CN108254534A - 一种面料非等温湿阻回归测量方法 - Google Patents

一种面料非等温湿阻回归测量方法 Download PDF

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张聪聪
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Abstract

本发明提供了一种面料非等温湿阻回归测量方法，多层叠加面料的总热阻等于各层面料热阻和面料上表面空气层的热阻之和；设面料层数为n，在非等温条件下，使用回归法依次测量1～n层相同材质面料的总热阻，根据面料层数以及相应层数面料所测得的总热阻进行线性回归，得到的回归系数即为单层面料的热阻；根据热阻值和相应的公式测量计算1～n层面料的非等温湿阻值，进行线性回归，得到非等温湿阻的回归线性方程，算出单层面料的非等温湿阻和面料上表面空气层的湿阻。本发明提供的方法解决了传统测量法使用空板空气层湿阻代替面料上方空气层湿阻带入系统误差的问题。试验结果表明，本发明方法提高了非等温湿阻测量的准确性。

Description

一种面料非等温湿阻回归测量方法
技术领域
本发明涉及一种面料湿阻测量方法，尤其涉及一种纺织面料非等温湿阻回归测量方法。
背景技术
面料非等温湿阻测量时，传统的测量法是按照ASTM-F1868 part C试验程序的相关定义，先由热板仪在非出汗状态下测量面料的总热阻，再在相同的环境条件下由热板仪在出汗状态下测量面料的非等温总湿阻。为了得到面料本身的湿阻，还需要测量热板仪空板的空气层热阻和相应的非等温湿阻，再与面料的总湿阻相减得到面料的湿阻。
然而，由于测量空板空气层湿阻时，测量表面是金属(热阻时)或纤维素膜出汗皮肤(湿阻时)，而面料表面则是多孔隙交错的纤维表面，其向外的热辐射力和空气流动状态是不同的。因此，将热板表面空气层的热阻和湿阻等同于面料表面空气层热阻和湿阻是一种假设。在低风速下及测量薄型面料非等温湿阻时，常出现较大的误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何准确地测量纺织面料非等温湿阻。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种面料非等温湿阻回归测量方法，其特征在于：
步骤1：多层叠加面料的总热阻等于各层面料热阻和面料上表面空气层的热阻之和；多层叠加面料的总热阻的计算公式如下：
Rctn＝nRcf+Rcf0
其中：Rctn为多层叠加面料的总热阻；n为面料层数，n为整数；Rcf为单层面料的热阻；Rcf0为面料上表面空气层的热阻；
设面料层数为n，在非等温条件下，依次测量1～n层相同材质面料的总热阻，根据面料层数以及相应层数面料所测得的总热阻进行线性回归，得到的回归系数即为单层面料的热阻Rf，回归常数即为面料上表面空气层的热阻Rf0；
步骤2：由热板仪加热面料，依据下列公式依次测量计算1～n层面料的非等温总湿阻值：
其中，Retn为多层叠加面料的总湿阻；Rctn为多层叠加面料的总热阻；Δp为出汗热板仪表面和环境空气的湿度差；ΔT为热板仪表面和环境空气的温差；q为热板仪的有效总散热量；
步骤3：多层叠加面料的总湿阻等于各层面料湿阻和面料上表面空气层的湿阻之和；多层叠加面料的总湿阻的计算公式如下：
Retn＝nRef+Ref0
其中：Retn为多层叠加面料的总湿阻；n为面料层数，n为整数；Ref为单层面料的湿阻；Ref0为面料上表面空气层的湿阻；
根据面料层数以及相应层数面料所测得的总湿阻进行线性回归，得到的回归系数即为非等温条件下单层面料的湿阻Ref，回归常数即为该条件下面料上表面空气层的湿阻Ref0。
优选地，所述n取4、5或6。
优选地，当多层面料自然平铺叠加时，受重力影响，面料之间空气层计为零。
本发明提供的方法解决了传统测量法使用空板空气层湿阻代替面料上方空气层湿阻带入系统误差的问题。试验结果表明，本发明方法提高了纺织面料非等温湿阻测量的准确性。
附图说明
图1为在风速为1m/s条件下标准面料非等温湿阻的回归图。
具体实施方式
根据热阻和湿阻相同的串联原则，在测量面料热阻和湿阻的过程中，通过各层面料的干热流量或蒸发热流量相同。另外，当多层面料自然平铺叠加时，受重力影响，面料之间空气层基本为零，多层面料热阻或湿阻值近似等于各层面料热阻或湿阻和最上层静止空气层热阻或湿阻之和。参与多层叠加面料的热阻或湿阻的回归计算如下式：
Rtn＝nRf+Rf0
式中：Rtn为多层叠加面料的总热阻或总湿阻；n为面料层数，n＝1，2，3，...；Rf为单层面料的热阻或湿阻；Rf0为面料上表面空气层的热阻或湿阻。
回归法测量面料热阻或湿阻，其核心在于依次测量1～n层相同材质面料的总热阻或总湿阻，根据面料层数以及相应层数面料所测得的总热阻或总湿阻进行线性回归，得到的回归系数即为单层面料的热阻或湿阻Rf，回归常数即为面料上表面空气层的热阻或湿阻Rf0。
从回归精度和实验效率综合而言，n为4、5或6为最佳。
面料非等温湿阻回归测量方法具体如下：
首先，使用回归法依次测量1～n层面料的热阻值，得到热阻回归线性方程，可得到面料相对精确的各层总热阻值；
然后，按下列公式依次测量计算1～n层面料的非等温湿阻值：
其中，Retn为多层叠加面料的总湿阻；Rctn为多层叠加面料的总热阻；Δp为出汗热板仪表面和环境空气的湿度差；ΔT为热板仪表面和环境空气的温差；q为热板仪的有效总散热量。
最后，通过回归法得到非等温湿阻的回归线性方程，算出面料的非等温湿阻和面料上表面空气层的湿阻。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
标准面料由美国西北测试技术公司提供，面料层数n为4。
首先，在风速为1m/s条件下，依次测量1、2、3、4层相同材质面料的总热阻分别为0.09℃·m2/W、0.12℃·m2/W、0.14℃·m2/W、0.16℃·m2/W，得到热阻回归线性方程为Rctn＝0.0236n+0.0702，则1～4叠层面料的总热阻值为0.0938℃·m2/W、0.1174℃·m2/W、0.1410℃·m2/W和0.1646℃·m2/W(参见一种面料热阻回归测量方法)。
然后，按下列公式测量计算1、2、3、4层面料的非等温湿阻值分别为10.13Pa·m2/w、1489Pa·m2/W、18.19Pa·m2/W、22.39Pa·m2/W。
其中，Retn为n层叠加面料的总湿阻；Rctn为n层叠加面料的总热阻；Δp为出汗热板仪表面和环境空气的湿度差；ΔT为热板表面和环境空气的温差；q为热板仪的有效总散热量。
最后，通过回归法得到非等温湿阻的回归线性方程，1～4层面料非等温湿阻线性回归图如图1所示。面料回归值为4.008Pa·m2/W，面料上方空气层的湿阻为6.38Pa·m2/W，回归拟合度为0.997。
本发明面料非等温湿阻回归测量方法解决了传统方法中使用空板空气层湿阻代替面料上方空气层湿阻带入系统误差的问题，可以精确测量面料的非等温湿阻及面料上方空气层的湿阻。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种面料非等温湿阻回归测量方法，其特征在于：
步骤1：多层叠加面料的总热阻等于各层面料热阻和面料上表面空气层的热阻之和；面料热阻的回归计算公式如下：
Rctn＝nRcf+Rcf0
其中：Rctn为多层叠加面料的总热阻；n为面料层数，n为整数；Rcf为单层面料的热阻；Rcf0为面料上表面空气层的热阻；
设面料层数为n，在非等温条件下，使用回归法依次测量1～n层相同材质面料的总热阻，根据面料层数以及相应层数面料所测得的总热阻进行线性回归，得到的回归系数即为单层面料的热阻Rcf，回归常数即为面料上表面空气层的热阻Rcf0；
步骤2：由热板仪加热面料，按下列公式依次测量计算1～n层面料的非等温总湿阳值：
其中，Retn为多层叠加面料的总湿阻；Rctn为多层叠加面料的总热阻；Δp为出汗热板仪表面和环境空气的湿度差；ΔT为热板仪表面和环境空气的温差；q为热板仪的有效总散热量；
步骤3：多层叠加面料的总湿阻等于各层面料湿阻和面料上表面空气层的湿阻之和；多层叠加面料的总湿阻的计算公式如下：
Retn＝nRef+Ref0
其中：Ref为单层面料的湿阻；Ref0为面料上表面空气层的湿阻；
根据面料层数以及相应层数面料所测得的总湿阻进行线性回归，得到的回归系数即为非等温条件下单层面料的湿阻Ref，回归常数即为该条件下面料上表面空气层的湿阻Ref0。
2.如权利要求1所述的一种面料非等温湿阻回归测量方法，其特征在于：所述n取4、5或6。
3.如权利要求1所述的一种面料非等温湿阻回归测量方法，其特征在于：当多层面料自然平铺叠加时，受重力影响，面料之间空气层计为零。
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