Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,969

1 1 1
1 Don State Technical University

Зачастую возникает необходимость в использовании плотнооблегающих эластичных швейных изделий при занятии спортом или выполнении различных видов работ, поскольку такая одежда не стесняет движения и позволяет человеку при этом чувствовать себя комфортно. Создание таких изделий имеет ряд особенностей не только на этапах конструирования, но и конфекционирования (правильный, научно обоснованный подбор материалов для изделия или пакета одежды с учетом их свойств, современного направления моды и особенностей технологического процесса производства), поскольку в первую очередь необходимо правильно выбрать материал. От этого будет зависеть эргономичность и гигиеничность изделия, а также качество облегания, что обеспечит хорошую терморегуляцию человека в одежде [1,2]. С целью достижения более высоких показателей терморегуляции и получения такого дополнительного эффекта, как термомассаж, исследованы отдельные аспекты технологии контурного размещения нагревающих каналов на внутренней поверхности различных конструкций плотнооблегающих швейных изделий [3].

В исследовании использовался метод дистанционного измерения температуры с помощью тепловизора (марка FLIR ix series), который позволяет визуально проследить процесс нагревания и охлаждения поверхностей. Благодаря тепловой чувствительности, тепловизор выявляет даже небольшие разности температур, что очень важно, так как изменение температуры исследуемой поверхности происходит быстро.

В работе исследовался тепловой эффект от контурного размещения нагревающих каналов на внутренней поверхности различных конструкции плотнооблегающих изделий. Для проведения экспериментальных исследований на манекен (соответствующий фигуре мужчины 176-104-92) была надета хлопчатобумажная плотнооблегающая рубашка со встроенными нагревательными нитями, обеспечиваемыми источником энергии от аккумулятора. Площадка искусственного обогрева в данном образце была сосредоточена на срединной областью груди на поверхности площадью 0,095 м . Погрешность измерения температуры определяется техническими характеристиками самого тепловизора ±2%.

В течение 10 минут с частотой измерения 30 секунд фиксировалось значение температуры поверхности материала в точке, минимальное и максимальное по всей поверхности. Первый снимок сделан до включения аккумулятора (рисунок 1).

sten1.wmf

sten2.wmf

До включения аккумулятора

После включения

Рисунок 1 – Тепловизионное исследование терморегулирующих хлопчатобумажной плотнооблегающая рубашки

После выключения аккумулятора фиксировалось изменение температуры до момента достижения стационарного режима, то есть установившейся температуры поверхности. Определено время установления стационарного температурного режима поверхности обогревающей одежды: 6,5 мин; время охлаждения: 9 мин; средняя температура поверхности материала при нагревании: 39,7 ⁰С; минимальная: 24,0 ⁰С и максимальная при нагревании: 41,0 ⁰С, средняя температура поверхности материала при охлаждении: 30,3 ⁰С; минимальная 24,0 ⁰С и максимальная при охлаждении 31 ⁰С.

Вторым образцом, подвергшимся аналогичным исследованиям, являлась комбинированная система одежды с поясом из материала Neopren со встроенными нагревательными каналами (рисунок 2).

sten3.wmf

sten4.wmf

До включения аккумулятора

После включения

Рисунок 2 – Тепловизионное исследование одежды с поясом из материала Neopren

Материалом для исследования выбран Neopren, поскольку он аналогично трикотажным полотнам эффективен для производства высокоэластичных видов одежды. Neopren представляет собой вспененный полимер, который, благодаря специальной технологической обработке, имеет закрытую мелкоячеистую структуру. Ячейки этого материала заполнены азотом. Neopren является высокоэластиченым материалом, поэтому он более плотно облегает поверхность тела человека. Температурный диапазон, при котором данный материал не теряет своих свойств от -50 до +100 ⁰С, кроме этого Neopren выпускается с парорегулирующим покрытием [4].

Для системы одежды с поясом из материала Neopren также определено время установления стационарного температурного режима поверхности: 5 мин; время охлаждения: 13,5 мин; средняя температура поверхности материала при нагревании: 38,1 ⁰С; минимальная: 24,0 ⁰С и максимальная при нагревании: 41,0 ⁰С, средняя температура поверхности материала при охлаждении: 31,3 ⁰С; минимальная 24 ⁰С и максимальная при охлаждении 32⁰С. Результаты измерений представлены на рисунках 3 и 4.

sten5.wmf

sten6.wmf

Нагревание

Остывание

Рисунок 3 – Оценка теплоэнергетического ресурса вариантов конструкции обогреваемой одежды при нагревании и охлаждении

sten7.wmf

sten8.wmf

Нагревание

Остывание

Рисунок 4 – Оценка продолжительности установления стационарного теплового режима в обогреваемой одежде различных конструкций

Нагревание поверхности комбинированной системы одежды с поясом из материала Neopren происходит быстрее, чем хлопчатобумажной рубашки на 14%, при этом первая поверхность остывает медленнее на 20%, что говорит о более эффективном температурном режиме, способствующем внедрению эффекта термомассажа в функции плотнооблегающих изделий, а также об увеличенном ресурсе теплосбережения без дополнительных источников энергии. Данные выводы выделяют конструкцию одежды с поясом из материала Neopren в группу энергоэффективной по сравнению с аналогами из традиционных трикотажных полотен.