МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ
Державна освітня установа
Вищої професійної освіти
«Іванівська державна текстильна академія»
(ІГТА)
Кафедра конструювання швейних виробів
Контрольна робота
з дисципліни Гігієна одягу
На тему «Розрахунок величин збільшень на товщину пакета одягу виходячи з її теплозахисної здібності»
Автор роботи
Спеціальність 260902
Код 066452
Курс IV
Керівник роботи
Куликов Б.П.
Іваново
2010
Варіант 7
Куртка жіноча утеплена з плащової тканини. Робота листоноші.
Вихідні дані для проведення розрахунку:
Q = 210Вт,
Зростання = 164 см,
Вага = 60 кг,
Питомі коефіцієнти X = 0,18, Y = 0,06, Z = 0,10
Параметри середовища t в =- 3,0 град, V в = 4,5 м / с
Розрахунок:
За даними таблиці П2.4 встановлюємо, що = -3,0 Град і
= 4,5 м / с.
Приймаємо, що для заданих умов життєдіяльності суб'єкта M = Q = 210 Вт
Приймаються значення коефіцієнта x = 0,18 та для заданих умов оцінюють значення коефіцієнтів y = 0,06 і z = 0,10, які вибирають з таблиці П2.4.
Визначаємо величини тепловтрат на випаровування, дихання і механічну роботу за формулами:
= XM,
= 0,18 ∙ 210 = 37,8 Вт;
= YM,
= 0,06 ∙ 210 = 12,6 Вт;
= ZM,
= 0,10 ∙ 210 = 21 Вт.
Оцінюємо допустиму величину загальних основних тепловтрат за формулою:
Σ = M (1-xyz) = (1-0,18-0,06-0,10) ∙ 210 = 138,6 Вт
Користуючись даними таблиці П2.1, для суб'єкта при зростанні 1,64 м і вазі 60 кг знаходимо розрахункову величину поверхні її тіла. Вона виходить рівної = 1,66
.
Користуючись даними таблиці П2.5, визначаємо розміри поверхонь тіла людини, захищених і не захищених теплозахисної одягом, за формулами:
= 0,029 ∙
= 0,029 ∙ 1,66 = 0,05
;
= 0,971 ∙
= 0,971 ∙ 1,66 = 1,61
.
Визначаємо величину термічного опору загальної тепловіддачі з ділянок тіла людини, захищених і не захищених одягом, за формулами:
= 11,2
= 11,2
= 23,76 Вт / (
∙ град);
= 5,67 ∙
= 5,67 ∙ 0,78
= 3,49 Вт / (
∙ град);
приймаємо рівним 0,78,
=
+ 5 = -3 +5 = 2 град.
Одержуємо:
=
+
= 23,76 + 3,49 = 27,25 Вт / (
∙ град);
=
=
= 0,04 Вт / (
∙ град).
Знаходимо частину загальних основних тепловтрат суб'єкта, що припадає на ділянки тіла, не покриті одягом, за формулою:
Σ =
=
= 45 Вт.
Частина загальних основних тепловтрат суб'єкта, що припадає на ділянки тіла, покриті одягом, визначаємо як різницю за формулою:
Σ = Σ
- Σ
= 138,6 - 45 = 93,6 Вт
Знаходимо середнє значення термічного опору теплопровідності за формулою:
=
-
=
- 0,04 = 0,58 (
∙ град) / Вт.
Всі розрахункові дані заносимо в підсумкову розрахункову таблицю 1.
Таблиця попередніх розрахунків.
Таблиця 1.
Розрахункова величина теплопродукції M, Вт | Значення питомих коефіцієнтів | Тепловтрати організму людини, Вт | Розрахункові значення площ поверхні, | |||||||
x | y | z | Σ | |||||||
210 | 0,18 | 0,06 | 0,10 | 37,8 | 12,6 | 21 | 138,6 | 1,66 | 1,61 | 0,05 |
Закінчення таблиці 1.
Температура поверхні тіла, град | Фізичні параметри навколишнього середовища | Основні тепловтрати, Вт | Термічні опори, ( | ||||||
|
|
|
| Σ | Σ | ||||
33 | 33,2 | -3 | 4,5 | 3,49 | 23,76 | 45 | 93,6 | 0,04 | 0,58 |
Після розрахунку основних загальних тепловтрат через одяг переходимо до розрахунку основних тепловтрат з локальних ділянок поверхні тіла.
З цією метою всю поверхню тіла розбиваємо на окремі ділянки (сегменти): голова і шия, тулуб, плечі і передпліччя, кисть, стегно і сідниця, гомілка, звід стопи.
Потім визначаємо відносну частку поверхні тіла даної ділянки в загальній поверхні тіла, захищеної одягом (γ), і відносні теплові втрати для кожної ділянки поверхні тіла, захищеної одягом (β).
Розрахунок основних тепловтрат з ділянок тіла виробляємо за формулою:
=
∙
Голова і шия 93,6 ∙ 0,045 ∙ 1,77 = 7,46 Вт
Тулуб 93,6 ∙ 0,367 ∙ 0,63 = 21,64 Вт
Плечі і передпліччя 93,6 ∙ 0,137 ∙ 0,60 = 7,69 Вт
Кисті 93,6 ∙ 0,046 ∙ 2,15 = 9,26 Вт
Стегна і сідниці 93,6 ∙ 0,129 ∙ 1,05 = 12,68 Вт
Гомілки 93,6 ∙ 0,210 ∙ 1,59 = 31,25 Вт
Стопи ніг 93,6 ∙ 0,066 ∙ 1,25 = 7,72 Вт
Разом: 97,7 Вт
Після виробленого розрахунку оцінюємо величину відносної помилки, яку визначають за формулою:
Δ X = ∙ 100% = 4,2%
Допустима величина помилки не повинна перевищувати 10%.
Далі визначаємо термічний опір теплопровідності пакету одягу за зазначеним локальним ділянок тіла за формулою:
=
-
, Де
=
∙
Голова і шия = 1,61 ∙ 0,045 = 0,07
;
=
- 0,04 = 0,29 (
∙ град) / Вт
Тулуб = 1,61 ∙ 0,367 = 0,59
;
=
- 0,04 = 0,96 (
∙ град) / Вт
Плечі і передпліччя = 1,61 ∙ 0,137 = 0,22
;
=
- 0,04 = 1,07 (
∙ град) / Вт
Кисті рук = 1,61 ∙ 0,046 = 0,07
;
=
- 0,04 = 0,21 (
∙ град) / Вт
Стегна і сідниці = 1,61 ∙ 0,129 = 0,21
;
=
- 0,04 = 0,53 (
∙ град) / Вт
Гомілки = 1,61 ∙ 0,210 = 0,34
;
=
- 0,04 = 0,27 (
∙ град) / Вт
Стопи ніг = 1,61 ∙ 0,066 = 0,11
;
=
- 0,04 = 0,45 (
∙ град) / Вт
Після проведення розрахунків термічних опорів пакетів одягу по локальних ділянках переходимо до формування пакетів одягу по кожній ділянці. Структура пакета утворюється шляхом підбору його елементів так, щоб по кожній дільниці було визначено необхідну розрахункове значення термічного опору теплопровідності. Необхідно враховувати також призначення виробу і товщини повітряних прошарків, що розташовуються між елементами пакету.
Для орієнтовної оцінки теплозахисних властивостей елементів пакету і повітряних прошарків користуємося даними таблиць П2.3 і П2.8.
Розрахунок термічного опору теплопровідності кожного шару пакета (тканини і повітряного прошарку) виробляємо за формулою (19):
=
,
де δ - розрахункова товщина відповідного шару, що входить у пакет, м;
λ - коефіцієнт теплопровідності цього шару, Вт / (м ∙ град).
Підставляючи в формулу (20) значення термічних опорів всіх елементів, отримуємо загальний термічний опір пакету на ділянці:
=
+
=
+
,
де n - кількість шарів тканини в пакеті;
m - число повітряних прошарків у пакеті.
Підбір елементів пакета здійснюємо таким чином, щоб розбіжність розрахункового значення термічного опору й отриманого в результаті формування пакету одягу не перевищувало 10%. Розрахунок виконують за формулою:
Δ = ∙ 100%
Усереднені дані про коефіцієнти теплопровідності елементів пакету і товщинах тканин для одягу наведені в таблиці 1.
Шия
Повітряний прошарок =
= 0,1 (
∙ град / Вт)
Комір сорочки =
= 0,00625 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,1 (
∙ град / Вт)
Плащова тканина верху =
= 0,0077 (
∙ град / Вт)
Утеплювач =
= 0,075 (
∙ град / Вт)
Плащова тканина верху =
= 0,0077 (
∙ град / Вт)
Разом = 0,09665 + 0,2 = 0,29665 (
∙ град / Вт)
Δ = ∙ 100% = 2,2%
Тулуб
Повітряний прошарок =
= 0,114 (
∙ град / Вт)
Білизняна х / б тканина =
= 0,015 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,114 (
∙ град / Вт)
Сорочка =
= 0,015 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,119 (
∙ град / Вт)
Костюмні х / б тканини =
= 0,015 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,119 (
∙ град / Вт)
Підкладкова тканину =
= 0,008 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,114 (
∙ град / Вт)
Утеплювач =
= 0,125 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,114 (
∙ град / Вт)
Плащова тканина верху =
= 0,011 (
∙ град / Вт)
Разом = 0,189 + 0,694 = 0,883 (
∙ град / Вт)
Δ = ∙ 100% = 8,7%
Плечі і передпліччя
Повітряний прошарок =
= 0,114 (
∙ град / Вт)
Білизняна х / б тканина =
= 0,015 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,114 (
∙ град / Вт)
Сорочка =
= 0,015 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,119 (
∙ град / Вт)
Костюмні х / б тканини =
= 0,015 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,119 (
∙ град / Вт)
Рукавички шкіра =
= 0,011 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,114 (
∙ град / Вт)
Підкладкова тканину =
= 0,008 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,114 (
∙ град / Вт)
Утеплювач =
= 0,125 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,114 (
∙ град / Вт)
Плащова тканина верху =
= 0,011 (
∙ град / Вт)
Разом = 0,2 + 0,808 = 1,008 (
∙ град / Вт)
Δ = ∙ 100% = 6,2%
Стегна і сідниці
Повітряний прошарок =
= 0,1 (
∙ град / Вт)
Білизняна х / б тканина =
= 0,01 (
∙ град / Вт)
Колготки =
= 0,003 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,105 (
∙ град / Вт)
Сукня / Сорочка =
= 0,013 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,113 (
∙ град / Вт)
Підкладкова тканину =
= 0,006 (
∙ град / Вт)
Утеплювач =
= 0,097 (
∙ град / Вт)
Повітряний прошарок =
= 0,105 (
∙ град / Вт)
Плащова тканина верху =
= 0,009 (
∙ град / Вт)
Разом = 0,138 + 0,423 = 0,561 (
∙ град / Вт)
Δ = ∙ 100% = 5,5%
Для наочності розрахунку структуру пакету по кожній ділянці представляємо графічно:
Шия:
1-Тіло людина
2-Комір сорочки
3,5-плащової тканини верху
4-Утеплювач
Тулуб:
1-Тіло людини
2-Білизняна х / б тканина
3-Сорочка
4-костюмні х / б тканини
5 - підкладкова тканину
6-Утеплювач
7-плащової тканини верху
Плечі і передпліччя:
1-Тіло людини
2-Білизняна х / б тканина
3-Сорочка
4-костюмні х / б тканини
5-Рукавички шкіра
6 - підкладкова тканину
7-Утеплювач
8-плащової тканини верху
Стегна і сідниці:
1-Тіло людини
2-Білизняна х / б тканина
3-Колготки
4-Сорочка
5 - підкладкова тканину
6-Утеплювач
7-плащової тканини верху
13. Розраховуємо величини збільшень на товщину пакета по кожній ділянці, використовуючи співвідношення = Π
, Де
- Величина надбавки, м;
- Загальна товщина тканин пакету, м.
Шия = 3,14 ∙ 0,0076 = 0,023864 м
Тулуб = 3,14 ∙ 0,0467 = 0,146795 м
Плечі і передпліччя = 3,14 ∙ 0,0532 = 0,167200 м
Стегна і сідниці = 3,14 ∙ 0,0155 = 0,048670 м.
Висновок:
Термічний опір пакету, отриманий в результаті підбору його елементів, відрізняється від розрахункового не більше ніж на 10%. Тому структура пакету вважається сформованою коректно.
Література
1. Делла Р.А., Афанасьєва Р.В., Чубарова Е.С. Гігієна одежди.-М.: Легпромбитіздат, 1991.-160 с.
2. Куликов Б.П., Сахарова Н.А., Костін Ю.А. Гігієна, комфортність і безпеку одягу. Іваново ІГТА 2006. -256с.