Embed Size (px)
Citation preview
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 m
rel,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 m
a,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 m
o
(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 (cm3/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:
OHP2
- 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 m
rel,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 m
rel,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 m
a,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 m
rel,up %
3601046
21600814
..
A
mmB m
o g/m2
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, OHP2
(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 %
