1

Vlažnost vazduha

Za ispitivanje tekstilnih materijala (naročito mehaničkih osobina) veliku važnost

ima količina vlage u vazduhu ali i količina vlage u materijalu koji se ispituje. Vlažnost

vazduha može da se izrazi kao: specifična, apsolutna, maksimalna i relativna.

Specifična vlažnost predstavlja količinu vodene pare u gramima po jednom

kilogramu apsolutno suvog vazduha prostorije:

.vaz.suv

pare.vod

sm

m (g/kg)

gde je:

s - specifična vlažnost vazduha (%), mvod.pare - masa vodene pare koja se nalazi u odgovarajuću prostoriju (g),

msuv.vaz. - masa apsolutno suvog vazduha prostorije (kg).

Apsolutna vlažnost se izražava količinom vodene pare u gramima po jednom

kubnom metru vazduha pri određenoj temepraturi i pritisku:

.vaz

pare.vod

aV

m (g/m3)

gde je:

a - apsolutna vlažnost vazduha (g/m3), mvod.pare - masa vodene pare koja se nalazi u odgovarajuću prostoriju (g),

Vsuv.vaz. - zapremina vazduha prostorije - zapremina prostorije (m3).

Maksimalna (zasićena) vlažnost predstavlja najveću količinu vodene pare koju

vazduh može da primi pri određenoj temperaturi:

.vaz

pare.vod

maxV

m (g/m3)

gde je:

max - maksimalna vlažnost vazduha (g/m3), mvod.pare - maksimalna masa vodene pare koja se nalazi u odgovarajuću prostoriju (g),

Vsuv.vaz. - zapremina vazduha prostorije - zapremina prostorije (m3).

Maksimalna vlažnost vazduha može se odrediti iz tabele.

Relativna vlažnost predstavlja osnovni kriterijum za merenja vlage u vazduhu u

radnoj prostoriji. Relativna vlažnost vazduha je odnos apsolutne i maksimalne vlažnosti

vazduha izražena u % na određenoj temperaturi. Drugim rečima, to je odnos između

količine vlage u prostoriji i one vlage koju može da primi ta prostorija (na datoj

temperaturi):

2

100max

ar

(%)

gde je:

r - relativna vlažnost vazduha (%),

a - apsolutna vlažnost vazduha (g/m3),

max - maksimalna vlažnost vazduha (g/m3),

Maksimalna vlažnost vazduha max na određenoj temperaturi pri atmosferskom pritisku 0.1 MPa.

t (oC) max (g/m3) t (oC) max (g/m3) t (

oC) max (g/m3) -40

-20

-19

-18

-17

-16

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

0.00

0.90

0.99

1.08

1.18

1.29

1.41

1.53

1.67

1.83

1.99

2.17

2.36

2.56

2.78

3.01

3.27

3.54

3.84

4.15

4.48

4.84

5.20

5.57

5.96

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

6.37

6.81

7.26

7.76

8.28

8.83

9.41

10.00

10.70

11.40

12.10

12.80

13.70

14.50

15.40

16.30

17.30

18.30

19.40

20.60

21.80

23.10

24.50

25.80

27.30

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

28.80

30.40

31.70

33.50

35.30

37.20

39.20

41.30

43.50

45.80

48.30

50.70

53.40

65.14

82.63

103.93

129.65

160.45

197.19

240.58

291.53

350.97

420.07

499.97

591.22

Zadaci

1. 1 m3 vazduha na 18 oC sadrži 10 g vodene pare. Kolika je relativna vlažnost

vazduha u prostoriji?

101

10

.vaz

pare.vod

aV

m g/m3

Iz tabele: za t = 18 oC, max = 15.40 g/m3

3

94641004015

10100 .

.max

ar

%

2. 1 m3 vazduha na 18 oC sadrži 10 g vodene pare. Ako imamo prostoriju

zapremine 12 m3 u kojoj se nalazi 3 kg apsolutno suvog vazduha, izračunati kolika je

specifična, apsolutna i relativna vlažnost vazduha u toj prostoriji.

1 m3 ... 10 g vod. pare

12 m3 ... x g vod. pare

x = 120 g vod. pare

403

120

.vaz.suv

pare.vod

sm

m g/kg

101

10

.vaz

pare.vod

aV

m g/m3 ili

1012

120

.vaz

pare.vod

aV

m g/m3

Iz tabele: za t = 18 oC, max = 15.4 g/m3

94641004015

10100 .

.max

ar

%

3. Odrediti relativnu vlažnost vazduha na tempereturi vazduha 27.3 oC kada je

apsolutna vlažnost vazduha 13,7 g/m3.

Iz tabele:

za t = 27 oC, max = 25.8 g/m3

za t = 28 oC, max = 27.3 g/m3

252630825327825327

.....C.max, o

g/m3

45521002526

7713100 .

.

.

max

ar

%

Vlažnost materijala

Svaki tekstilni materijal se sastoji od apsolutno suve mase materijala i količine

vlage odnosno vode u njemu:

4

vodasv mmm

gde je:

mv - masa vlažnog materijala (mg, g, kg),

ms - masa apsolutno suvog materijala (mg, g, kg),

mvoda - masa vode koju sadrži materijal (mg, g, kg).

Vlaga u tekstilnom materijalu ne utiče samo na masu materijala već i na njegova

fizičko-mehanička svojstva: finoću, prekidnu silu, izduženje itd.

Apsolutna vlažnost (vlažnost materijala) predstavlja količinu vode u materijalu

izraženu u % u odnosu na masu apsolutno suvog materijala:

100

s

sva

m

mmW (%)

gde je:

Wa - apsolutna vlažnost materijala (%),

mv - masa vlažnog materijala (g),

ms - masa apsolutno suvog materijala (g).

Relativna vlažnost (sadržaj vlage, količina vlage) predstavlja količinu vode u

materijalu izraženu u % u odnosu na masu vlažnog materijala:

100

v

svr

m

mmW (%)

gde je:

Wr - relativna vlažnost materijala (%),

mv - masa vlažnog materijala (g),

ms - masa apsolutno suvog materijala (g).

Između ove dve vlažnosti je sledeća veza:

a

ar

W

WW

100

100 i

r

ra

W

WW

100

100

Zadaci

1. Izračunati koliko iznosi vlažnost i sadržaj vlage tekstilnog materijala, ako pri

sušenju uzorka mase 200 g apsolutno suv materijal iznosi 181 g.

510100181

181200100 .

m

mmW

s

sva

%

Može i ovako:

5

mvoda = mv - ms = 200 - 181 = 19 g

181 g suv. mat. ... 19 g vode

100 g ... x g

510181

19100.x

g (%)

59100200

181200100 .

m

mmW

v

svr

%

Može i ovako:

mvoda = mv - ms = 200 - 181 = 19 g

200 g vl. mat. ... 19 g vode

100 g ... x g

59200

19100.x

g (%)

2. Izračunati vlažnost materijala (apsolutnu) ako je poznat sadržaj vlage (relativna

vlažnost) u vunenim vlaknima 16 %.

051916100

10016

100

100.

W

WW

r

ra

%

3. Od partije pamučne pređe je uzet primerak sa masom 215 g. Pre ispitivanja

primerak je ponovo izmeren i njegova masa je 220 g. Od primerka je uzeta proba mase

5.02 g i sušena do konstantne mase 4.61 g. Odrediti relativnu vlažnost pređe u partiji.

5.02 g vl. mat. ... (5.02-4.61) g vode

220 g ... mvoda g

9717025

410220.

.

.mvoda

g

mvoda = mv - ms = 220 - 215 = 5 g

17.97 - 5 = 12.97 g voda

215 g vl. mat. ... 12.97 g vode

100 g ...Wr (ili mvoda)

6

036215

9712100.

.Wr

%

Može i ovako:

mv = 215 g

ms = 220 - 17.97 = 202.03 g

036100215

03202215100 .

.

m

mmW

v

svr

%

Termofiziološke karakteristike odeće

Najvažnije termofiziološke osobine odeće (koje utiču na udobnost pri nošenju) su

toplotni otpor odeće Rc i otpor odeće protoku (prelasku) vodene pare Re (vlage).

Toplotni otpor odeće sastoji se iz tri dela:

Rc = Rct + Rcl' + Rcl'' (m2oC/W)

gde je:

Rc - toplotni otpor odeće - toplotna izolacija (m2oC/W),

Rct - toplotni otpor pojedinih slojeva tekstila odnosno slojeva odeće koje čovek ima na

sebi (m2oC/W),

Rcl' - toplotni otpor svih slojeva vazduha u celom sistemu odeće (m2oC/W),

Rcl'' - toplotni otpor slojeva vazduha koji se nalaze na spoljnoj površini sloja odeće

(m2oC/W).

Napomena: Prema međunarodnom SI sistemu jedinica, jedinica za protok toplote

(ponekad za količinu toplote) je J/s. To je količina toplote u džulima (J) koja prolazi za

vreme od jedne sekunde. Veza između nove i stare jedinice je J/s = W. Stara jedinica se

prilično koristi u praksi pa će i u zadacima biti primenjivana.

Otpor odeće protoku vodene pare sastoji se iz tri dela:

Re = Ret + Rel' + Rel'' (m2mbar/W)

gde je:

Re - otpor odeće protoku vodene pare - vlage (m2mbar/W),

Ret - otpor protoku vodene pare pojedinih slojeva tekstila odnosno slojeva odeće koje

čovek ima na sebi (m2mbar/W),

Rel' - otpor protoku vodene pare svih slojeva vazduha u celom sistemu odeće

(m2mbar/W),

Rel'' - otpor protoku vodene pare slojeva vazduha koji se nalaze na spoljnoj površini sloja

odeće (m2mbar/W).

7

Slika 1. Toplotni otpor i otpor protoku vodene pare tekstilnih i vazdušnih slojeva

Za ocenjivanje karakteristika tekstila za odeću i celog sistema odeće koristi se tzv.

indeks protoka vlage koji pokazuje otpor protoku vlage u zavisnosti od toplotne izolacije:

e

cm

R

R.i 60

gde je:

im - indeks protoka vlage,

0.6 - korekcioni faktor sa jedinicom mbar/oC koji je izabran tako da je najveća moguća

vrednost indeksa protoka vlage jednaka 1,

Rc - toplotni otpor odeće (m2oC/W),

Re - otpor odeće protoku vodene pare (m2mbar/W).

Kod odeće sa beskonačno velikim otporom protoku vodene pare (Re = ) indeks

protoka vlage je 0. Prema tome, što je veći indeks protoka vlage to je bolje propuštanje

vlage. Maksimalna vrednost je 1.

Tabela 1. Indeks protoka vlage za tekstil i odeću Vrsta tekstila i sistema odeće im

Tekstil

Tekstil za mušku i žensku gornju odeću

Tekstil za košulje

Donji veš (pletenina)

Tekstil za trenerke

Netkani tekstil

Toplotni-izolacioni slojevi (npr. krzno)

Tekstil za prekrivače i vreće za spavanje

0.15-0.35

0.20-0.40

0.25-0.50

0.25-0.40

0.35-0.55

0.45-0.70

0.50-0.90

Sistemi odeće

Laka muška odeća

Teška muška odeća sa debelim donjim vešom

Muška odeća sa zimskim ogrtačem

Radna odeća (neoptimalna)

Radna odeća (optimalna)

Odeća za zaštitu od hladnoće

Vreća za spavanje

0.60-0.67

0.50-0.57

0.48-0.54

0.40-0.50

0.60-0.72

0.45-0.55

0.50-0.60

1. Primer: Pri testiranju dvodelne radne odeće na njene termofiziološke osobine u

stanju mirovanja radnika, toplotna izolacija odnosno toplotni otpor odeće iznosi 0,26

m2oC/W a otpor protoku vodene pare 0,239 m2mbar/W. Kada radnik obavlja neku

8

fizičku aktivnost, tada toplotna izolacija iznosi 0,165 m2oC/W a otpor protoku vodene

pare je 0,162 m2mbar/W. Izračunati indekse protoka vlage u stanju mirovanja i pri radu.

- pri mirovanju: 65302390

2606060 .

.

..

R

R.i

e

cm

- pri radu: 61101620

16506060 .

.

..

R

R.i

e

cm

Prenošenje toplote sa čovekovog tela u okolinu (tj. uopšteno, prenos toplote sa

jednog tela na drugo) ostvaruje se na tri načina: procesom kondukcije, procesom

konvekcije i procesom zračenja.

Procesom kondukcije toplota se prenosi sa jednog tela na drugo dodirom.

Količina toplote koja se procesom kondukcije odvodi sa čovekovog tela u okolinu kroz

slojeve odeće izračunava se kao:

vko TTAd

K

(W)

gde je:

Ko - toplota koja se prenosi procesom kondukcije (W),

- koeficijent toplotne provodljivosti (W/moC), d - debljina tekstilnog materijala ili sloja (m),

A - površina kroz koju prolazi toplota (m2),

Tk - srednja temperatura kože (oC),

Tv - temperatura vazduha u okolini (oC).

Koeficijent toplotne provodljivosti tekstilnih vlakana i vazduha (W/moC):

vuna 0,054

svila 0,050

pamuk 0,071

acetatna celuloza 0,230

poliamid 0,250

poliester 0,140

polietilen 0,340

polipropilen 0,120

polivinil hlorid 0,160

vazduh 0,026

2. Primer: Izračunati količinu toplote koja se prenosi procesom kondukcije sa

površine čovekovog tela u okolinu kroz slojeve sistema odeće - radnog odela. Toplota se

prenosi kroz tekstilni sloj debljine 4 mm od tela temperature 34 oC (u stanju mirovanja)

ka spoljašnjem vazdušnom sloju temperature 27 oC. Površina odeće kroz koju prolazi

toplota iznosi približno 1 m2. Koeficijent toplotne provodljivosti za sistem ove radne

odeće je 0,204 W/moC.

9

357273410040

2040

.

.TTA

dK vko

W

3. Primer: Ako radnik radi teži fizički posao i pri tome njegova srednja telesna

temperatura iznosi 37,5 oC, izračunati količinu toplote koja se prenosi procesom

kondukcije sa njegovog tela u okolni prostor. Ostali podaci iz prethodnog primera.

55352753710040

2040..

.

.TTA

dK vko

W

Procesom konvekcije toplota se prenosi sa jednog tela na drugo kretanjem gasa

(vazduha) ili tečnosti.

Količina toplote koja se procesom konvekcije odvodi sa čovekovog tela u okolinu

kroz slojeve odeće izračunava se kao:

vodkk TTAkfK (W)

gde je:

K - toplota koja se prenosi procesom konvekcije (W),

fk - faktor pokrivenosti kože odećom - odnos površine odeće i površine kože čoveka (-),

kk - koeficijent konvekcijskog prenosa toplote koji zavisi od brzine strujanja vazduha

između tela i odeće (W/m2∙oC),

A - površina kroz koju prolazi toplota (m2),

Tod - srednja temperatura na površini odeće (oC),

Tv - temperatura vazduha (oC).

4. Primer: Izračunati toplotu koja se prenosi procesom konvekcije kod radnika u

radnom odelu, u stanju mirovanja, sa njegovog odela srednje temperature 26,2 oC u

okolinu temperature 20 oC kroz sistem tekstilnog materijala. Površina odeće sa koje

prelazi toplota u okolinu je 2 m2, faktor pokrivenosti kože odećom je 0,77 i koeficijent

konvekcijskog prenosa toplote je 26,29 W/m2∙oC.

022512022622926770 ....TTAkfK vodkk W

5. Primer: Kada radnik obavlja fizički rad, temperatura površine odeće se

povećava na 30.5 oC. Izračunati toplotu koja se prenosi konvekcijom u okolinu pri istim

uslovima iz prethodnog zadatka gde, usled povećanja strujanja vazduha, koeficijent

konvekcijskog prenosa toplote iznosi 31,5 W/m2∙oC.

36509205302531770 ....TTAkfK vodkk W

Procesom zračenja odnosno radijacije, toplota se bez obzira na medijum prenosi

elektromagnetnim talasima, dužim od 760 nm. Čovekovo telo oslobađa toplotu

nevidljivim zračenjem, koju prima okolina, odnosno bliži predmeti.

10

rodrk TTAkfR (W)

gde je:

R - toplota koja se prenosi zračenjem (W),

fk - faktor pokrivenosti kože odećom (-),

kr - koeficijent prenosa toplote zračenjem (W/m2∙oC),

A - površina kroz koju prolazi toplota (m2),

Tod - srednja temperatura na površini odeće (oC),

rT - srednja temperatura zračenja (oC).

6. Primer: Kolika je toplota koja se prenosi zračenjem sa površine odeće koju nosi

čovek u okolinu kada je poznata srednja temperatura zračenja tela i odećnog sistema 23 oC, srednja temperatura površine odeće 26,2 oC, koeficijent prenosa toplote zračenjem

31,92 W/m2∙oC, faktor pokrivenosti kože odećom 0,75 i površina odeće1,8 m2.

8913723226819231750 .....TTAkfR rodrk W

Protok toplote sa površine čovekove kože kroz odeću sastoji se iz suvog protoka

toplote i protoka isparene toplote odnosno vlažnog protoka toplote:

Hce = Hc + He (W)

gde je:

Hce - protok toplote kroz odeću (W),

Hc - suvi protok toplote (W),

He - ispareni, odnosno vlažni protok toplote (W).

Suvi protok toplote je primarni proces uravnoteženja toplotnog bilansa čoveka i

njega sačinjavaju procesi kondukcije, konvekcije i zračenja:

c

vkc

R

ATTH

(W)

gde je:

Hc - suvi protok toplote (W),

Tk - srednja temperatura kože (oC),

Tv - temperatura vazduha u okolini (oC),

A - površina kroz koju prolazi toplota (m2),

Rc - toplotni otpor odeće (m2oC/W).

11

Slika 2. Suvi protok toplote kroz odeću u okolinu

Protok isparene toplote (vlažni protok toplote ili toplota isparavanja) zavisi od

veličine površine odeće i toplotnog otpora odeće protoku vodene pare:

e

vke

R

APPH

(W)

gde je:

He - protok isparene toplote odnosno vlažni protok toplote (W),

Pk - pritisak vodene pare na površini kože (mbar),

Pv - pritisak vodene pare u okolnom vazduhu (mbar),

A - površina kroz koju se odvija vlažni protok toplote (m2),

Re - otpor odeće protoku vodene pare (m2mbar/W).

Slika 3. Mehanizmi prelaska ili transporta vodene pare odnosno vlage

12

kroz tekstilni materijal tj. kroz slojeve odeće

Toplota isparavanja, odnosno vlažni protok toplote se sastoji iz procesa konvekcije

toplote sa površine kože kroz "mikroklimu", odnosno sloja vazduha između čovekove

kože i odeće i prolaska vodene pare kroz tekstilne slojeve u okolinu. Ovaj proces se

odvija sledećim mehanizmima:

* kapilarnim transportom vode ili kondenzovane vodene pare kroz kapilare

vlakana ili niti,

* adsorpcijom ili migracijom vodene pare na površini vlakana,

* apsorpcijom vodene pare u unutrašnjost vlakana, prolaskom vode kroz vlakno i

desorpcijom na spoljnoj površini tekstila,

* difuzijom vodene pare kroz tekstilne vazdušne pore (pore u vlaknima, nitima i

tkaninama).

7. Primer: Kolika količina suve toplote (suvi protok toplote) prelazi sa površine

čovekovog tela u okolinu kroz sistem zaštitne odeće ako je toplotni otpor odeće 0.271

m2oC/W a površina kroz koju prolazi toplota približno 1 m2. Srednja temperatura

čovekove kože je 36 oC a temperatura vazduha u okolini 24 oC.

28442710

12436.

.R

ATTH

c

vkc

W

8. Primer: Kolika je količina isparene toplote (protok isparene toplote, toplota

isparavanja, vlažni protok toplote) koja prelazi sa čovekovog tela u okolinu kroz sistem

zaštitne odeće ako je otpor odeće protoku vodene pare 0.250 m2mbar/W. Površina odeće

kroz koju se odvija vlažni protok toplote iznosi približno 1.65 m2. Pritisak vodene pare na

površinu kože je 1078 mbar a pritisak vodene pare u okolnom vazduhu 1002 mbar.

6501250

65110021078.

.

.

R

APPH

e

vke

W

Osnovna fizička svojstva tekstilnih materijala

Osim strukturnih i mehaničkih osobina tekstilnih materijala odnosno proizvoda,

veliku ulogu za njihovu primenu imaju estetska i higijenska svojstva (fizička svojstva).

U ovom skupu svojstava najznačajnija za primenu su vlagorazmenjivačka

svojstva: propustljivost vodene pare, higroskopnost, propustljivost vazduha i dr. Upijanje

vlage zavisi sa jedne strane od geometrijskih karakteristika materijala (od njegove vrste,

strukture i konstrukcije) a sa druge strane od pritiska i vlažnosti vazduha.

Higroskopnost je uslovni pokazatelj sorpcione sposobnosti materijala. Određuje

se kao odnos između priraštaja vlage (količine vode) pri stajanju uzorka u uslovima

relativne vlažnosti od 100 % za određeno vreme (obično 16 sati je potrebno za postizanje

sorpcione ravnoteže) i apsolutno suve mase:

100

s

sv

m

mmH (%)

13

gde je:

H - higroskopnost (%),

mv - masa vlažne probe - uzorka (g) pri stajanju uzorka u uslovima relativne vlažnosti od

100 %,

ms - masa apsolutno suvog uzorka (g).

Otpustanje vlage (odavanje vlage) predstavlja sposobnost tekstilnih materijala

da otpustaju vlagu u vazduh pri promeni vlažnosti vazduha, za određeno vreme

ispitivanja (najčešće 8 sati):

100

sv

ovod

mm

mmW (%)

gde je:

Wod - otpustanje ili odavanje vlage (%),

mv - masa vlažne probe - uzorka (g) pri stajanju uzorka u uslovima relativne vlažnosti od

100 %,

mo - masa uzorka (g) pri relativnoj vlažnosti vazduha od 0 %,

ms - masa apsolutno suvog uzorka (g).

Higroskopnost i otpustanje vlage zavise od hidrofilnosti materijala. Veću vrednost

ovih pokazatelja pokazuju materijali od prirodnih vlakana u odnosu na one od sintetičkih

vlakana. Međutim, sintetički materijali se mogu obraditi određenim sredstvima kojima se

poboljšavaju ove osobine.

Vodoupijanje predstavlja sposobnost materijala da upija vodu kod neposrednog

potapanja u njoj. Kod tkanina se određuje dopunska vlaga (Wdop) i relativno vodoupijanje

(Wup,rel).

100

s

smdop

m

mmW (%)

100

m

mmW mrel,up (%)

gde je:

Wdop - dopunska vlaga materijala (%),

mm - masa uzorka posle potapanja u vodu (g),

ms - masa uzorka sušenog do konstantne mase (g),

Wup,rel - relativno vodoupijanje (%),

m - masa uzorka pre potapanja u vodu (g).

Za medicinski pamuk, apsolutno upijanje (Wup,a) se određuje jednačinom:

14

m

WmmW ma,up

100

100

pamuka suvog g

vode g

gde je:

Wup,a - apsolutno upijanje (g vode / g suvog pamuka),

mm - masa uzorka posle potapanja u vodu (g),

m - masa uzorka pre potapanja u vodu (g),

W - vlažnost pamuka (%).

Kapilarnost proizvoda se određuje visinom h (mm) do koju voda dopre pri

potapanju jednog kraja uzorka materijala u vodu za određeno vreme.

Slika 4. Princip merenja kapilarnosti proizvoda

Kvašenje je količina vode koju sadrži natopljen proizvod površine 1 m2:

A

mmB mo

(g/m2)

gde je:

Bo - kvašenje materijala (g/m2),

mm - masa uzorka posle potapanja u vodu (g),

m - masa uzorka pre potapanja u vodu (g),

A - površina proizvoda potopljenog u vodu (m2).

Propustljivost vazduha - poroznost predstavlja količinu vazduha (cm3) koja

prolazi kroz tkaninu površine 1 cm2 za vreme od 1 s pri određenom pritisku p (Pa).

tA

VPv

(cm3/cm2s, ili cm/s)

gde je:

Pv - propustljivost vazduha (cm3/cm2s, ili cm/s),

V - količina - zapremina propuštenog vazduha (cm3),

A - površina tkanine - radna površina uzorka (cm2),

t - vreme (s).

15

Na primer, za tanke pamučne tkanine, pri pritisku od 0.6 kPa, propustljivost

vazduha se približno izračunava emirijskom jednačinom:

C

IAP A.,v

60 (cm

3/cm2s, ili cm/s)

gde je:

Pv,0,6 - propustljivost vazduha pri pritisku od 0.6 kPa (cm3/cm2s, ili cm/s),

IA - površinska ispunjenost tkanine (-),

A i C - konstante (bez dimenzija) koje su eksperimentalno određene i imaju vrednost za

neke pamučne tkanine:

Tabela 2.

Tkanina A C

pamučne sa različitim

prepletajima i doradama

90.0

90.1

90.0

90.4

8.2

5.1

5.3

8.2

Apsolutna propustljivost vodene pare je količina vodene pare u mg koja prolazi

kroz proizvod površine 1 cm2 u vremenu od 1 sata.

tA

mPa

60 (mg/cm2h)

gde je:

Pa - apsolutna propustljivost vodene pare (mg/cm2h),

m - masa vodene pare koja prolazi kroz proizvod za određeno vreme i određuje se prema

smanjenju količine vode u sudu (mg), (slika dole),

A - radna površina epruvete - uzorka koja je jednaka površini isparenja (cm2),

t - vreme (min).

Slika 5. Princip merenja propustljivosti vodene pare

Relativna propustljivost vodene pare izračunava se na sledeći način:

100B

mPr (%)

gde je:

Pr - repativna propustljivost vodene pare (%),

m - masa vodene pare koja prolazi kroz proizvod za određeno vreme i određuje se prema

smanjenju količine vode u sudu (mg), (slika 5),

16

B - količina vode koja isparava u istom vremenu ali iz nepokrivene posude istih

dimenzija (mg).

Vodopropusnost - vodopropustljivost je količina vode koja prolazi kroz

proizvod određene površine pri određenom pritisku p (Pa) za određeno vreme.

tA

VP OH

2 (cm3/cm2min, ili cm/min)

gde je:

OHP 2 - vodopropusnost - vodopropustljivost (cm3/cm2min, ili cm/min),

V - zapremina - količina vode (cm3),

A - površina proizvoda (cm2),

t - vreme koje obično iznosi 1 min (min).

Koeficijent prenosa toplote vunenih i vunenih tipova tkanina:

2

3050

1

101

1192b.

c

a

b

M

b

.K (kJ/m2hoC)

gde je:

K - koeficijent prenosa toplote (kJ/m2hoC),

b - debljina tkanine merena pri pritisku od 2 kPa (mm),

M - masa tkanine sušene do konstantne mase odnosno površinska masa tkanine (g/m2),

a i c - konstante koje zavise od sirovinsko sastavai izračunavaju se na sledeći način:

100

0693 21 x.x.a

i 100

5131 21 x.x.c

gde je:

x1 - sadržaj vunenih vlakana u tkanini (%),

x2 - sadržaj celuloznih vlakana u tkaninu (%).

Koeficijent provođenja toplote je količina toplote koja prelazi u jedinici vremena

preko jedinice dužine proizvoda (pri jediničnom temperaturnom koeficijentu).

Kb.K 00101 (kJ/mhoC)

gde je:

K1 - koeficijent provođenja toplote (kJ/mhoC),

b - debljina tkanine merena pri pritisku od 2 kPa (mm),

K - koeficijent prenosa toplote (kJ/m2hoC).

Za staklena vlakna koeficijent provođenja toplote zavisi od srednje temperature

površina između kojih se vrši razmena toplote.

17

TKK o 1 (kJ/mhoC)

gde je:

K1 - koeficijent provođenja toplote - za staklena vlakna (kJ/mhoC),

Ko - koeficijent provođenja toplote za staklena vlakna na temperaturi od 0 oC i iznosi

0,1256 kJ/mhoC,

T - srednja vrednost temperatura T1 i T2 dveju površine (oC),

- proporcionalni koeficijent koji za staklena vlakna ima vrednost 0,00022 kJ/mhoC2.

Napomena: Osim koeficijenta provođenja toplote postoji i koeficijent prenošenja

toplote koji predstavlja količinu toplote koja se prenosi preko jedinice granične površine i

jediničnog temperaturnog gradijenta.

Skupljanje - dimenzionalna stabilnost tekstilnih proizvoda predstavlja

promenu dimenzija materijala posle određenog vremena ili pod uticajem drugih faktora

(vlaga, toplota, sredstvo za pranje, sredstvo za hemijsko čišćenje i dr.):

1001

21

L

LLS (%)

gde je:

S - skupljanje materijala (%),

L1 - početna dimenzija materijala uzetog za ispitivanje (mm),

L2 - dimenzija materijala posle obrade (mm).

Ukupno skupljanje predstavlja promenu dimenzija materijala posle ukupne

obrade tekstilnog materijala:

nuk S....S.S.S 010101010101100100 21 (%)

gde je:

Suk - ukupno skupljanje materijala (%),

S1, S2, ..., Sn - skupljanje materijala kod prve, druge, ..., n-te obrade (%).

Zadaci

1. Da bi se ispitala maksimalna higroskopnost različitih vlakana i tkanina, njihovi

uzorci su stajali 96 sati u prostoriju relativne vlažnosti vazduha od 100 % pri temperaturi

od 20 oC. Izmerene su mase uzoraka posle vlaženja i sušenja do konstantne mase (vidi

tabelu).

Ispitivani materijali mv (g) ms (g)

pamučno vlakno

pamučna tkanina

laneno vlakno

lanena tkanina

vuneno vlakno

vunena tkanina

10.37

3.25

12.14

13.26

10.57

6.08

8.43

2.80

9.56

11.05

7.83

4.75

18

Za pamučno vlakno:

0123100438

4383710100 .

.

..

m

mmH

s

sv

%

Za pamučnu tkaninu:

071610082

82253.

.

..H

%

Rezultati

Ispitivani materijali Hmax

(%)

pamučno vlakno

pamučna tkanina

laneno vlakno

lanena tkanina

vuneno vlakno

vunena tkanina

23.01

16.07

26.99

20.00

34.99

28.00

2. Odrediti otpustanje vlage vunene, pamučne i lanene tkanine. Epruvete tkanina

su najpre stavljene u eksikator sa vodom (gde je relativna vlažnost vazduha 100 %) i

posle određenog vremena izmerena je njihova masa. Zatim su epruvete stavljene u

eksikator sa sumpornom kiselinom (radi postizanja relativne vlažnosti vazduha od 0 %)

za vreme od 4 sata a potom su izmerene njihove mase. Posle sušenja epruveta do

konstantne mase izmerene su njihove mase. Rezultati merenja masa dati su u tabeli.

Tkanina mv (g) mo (g) ms (g)

vunena

pamučna

lanena

18.70

9.45

7.74

17.52

8.56

6.88

15.33

8.30

6.67

Za vunenu tkaninu:

01351003315718

5217718100 .

..

..

mm

mmW

sv

ovod

%

Za pamučnu tkaninu:

397710038459

568459.

..

..Wod

%

Za lanenu tkaninu:

19

3780100676747

886747.

..

..Wod

%

3. Kod ispitivanja vodoupijanja neke tkanine dobijene su sledeće vrednosti

promene njene mase:

- masa epruvete pre potapanja u vodu 802 mg,

- masa epruvete 1 sat posle potapanja 1101 mg,

- masa epruvete 2 sata posle potapanja 1136 mg,

- masa epruvete 24 sata posle potapanja 1155 mg,

- masa epruvete posle sušenja do konstantne mase 755 mg.

Odrediti vodoupijanje (vodoupojnost) i dopunsku vlagu ove tkanine u zavisnosti

od vremena trajanja potapanja.

Posle 1 sata upijanja:

2837100802

8021101100 .

m

mmW mrel,up

%

8245100755

7551101100 .

m

mmW

s

smdop

%

Posle 2 sata upijanja:

6441100802

8021136.W rel,up

%

4650100755

7551136.Wdop

%

Posle 24 sata upijanja:

0144100802

8021155.W rel,up

%

9852100755

7551155.Wdop

%

4. Za ispitivanje vodoupojnosti tkanine uzet je uzorak dimenzija 4 cm x 4 cm sa

početnom masom 765 mg. Uzorak se zatim drži u vodu 60 min a posle toga se seče na

dimenzije 3x3 cm i meri njegova masa od 623 mg. Posle sušenja njegova masa je 402

mg. Odrediti sposobnost upijanja tkanine preko dopunske vlage i relativnog

vodoupijanja.

9754100402

402623100 .

m

mmW

s

smdop

%

20

4x4 ... 16 cm2 ....... 765 mg

3x3 ... 9 cm2 ......... m

3143016

7659.m

mg

774410031430

31430623100 .

.

.

m

mmW mrel,up

%

5. Odrediti vodoupojnost medicinskog pamuka izraženu kao količinu vode u

gramima na gram suvog pamuka. Za ispitivanje je uzeta proba mase 1.06 g, a posle 10

min potapanja u vodu, masa pamuka je 4.39 g. Faktička vlažnost pamuka je 11.3 %.

pamuka suvog g

vodeg 493

061100

311100061394

100

100.

.

...

m

WmmW ma,up

6. Izračunati vodoupojnost i kvašenje tkanine ako je masa uzorka te tkanine,

dimenzija 6x4 cm, pre potapanja u vodu 216 mg, a posle potapanja koje je trajalo 1 sat

masa uzorka je 1080 mg.

400100216

2161080100

m

mmW mrel,up %

3601046

21600814

..

A

mmB mo g/m

2

7. Kapilarnost neke tkanine je ispitana na sledeći način: epruveta dimenzija 30 cm

x 5 cm se potapa u vodu svojim jednim krajem za vreme od 1 sata a zatim se izmeri

visina do koje se voda popela. Izvršena su 10 merenja visine: 87, 81, 91, 98, 95, 83, 100,

88, 84 i 93 mm. Izračunati srednju vrednost kapilarnosti tkanine.

9010

900

10

10

11 i

i

n

ii h

n

h

h mm

8. Poroznost tkanine ispitivana je različitim pritiscima sa obe strane ispitivanog

uzorka. Pri tome je izmerena zapremina (količina) vazduha od 150 cm3 koga propušta

tkanina u vremenu od 30 s pri pritisku 13.3 kPa. Kada je povećan pritisak na 26.6 kPa

zapremina vazduha koga propušta tkanina je 440 cm3 u vremenu od 20 s. Izračunati

poroznost tkanine pri ovim uslovima ako je radna površina uzorka tkanine iznosi 10 cm2.

Pri pritisku od 13,3 kPa:

503010

150.

tA

VPv

cm3/cm2s ili cm/s

Pri pritisku od 26,6 kPa:

21

222010

440.

tA

VPv

cm3/cm2s ili cm/s

9. Da bi se odredila apsolutna propustljivost (propusnost) tanke pamučne tkanine,

uzete su dve čaše istog prečnika od 80 mm, delimično su napunjene vodom i izmerene su

njihove mase. Prva čaša je sa masom 81260 mg i prekriva se tkaninom, dok je druga čaša

sa masom 86541 mg i ostaje otvorena (nepokrivena). Čaše su stavljene u prostoriju

relativne vlažnosti vazduha 60 % i temperature 20 oC u vremenu od 4 sata. Posle toga

izmerene su nihove nove mase: prva čaša je mase 81145 mg a druga 85820 mg. Odrediti

apsolutnu i relativnu propustljivost tkanine.

m = m1 - m2 = 81260 - 81145 = 115 mg

24504

1438

4

22

..d

A

cm2

B = B1 - B2 = 86541 - 85820 = 721 mg

5706042450

1156060.

.tA

mPa

mg/cm2h

9715100721

115100 .

B

mPr %

10. Izvršeno je ispitivanje propustljivosti vodene pare kroz tkaninu u zavisnosti od

promene temperature vazduha na sledeći način: čaša sa vodom, prečnika 70 mm i mase

80250 mg, pokrivena je tkaninom i postavljena u prostoriji konstantne relativne vlažnosti

vazduha od 60 % i temperature 20 oC. Nakon 4 sata masa čaše sa vodom je 80173 mg.

Zatim se temperatura povećala na 30 oC i nakon 4 sata masa čaše je 79958 mg. Posle

toga, temperatura vazduha se ponovo povećava na 40 oC i nakon 4 sata je izmerena masa

čaše od 79604 mg. Izračunati apsolutnu propustljivost tkanine u zavisnosti od

temperature vazduha prostorije u kojoj je izvršeno dato ispitivanje. Rezultat prikazati i

grafički.

Kod 20 oC:

m = m1 - m2 = 80250 - 80173 = 77 mg

46384

1437

4

22

..d

A

cm2

506044638

776060.

.tA

mPa

mg/cm2h

Kod 30 oC:

22

m = 80173 - 79958 = 215 mg,

416044638

2156060.

.tA

mPa

mg/cm2h

Kod 40 oC:

m = 79958 - 79604 = 354 mg

326044638

3546060.

.tA

mPa

mg/cm2h

11. Izvršeno je ispitivanje propustljivosti vodene pare kroz tkaninu u zavisnosti od

promene relativne vlažnosti vazduha na sledeći način: čaša sa vodom, prečnika 70 mm i

mase 92648 mg, pokrivena je tkaninom i postavljena u prostoriji konstantne temperature

vazduha od 20 oC i relativne vlažnosti 15 %. Nakon 4 sata masa čaše sa vodom je 92510

mg. Zatim se vlažnost vazduha povećala na 60 % i nakon 4 sata masa čaše je 92433 mg.

Posle toga, vlažnost vazduha se ponovo poveđala na 80 % i nakon 4 sata je izmerena

masa čaše od 92387 mg. Izračunati apsolutnu propustljivost tkanine u zavisnosti od

relativne vlažnosti vazduha prostorije u kojoj je izvršeno ovo ispitivanje. Rezultat

prikazati i grafički.

Kod 15 % vlažnosti:

m = m1 - m2 = 92648 - 92510 = 138 mg

46384

1437

4

22

..d

A

cm2

906044638

1386060.

.tA

mPa

mg/cm2h

Kod 60 % vlažnosti:

m = 92510 - 92433 = 77 mg

23

506044638

776060.

.tA

mPa

mg/cm2h

Kod 80 % vlažnosti:

m = 92433 - 92387 = 46 mg

306044638

466060.

.tA

mPa

mg/cm2h

12. Odrediti vodopropustljivost različitih tipova tkanina, kada je poznato vreme za

koje se napuni merni sud zapremine 500 cm3, u koji voda ulazi kroz ispitivanu tkaninu

određene radne površine pri konstantnom pritisku p = 6.65 kPa i temperaturi vazduha T =

20 oC. Ostali podaci su dati tabelarno.

Tkanina Vreme,

t (min)

Radna površina,

A (cm2)

A

B

C

D

E

5.00

1.67

1.12

0.58

0.42

100

100

50

25

10

Za tkaninu A:

015100

5002

.tA

VP OH

cm3/cm2min, ili cm/min

Rezultati

Tkanina Vodopropustljivost, OHP 2

(cm3/cm2min, ili cm/min)

A

B

1.00

3.00

24

C

D

E

8.93

34.48

119.05

13. Za određivanje toplotnih svojstva nekih tipova vunenih i poluvunenih (iz

mešavine vlakana) tkanina merene su sledeće veličine: debljina tkanine, masa 1 m2

tkanine sušene do konstantne mase i količina vunenih i celuloznih vlakana u tkanini.

Izračunati koeficijente prenosa toplote i koeficijente provođenja toplote za tipove tkanina

date u tabeli.

Tkanina Debljina,

b (mm)

Površinska

masa, M (g/m2)

x1 (%) x2 (%)

vunena

vunena

vuna + cel

vuna + cel

vuna + cel

vuna + cel

1.3

2.0

1.4

3.0

1.4

6.1

360

420

380

660

430

820

100

100

60

55

48

44

0

0

40

45

52

56

Za prvu tkaninu:

93100

00610093

100

0693 21 ...x.x.

a

31100

05110031

100

5131 21 ...x.x.

c

2

3

2

331050

31

193

3110

3601

31

1192050

1

101

1192..

.

.

..

.b.

c

a

b

M

b

.K

K = 116.28 kJ/m2hoC

Kako je: 1 W = J/s = Nm/s, onda je

Chm

mN

Chm

J

Chm

kJ.K

ooo 222 116280 116280 28116

Cm

W.

Ch

shm

mNK

oo

22

332

3600

116280

15102811631001000101 ....Kb.K kJ/mhoC

Isto takav obračun je i za ostale tkanine.

Rezultati

25

Tkanina Koeficijent

prenosa toplote,

K (kJ/m2hoC)

Koeficijent

prenosa toplote, K

(W/m2oC)

Koeficijent

provođenja toplote,

K1 (kJ/mhoC)

vunena

vunena

vuna + cel

vuna + cel

vuna + cel

vuna + cel

116.28

111.90

32.3 0.151

Za ostale tkanine je isti način izračunavanja.

14. Kolika je vrednost provođenja toplote staklenih vlakana ako je temperatura

površina između kojih se vrši razmena toplote 40 i 20 oC.

302

2040

2

21

TT

T oC

Za staklena vlakna: Ko = 0.1256 kJ/mhoC i = 0.00022 kJ/mhoC2.

1322030000220125601 ...TKK o kJ/mhoC

K1 = 132.2 J/mhoC

15. Izračunati skupljanje vunene tkanine koje je ispitano na sledeći način: na

epruvetu dimenzija 250 mm x 250 mm obeleži se kvadrat dimenzija 220 mm x 220 mm,

a zatim se pomoću preciznog mernog pribora izmeri tačno rastojanje između strana

kvadrata: u pravcu osnove 220.3 mm a u pravcu potke 219.8 mm. Epruveta se potapa u

vodu za vreme od 1 sata i posle se suši. Posle toga se proveravaju dimenzije: u pravcu

osnove je 213.7 mm a u pravcu potke je 214.3 mm.

Skupljanje u pravcu osnove:

9921003220

72133220100

1

21 ..

..

L

LLS

%

Skupljanje u pravcu potke:

521008219

32148219100

1

21 ..

..

L

LLS

%

16. Izračunati ukupno skupljanje tkanine namenjene za izradu košulja posle 10

pranja, ako skupljanje posle prvog pranja iznosi: u pravcu osnove 10 %, u pravcu potke -

1 %; posle drugog pranja: u pravcu osnove 2.8 %, u pravcu potke -0.6 %; posle trećeg

pranja: u pravcu osnove 0.3 %, u pravcu potke 1.5 %; posle narednih pranja (od 4 do 10-

og): u pravcu osnove 3 %, u pravcu potke 1.9 %.

26

104221 0101010101010101100100 S.S.S.S.Suk (%)

Skupljanje u pravcu osnove:

41530101300101820101100101100100 .......Suk %

Skupljanje u pravcu potke:

82191010151010160010110101100100 ........Suk %