ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮГосударственное образовательное учреждениеВысшего профессионального образования«Ивановская государственная текстильная академия»(ИГТА)Кафедра конструирования швейных изделийКонтрольная работа
по дисциплинеГигиена одежды
Натему «Расчет величин прибавок на толщину пакета одежды исходя из еетеплозащитной способности»
Автор работы
Специальность 260902
Код 066452
Курс IV
Руководитель работы
Куликов Б.П.
Иваново
2010 г.
Вариант7
Куртка женскаяутепленная из плащевой ткани. Работа почтальона.
Исходные данные дляпроведения расчета:
Q=210Вт,
Рост=164 см,
Вес=60 кг,
Удельные коэффициенты X=0,18,Y=0,06, Z=0,10
Параметры среды tв=-3,0град, Vв=4,5м/с
Расчёт:
Поданным таблицы П2.4 устанавливаем, что /> = -3,0 град и /> = 4,5 м/с.
Принимаем,что для заданных условий жизнедеятельности субъекта M=Q=210 Вт.
Принимаемзначения коэффициента x = 0,18 и для заданных условий оценивают значениякоэффициентов y = 0,06 и z= 0,10, которые выбирают из таблицы П2.4.
1. Определяемвеличины теплопотерь на испарение, дыхание и механическую работу по формулам:
/> = xM,/> = 0,18 ∙210 = 37,8 Вт;
/> =yM, /> =0,06 ∙ 210 = 12,6 Вт;
/> = zM,/> = 0,10 ∙210 = 21 Вт.
2. Оцениваемдопустимую величину общих основных теплопотерь по формуле:
∑/> = M(1-x-y-z) =(1-0,18-0,06-0,10) ∙ 210 = 138,6 Вт.
3. Пользуясьданными таблицы П2.1, для субъекта при росте 1,64 м и весе 60 кг находимрасчётную величину поверхности её тела. Она получается равной /> = 1,66 />.
4. Пользуясьданными таблицы П2.5, определяем размеры поверхностей тела человека, защищённыхи не защищённых теплозащитной одеждой, по формулам:
/> = 0,029 ∙/> = 0,029 ∙1,66 = 0,05 />;
/> = 0,971 ∙/> = 0,971 ∙1,66 = 1,61 />.
5. Определяемвеличину термического сопротивления общей теплоотдачи с участков тела человека,защищённых и не защищённых одеждой, по формулам:
/> = 11,2 /> = 11,2 /> = 23,76 Вт / (/>∙град);
/> = 5,67 ∙ /> = 5,67 ∙0,78/> = 3,49 Вт/(/>∙град);
/> принимаемравным 0,78,
/> = /> + 5 = -3+5 = 2град.
6. Получаем:
/> = /> + /> = 23,76 + 3,49= 27,25 Вт/(/>∙град);
/> = /> = /> = 0,04 Вт/(/>∙град).
7. Находимчасть общих основных теплопотерь субъекта, приходящуюся на участки тела, непокрытые одеждой, по формуле:
∑/> = /> = /> = 45 Вт.
8. Частьобщих основных теплопотерь субъекта, приходящуюся на участки тела, покрытыеодеждой, определяем как разность по формуле:
∑/> = ∑/> - ∑/> = 138,6 – 45 =93,6 Вт.
9. Находимсреднее значение термического сопротивления теплопроводности по формуле:
/> = /> - /> = /> - 0,04 = 0,58 (/>∙град)/Вт.
Всерасчётные данные заносим в итоговую расчётную таблицу 1.
Таблицапредварительных расчётов.
Таблица1.
Расчётная величина теплопродукции
M, Вт Значение удельных коэффициентов Теплопотери организма человека, Вт
Расчётные значения площадей поверхности, /> x y z
/>
/>
/>
∑/>
/>
/>
/> 210 0,18 0,06 0,10 37,8 12,6 21 138,6 1,66 1,61 0,05
Окончаниетаблицы 1.Температура поверхности тела, град Физические параметры окружающей среды Основные теплопотери, Вт
Термические сопротивления, (/>∙град/Вт)
/>
/>
/>, град
/>, м/с
/>, Вт/(/>∙град)
/>, Вт/(/>∙град)
∑/>
∑/>
/>
/> 33 33,2 -3 4,5 3,49 23,76 45 93,6 0,04 0,58
10. Послерасчёта основных общих теплопотерь через одежду переходим к расчёту основныхтеплопотерь с локальных участков поверхности тела.
Сэтой целью всю поверхность тела разбиваем на отдельные участки (сегменты): головаи шея, туловище, плечи и предплечья, кисть, бедро и ягодица, голень, сводстопы.
Затемопределяем относительную долю поверхности тела данного участка в общей поверхноститела, защищённой одеждой (γ), и относительные тепловые потери для каждогоучастка поверхности тела, защищённой одеждой (β).
Расчётосновных теплопотерь с участков тела производим по формуле:
/> = /> ∙ />
Головаи шея 93,6 ∙ 0,045 ∙ 1,77 = 7,46 Вт
Туловище 93,6∙ 0,367 ∙ 0,63 = 21,64 Вт
Плечии предплечья 93,6 ∙ 0,137 ∙ 0,60 = 7,69 Вт
Кисти 93,6∙ 0,046 ∙ 2,15 = 9,26 Вт
Бёдраи ягодицы 93,6 ∙ 0,129 ∙ 1,05 = 12,68 Вт
Голени 93,6∙ 0,210 ∙ 1,59 = 31,25 Вт
Стопыног 93,6 ∙ 0,066 ∙ 1,25 = 7,72 Вт
Итого:97,7 Вт
Послепроизведённого расчёта оцениваем величину относительной ошибки, которуюопределяют по формуле:
ΔX= /> ∙ 100% =4,2%
Допустимаявеличина ошибки не должна превышать 10%.
11. Далееопределяем термическое сопротивление теплопроводности пакета одежды поотмеченным локальным участкам тела по формуле:
/> = /> - /> , где /> = /> ∙ />
Головаи шея /> = 1,61 ∙0,045 = 0,07 />; /> = /> - 0,04 = 0,29 (/>∙град)/Вт
Туловище /> = 1,61 ∙0,367 = 0,59 />; /> = /> - 0,04 = 0,96 (/>∙град)/Вт
Плечии предплечья /> = 1,61 ∙0,137 = 0,22 />; /> = /> - 0,04 = 1,07 (/>∙град)/Вт
Кистирук /> = 1,61 ∙0,046 = 0,07 />; /> = /> - 0,04 = 0,21 (/>∙град)/Вт
Бёдраи ягодицы /> = 1,61 ∙0,129 = 0,21 />; /> = /> - 0,04 = 0,53 (/>∙град)/Вт
Голени /> = 1,61 ∙0,210 = 0,34 />; /> = /> - 0,04 = 0,27 (/>∙град)/Вт
Стопыног /> = 1,61 ∙0,066 = 0,11 />; /> = /> - 0,04 = 0,45 (/>∙град)/Вт
12. Послепроведения расчётов термических сопротивлений пакетов одежды по локальнымучасткам переходим к формированию пакетов одежды по каждому участку. Структурапакета образуется путём подбора его элементов так, чтобы по каждому участкубыло определено необходимое расчётное значение термического сопротивлениятеплопроводности. Необходимо учитывать также назначение изделия и толщинывоздушных прослоек, располагающихся между элементами пакета.
Дляориентировочной оценки теплозащитных свойств элементов пакета и воздушныхпрослоек пользуемся данными таблиц П2.3 и П2.8.
Расчёттермического сопротивления теплопроводности каждого слоя пакета (ткани ивоздушной прослойки) производим по формуле (19):
/> = />,
где δ – расчётная толщина соответствующего слоя, входящего в пакет, м;
λ– коэффициент теплопроводности этого слоя, Вт/(м∙град).
Подставляяв формулу (20) значения термических сопротивлений всех элементов, получаемобщее термическое сопротивление пакета на участке:
/> = /> + /> = /> + />,
где n– число слоёв ткани в пакете;
m – число воздушных прослоек впакете.
Подборэлементов пакета осуществляем таким образом, чтобы расхождение расчётногозначения термического сопротивления и полученного в результате формированияпакета одежды не превышало 10%. Расчёт выполняют по формуле:
Δ= /> ∙ 100%
Усреднённыеданные о коэффициентах теплопроводности элементов пакета и толщинах тканей дляодежды приведены в таблице 1.
Шея
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,1 (/>∙град/Вт)
Воротникрубашки /> = /> = 0,00625 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,1 (/>∙град/Вт)
Плащеваяткань верха /> = /> = 0,0077 (/>∙град/Вт)
Утеплитель /> = /> = 0,075 (/>∙град/Вт)
Плащеваяткань верха /> = /> = 0,0077 (/>∙град/Вт)
Итого /> = 0,09665 + 0,2= 0,29665 (/>∙град/Вт)
Δ= /> ∙ 100% = 2,2%
Туловище
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,114 (/>∙град/Вт)
Бельеваях/б ткань /> = /> = 0,015 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,114 (/>∙град/Вт)
Рубашка /> = /> = 0,015 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,119 (/>∙град/Вт)
Костюмныех/б ткани /> = /> = 0,015 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,119 (/>∙град/Вт)
Подкладочнаяткань /> = /> = 0,008 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,114 (/>∙град/Вт)
Утеплитель /> = /> = 0,125 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,114 (/>∙град/Вт)
Плащеваяткань верха /> = /> = 0,011 (/>∙град/Вт)
Итого /> = 0,189 + 0,694= 0,883 (/>∙град/Вт)
Δ= /> ∙ 100% = 8,7%
Плечии предплечья
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,114 (/>∙град/Вт)
Бельеваях/б ткань /> = /> = 0,015 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,114 (/>∙град/Вт)
Рубашка /> = /> = 0,015 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,119 (/>∙град/Вт)
Костюмныех/б ткани /> = /> = 0,015 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,119 (/>∙град/Вт)
Перчаткикожа /> = /> = 0,011 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,114 (/>∙град/Вт)
Подкладочнаяткань /> = /> = 0,008 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,114 (/>∙град/Вт)
Утеплитель /> = /> = 0,125 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,114 (/>∙град/Вт)
Плащеваяткань верха /> = /> = 0,011 (/>∙град/Вт)
Итого /> = 0,2 + 0,808 =1,008 (/>∙град/Вт)
Δ= /> ∙ 100% = 6,2%
Бёдраи ягодицы
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,1 (/>∙град/Вт)
Бельеваях/б ткань /> = /> = 0,01 (/>∙град/Вт)
Колготки /> = /> = 0,003 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,105 (/>∙град/Вт)
Платье/Рубашка /> = /> = 0,013 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,113 (/>∙град/Вт)
Подкладочнаяткань /> = /> = 0,006 (/>∙град/Вт)
Утеплитель /> = /> = 0,097 (/>∙град/Вт)
Воздушнаяпрослойка /> = /> = 0,105 (/>∙град/Вт)
Плащеваяткань верха /> = /> = 0,009 (/>∙град/Вт)
Итого /> = 0,138 + 0,423= 0,561 (/>∙град/Вт)
Δ= /> ∙ 100% =5,5%
Длянаглядности расчёта структуру пакета по каждому участку представляемграфически:
Шея:
/>
1-Телочеловек
2-Воротникрубашки
3,5-Плащеваяткань верха
4-Утеплитель
Туловище:
/>
1-Телочеловека
2-Бельеваях/б ткань
3-Рубашка
4-Костюмныех/б ткани
5-Подкладочная ткань
6-Утеплитель
7-Плащеваяткань верха
Плечии предплечья:
/>
1-Телочеловека
2-Бельеваях/б ткань
3-Рубашка
4-Костюмныех/б ткани
5-Перчаткикожа
6-Подкладочная ткань
7-Утеплитель
8-Плащеваяткань верха
Бёдраи ягодицы:
/>
1-Телочеловека
2-Бельеваях/б ткань
3-Колготки
4-Рубашка
5-Подкладочная ткань
6-Утеплитель
7-Плащеваяткань верха
13. Рассчитываем величины прибавок на толщину пакета по каждому участку,используя соотношение /> = π/>, где /> - величинаприбавки, м; /> - общая толщинатканей пакета, м.
Шея /> = 3,14 ∙0,0076 = 0,023864 м
Туловище /> = 3,14 ∙0,0467 = 0,146795 м
Плечии предплечья /> = 3,14 ∙0,0532 = 0,167200 м
Бёдраи ягодицы /> = 3,14 ∙0,0155 = 0,048670 м.
Вывод:
Термическоесопротивление пакета, полученное в результате подбора его элементов, отличаетсяот расчетного не более чем на 10%. Поэтому структура пакета считаетсясформированной корректно.
Литература
1. Делль Р.А.,Афанасьева Р.В., Чубарова Э.С. Гигиена одежды.-М.: Легпромбытиздат, 1991.-160с.
2. Куликов Б.П.,Сахарова Н.А., Костин Ю.А. Гигиена, комфортность и безопасность одежды. ИвановоИГТА 2006. -256с.