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[綜合] 影響纖維集合體導熱性的主要因素

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樓主
發(fā)表于 2015-8-26 21:58:28 | 只看該作者 |只看大圖 |倒序瀏覽 |閱讀模式
1.環(huán)境溫濕度 
, |- g+ q4 P* q" r隨著(zhù)環(huán)境溫度的提高,纖維內部大分子的運動(dòng)能力提高,因分子運動(dòng)傳遞的熱能也會(huì )增加。表11-4中的數據說(shuō)明了幾種纖維集合體導熱系數與溫度的關(guān)系。纖維內部的水分隨相對濕度的變化而變化,相對濕度越高,纖維內部的水分越多,測得的纖維導熱系數越大,而且這個(gè)變化要比溫度引起的變化大得多。) f% V  O' E* T8 C8 X
隨回潮率的增加,紡織材料保溫性能下降,冰涼感增加,導熱系數上升,點(diǎn)燃溫度上升,玻璃化轉變溫度下降,熱收縮率上升,抗熔孔能力有所改善?;爻甭实淖兓瘜Σ牧蠠釋W(xué)性質(zhì)的影響是很大的。6 N9 d. H: n) Y- k8 P
幾種纖維集合體導熱系數與溫度的關(guān)系6 w5 S3 \. s3 p& Z: I! c; d
  
纖維

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亞麻

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 樓主| 發(fā)表于 2015-8-26 22:02:51 | 只看該作者
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紡織材料在吸濕和放濕過(guò)程中還有明顯的熱效應,即吸濕放熱或放濕吸熱??諝庵械乃肿颖焕w維大分子上的極性親水基團吸引而結合,使水分子的運動(dòng)能量降低,所降低的能量轉換為熱能釋放出來(lái),其值相當于水分子的凝結潛熱。這種熱效應可以用以下兩個(gè)指標來(lái)表示。
1 I: x* W1 k1 ~( L( b; `9 G(1)吸濕微分熱:它是纖維在某一回潮率狀態(tài)下,達到完全潤濕時(shí)吸附1g水所放出的熱量,單位為J/g(水),且回潮率狀態(tài)不同,吸濕微分熱不同。實(shí)驗表明各種干燥纖維的吸濕微分熱大致接近,為830~1256J/g。各種常見(jiàn)纖維吸濕微分熱與回潮率關(guān)系如圖所示,可以看出它們的曲線(xiàn)形狀基本相同,這說(shuō)明它們吸濕能力雖有差異,但吸濕過(guò)程和吸濕機理基本相同。! \7 z' ~# J' e+ U) \, j+ ^
幾種常見(jiàn)纖維的吸濕微分熱
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 樓主| 發(fā)表于 2015-8-26 22:04:50 | 只看該作者
本帖最后由 滿(mǎn)腹經(jīng)綸 于 2015-8-26 22:06 編輯 3 K( W' Z* q* q% K- t$ v/ v7 {  P
; a9 t0 ?7 @3 e, W
(2)吸濕積分熱:它是1g干燥纖維在某一回潮率狀態(tài)下,吸濕達到完全潤濕時(shí),所放出的總熱量,單位為J/g(干燥纖維)。由于是到達完全潤濕狀態(tài),所以也有人稱(chēng)其為“潤濕熱”。常見(jiàn)干燥纖維的吸濕積分熱分別為:棉46.1、綿羊毛112.6、桑蠶絲69.1、苧麻46.5、黃麻83.3、亞麻54.4、黏膠纖維104.7、錦綸31.4、滌綸5.4、維綸35.2、醋酯纖維34.3、腈綸7.1,單位均為kJ/g,可以看出各種纖維的吸濕積分熱差異很大,這說(shuō)明它們的吸濕能力差異很大。纖維吸濕積分熱與回潮率的關(guān)系如圖所示。
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幾種常見(jiàn)纖維的吸濕積分熱
在吸濕放熱或放濕吸熱發(fā)生時(shí),纖維的導熱系數也是波動(dòng)的,要比較纖維間的導熱系數,應在纖維達到吸濕平衡后進(jìn)行測試。
; D! w' l+ ^' b; I0 p% K纖維的吸濕和熱效應實(shí)際上是緊密聯(lián)系的,吸濕達到平衡時(shí),熱的變化也達到平衡,而且纖維內部水分的擴散和熱的傳遞都需要一個(gè)過(guò)程。纖維吸濕的熱效應除了對紡、織、染整加工工藝構成影響外,在紡織材料儲運過(guò)程中必須注意纖維的吸濕放熱現象,注意保持通風(fēng)、干燥,否則可能會(huì )使纖維吸濕發(fā)熱而產(chǎn)生霉變,甚至引起自燃。
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 樓主| 發(fā)表于 2015-8-26 22:08:08 | 只看該作者
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2.體積質(zhì)量 ; k# I  S/ Y9 f8 C& E/ d( e) [
纖維集合體的導熱系數λ與其體積質(zhì)量δ的關(guān)系如下圖所示,選取合理的纖維集合體體積質(zhì)量是獲得良好保暖性的保證。當纖維集合體的體積質(zhì)量小于δk時(shí),雖然集合體中保有較多的空氣,但在風(fēng)壓的作用下對流傳導較大,保暖性變差;當纖維集合體的體積質(zhì)量大于δk時(shí),纖維間良好的接觸使得熱傳導能力提高,保暖性變差。實(shí)驗表明,在沒(méi)有氣壓差的條件下,纖維集合體的體積質(zhì)量為0.03~0.06g/cm3,即達到δk時(shí),導熱系數最小,纖維集合體的保暖性能最好。因此,通過(guò)制造中空纖維、增加纖維卷曲,使纖維集合體能保有較多的靜止空氣,這已成為提高化學(xué)纖維保暖性的重要途徑。
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纖維集合體的導熱系數λ與其體積質(zhì)量δ的關(guān)系
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 樓主| 發(fā)表于 2015-8-26 22:09:11 | 只看該作者
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3.纖維的排列狀態(tài) 
6 [0 A6 L. q* E- U; C2 p+ k集合體中纖維的排列狀態(tài)影響著(zhù)纖維間的接觸面積的大小,接觸面積越大,熱傳導能力越強;纖維間的平行排列程度會(huì )導致集合體熱傳導性能的各向異性,同時(shí)和熱源的方向性關(guān)系也會(huì )影響集合體的導熱性能,如纖維的軸向和熱的傳遞方向一致,將使集合體的熱傳導能力明顯上升。
* X% U! P3 L6 N" q, t( W4.纖維的形態(tài) 
, k: y' c1 v: D% H纖維的粗細、橫截面形狀、卷曲、中空等狀態(tài)都會(huì )影響纖維集合體的導熱系數。這些因素主要從三個(gè)方面產(chǎn)生影響,一是形態(tài)導致纖維集合體中維持靜止空氣而使導熱系數下降;二是形態(tài)導致纖維間接觸面積減小而使導熱系數下降;三是形態(tài)導致纖維集合體中直通孔隙的減少而使導熱系數下降。
9 N# `' r  C9 `異形截面的纖維隨著(zhù)輪廓凹凸狀況的變化,尤其是多溝槽化會(huì )使纖維集合體的導熱系數下降;卷曲豐富的纖維有利于長(cháng)時(shí)間維持纖維集合體的蓬松;在相同體積和密度條件下,細的纖維可以形成更少直通性的空間,維持更多的靜止空氣;中空纖維的空腔非常有利于保持靜止空氣,但單孔大中空的纖維抗壓扁能力較差,使用效果不好,新型的多孔(如4孔、7孔等)中空纖維比較有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。
* p0 I. K8 O) o+ {# b8 G5.其他 3 i6 l) s  W* ^7 @4 X* e
在固體表面、固·氣界面上一般均吸附氣體分子以及很薄的氣體穩定區,因此,在固體·氣體界面上也有熱阻,它們也影響熱傳導系數的數值。
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