность.

Современное трикотажное производство позволяет вырабатывать полотна разнообразных переплетений с использованием различного сырьевого состава. Достижение требуемого показателя ТЗС полотен достигается путем эмпирического подбора пряж и структурных характеристик, что является трудоемкой и дорогостоящей задачей, т.к. необходимо вырабатывать полны»

набор образцов всех переплетений со всеми видами пряж и производить натуральный эксперимент. С другой стороны, развитие компьютерных технологий снижает стоимость численных экспериментов и делает доступным проведение их в производственных условиях. Численные методы прогнозирования эффективной теплопроводности трикотажных полотен отсутствуют.

Работа проводилась в рамках федеральной государственной программы Мин. Обр. РФ "Научное исследование методов анализа структуры трикотажа с целью прогнозирования его тепломассообменных и деформационных характеристик", ЛЕНТЕК 1.7.

Цели и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является разработка метода прогнозирования теплопроводности трикотажных полотен на основе численного моделирования теплопередачи в них. Для достижения цели поставлены следующие задачи:

разработать методику определения теплопроводности пряжи с помощью приборов, предназначенных для измерения образцов плоской формы;

определить значения эффективной теплопроводности трикотажной пряжи;

разработать общую методику прогнозирования теплопроводности трикотажных полотен широкого класса переплетений и различного сырьевого

состава, позволяющую создавать расчетные экспресс методы прогнозирования ТФ свойств. - разработать программно-алгоритмические средства, позволяющие по заданным свойствам нитей, пряжи и структуре их переплетения рассчитать поля температур и эффективную теплопроводность материала;

Методы исследования.

В диссертационной работе использован математический аппарат теории теплопроводности. Математическое моделирование выполнено на базе вычислительной техники широкого применения с использованием систем для инженерных расчетов и алгоритмических языков программирования.

Экспериментальное исследование проводилось на установке реализующей метод двух температурно-временных интервалов, находящейся на кафедре «Безопасности жизнедеятельности» (бывшая кафедра «Теплотехника») Санкт-Петербургского Государственного Университета технологии и дизайна.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Разработана методика определения теплопроводности пряжи с помощью приборов, предназначенных для измерения образцов плоской формы.

  2. Усовершенствована методика измерения теплопроводности на основе метода 2-х температурно-временных интервалов.

  3. Разработана универсальная методика прогнозирования теплопроводности трикотажных полотен широкого класса переплетений и различного сырьевого состава, позволяющая создавать расчетные экспресс методы прогнозирования ТФ свойств, экспериментально проверена ее точность.

  4. Впервые получены поля температур внутри трикотажных структур ластика 1+1 и глади.

  5. Установлены количественные соотношения, связывающие эффективную теплопроводность основных видов трикотажных переплетений с теплопроводностью пряж, из которых они изготовлены.

  6. Разработаны программно-алгоритмические средства, позволяющие по заданным свойствам нитей, пряжи и структуре их переплетения рассчитать поля температур и эффективную теплопроводность материала.

Практическая значимость:

разработана методика определения теплопроводности пряжи с помощью приборов, предназначенных для измерения образцов плоской формации;

усовершенствована методика измерения теплопроводности на основе метода 2-х температурно-временных интервалов

найдены значения эффективной теплопроводности пряж, используемых в трикотажном производстве;

&

- разработана универсальная методика прогнозирования теплопроводности трикотажных полотен широкого класса переплетений и различного сырьевого состава, позволяющая создавать расчетные экспресс методы прогнозирования ТФ свойств, экспериментально проверена ее точность;

-предложены интерполяционные формулы для расчета эффективной теплопроводности главных трикотажных переплетений - кулирная гладь и ластик 1+1, позволяющие оптимизировать сырьевой состав трикотажных полотен.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на:

-Текстильном коллоквиуме. Оценка и прогнозирование текстильных свойств текстильных материалов. Доклад "Прогнозирование теплозащитных свойств трикотажа". Санкт-Петербург, 16 октября 1996г.

-Научно-технической конференции "Дни науки" . Санкт-Петербург, 1997г.

-Научно-технической конференции "Дни науки". Санкт-Петербург, 2001г.

-Текстильном коллоквиуме. Кругловязальной машине 200 лет. Доклад 'Проектирование полотен с учетом теплопроводности петельной структуры". Занкт-Петербург, 19 ноября 1998г.

-на семинарах кафедры "Физика" СП6ТУТД.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 9 статьей и 2 іубликаций в трудах конференций. Также вьшущено два методических пособия.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка штературы, включающего 138 наименования, и пять приложений. Основная часть щссертации изложена на 144 страницах машинописного текста. Работа содержит 12 рисунков и 16 таблиц, приложения содержат 186 страниц.

Подобные работы
Тришкина Ирина Анатольевна
Разработка методов прогнозирования остаточного ресурса печных змеевиков из стали 15Х5М на основе исследования структурно-механических состояний и их эволюции в процессе эксплуатации
Шустов Юрий Степанович
Разработка методов прогнозирования строения и свойств текстильных материалов с использованием теории подобия и анализа размерностей
Бочкарева Екатерина Викторовна
Разработка методов прогнозирования физико-механических свойств тканей ведомственного назначения после действия светопогоды
Курденкова Алла Вячеславовна
Разработка методов прогнозирования физико-механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия различных факторов износа
Иванова Ольга Владимировна
Разработка методов оценки и прогнозирования драпируемости тканей
Морилова Лена Валерьевна
Разработка методов оценки и прогнозирования изменений линейных размеров льняных тканей в деталях одежды косого кроя
Пугачева Ирина Борисовна
Разработка метода оценки и прогнозирование анизотропии деформационных свойств льняных тканей при температурных воздействиях
Денисова Ольга Игоревна
Разработка методов оценки, исследование и прогнозирование пластичности льняных тканей
Кузнецов Андрей Александрович
Разработка экспресс-методов оценки и прогнозирования физико-механических свойств текстильных нитей
Бессонова Наталья Геннадьевна
Разработка методов и исследование теплофизических свойств текстильных материалов и пакетов при действии влаги и давления

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net