بررسي تجربي و عددي انتقال حرارت در كاپشن‌هاي تهيه شده از كرك غاز

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

انسان در طول تاريخ همواره براي زيستن در شرايط سرد با چالش حفظ گرماي بدن مواجه بوده و به همين دليل طراحي و توليد پوشاك عايق حرارتي به يكي از نيازهاي اساسي زندگي در اقليم‌هاي سرد تبديل شده است. كاپشن‌هاي زمستاني با ايجاد حبس هوا در ساختار خود، نقش مهمي در كاهش اتلاف حرارت ايفا مي‌كنند و كرك پرندگان به دليل نسبت مطلوب عايق بودن به وزن، از كارآمدترين اجزاي اين پوشاك به شمار مي‌روند. باوجود كاربرد گسترده اين مواد، رفتار حرارتي آن‌ها تحت‌تأثير مجموعه‌اي از عوامل ساختاري و محيطي است كه بررسي نظام‌مند آن براي بهبود طراحي و عملكرد محصول ضروري است. در اين پژوهش، عملكرد حرارتي نمونه‌هاي حاوي كرك و پر در ساختار كاپشن‌هاي زمستاني باهدف تحليل اثر عوامل مؤثر و توسعه درك كمي از نحوه انتقال حرارت موردمطالعه قرار گرفت. ارزيابي‌ها با استفاده از دستگاه شبيه‌ساز پوست، دستگاه تاگ‌متر و مدل‌سازي عددي در محيط نرم‌افزار كامسول انجام شد. نمونه‌ها تحت شرايط كنترل‌شده و با تغيير پارامترهاي كليدي شامل جرم واحد سطح، درصد تركيب كرك و پر، نوع پارچه محفظه، فاصله دوخت‌ها و وضعيت نمونه در حالت خشك و خيس مورد تحليل قرار گرفتند. نتايج نشان داد با افزايش جرم واحد سطح، تفاوت معني‌داري بين رسانايي حرارتي نمونه‌ها مشاهده نشد و مقدار رسانايي حرارتي موثر در محدوده 0٫0398 تا 0٫0417 وات بر متر كلوين قرار گرفت. همچنين افزايش جرم واحد سطح سبب افزايش ضخامت و در نتيجه افزايش مقاومت حرارتي مي‌شود و مقاومت حرارتي نمونه‌ها در محدوده 0٫371 تا 1٫067 متر مربع كلوين بر وات قرار گرفت. درصد كرك‌ و پرهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت كه مشاهده شد درصد كرك بيشتر به‌تنهايي تضمين‌كننده عملكرد بهتر نيست و قدرت پركنندگي نيز بايد در نظر گرفته شود كه با افزايش درصد كرك از 60 به 80 درصد تاثير معني داري بر عملكرد حرارتي نمونه‌ها مشاهده نشد و قدرت پركنندگي آن‌ها زير 500 اينچ مكعب بر اونس و نزديك به يكديگر داشتند. نوع پارچه رويي در وزن‌هاي پايين‌تر تأثير بيشتري بر عملكرد حرارتي دارد. علاوه براين بررسي نمونه‌ها در شرايط خيس سبب كاهش ضخامت مجموعه شد و رسانايي حرارتي به طور محسوسي افزايش يافت؛ اما پس از خشك‌شدن و يكنواخت‌سازي، ويژگي‌هاي اوليه تا حد زيادي بازيابي مي‌شود. مقايسه نتايج تجربي و مدل‌سازي عددي نشان داد كه مدل ارائه‌شده توانايي پيش‌بيني قابل‌قبول رفتار حرارتي نمونه‌ها را دارد و اختلاف بين نتايج شبيه‌سازي و آزمايش در سطح قابل‌قبول مهندسي قرار گرفت. اين پژوهش نشان مي‌دهد كه عملكرد حرارتي كاپشن‌هاي حاوي كرك زماني بهينه مي‌شود كه ميان وزن واحد سطح، كيفيت كرك، ويژگي‌هاي پارچه محفظه و هندسه دوخت‌ها تعادل مناسبي برقرار شود. براي جرم واحدسطح پايين فاصله دوخت هاي نزديك بين 7 تا 10 سانتي‌متر با درصد كرك بيشتر در نظر گرفته شود و براي جرم واحد سطح‌هاي بالا، فاصله دوخت بين 13 تا 20 سانتي‌متر در نظر گرفته شود و هنگامي‌كه مقدار كرك و پر از 175 گرم بر متر مربع بيشتر شود، روند افزايش مقاومت حرارتي، كمتر مي‌شود.

236562

فناوري

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان