توصيفگر ها :
كيسه خواب , الياف پركننده , وزن واحد سطح , انتقال حرارت , انتقال رطوبت , وزش باد
چكيده فارسي :
محيط سرد، اثرات منفي بر عملكرد فيزيولوژيكي و سلامتي انسان دارد و سرماي شديد، يك خطر مهم براي سلامتي انسان محسوب ميشود. تكنيكهاي محافظت در برابر هواي سرد، با جلوگيري از ورود سرما و خروج گرما است تا بدن در دماي قابل قبولي باقي بماند. تنظيم درجه حرارت بدن، بخشي از مكانيسمي است كه اعضاي بدن را در يك درجه حرارت عملكرد بهينه نگه ميدارد. وقتي مقدار گرماي متابوليسم توليدشده توسط بدن كم باشد، براي ايجاد تعادل گرمايي، مقاومت حرارتي بيشتري موردنياز است. لذا در سرماي شديد و فعاليت فيزيكي كم، نظير خواب، نياز به تأمين خاصيت عايق، براي مجموعه لباس بهشدت افزايش مييابد. ازاينرو استفاده از كيسهخواب محافظ در شرايط فوق سرد از اهميت بسزايي برخوردار است. هدف از اين تحقيق بررسي پارامترهاي تأثيرگذار است كه راحتي مطلوبي را در زمان استفاده كيسهخواب فراهم كند؛ بنابراين جهت انجام اين تحقيق از پارچه بادي 100 درصد پلياستر بهعنوان لايه داخلي و خارجي و از الياف پلياستر توخالي، پلياستر تو پُر، پشم، ويسكوز و پر مرغ در سه وزن واحد سطح 200،100،g/m2300 بهعنوان پُركننده (لايه عايق) استفاده شد. مشخصات فيزيكي و مكانيكي پارچه شامل تراكم تاروپود، وزن مترمربع، ضخامت، نفوذپذيري هوا و آب، نفوذپذيري بخارآب، استحكام كششي در جهت تاروپود و تخلخل و مشخصات فيزيكي الياف پُركننده شامل، ظرافت، طول، نمره، قطر، چگالي، شكل سطح مقطع و رطوبت محتوي و بازيافتي اندازهگيري شد و پس از آمادهسازي نمونهها جهت رسيدن به كيسهخواب مناسب آزمونهاي انتقال حرارت در شرايط خشك و فشار پذيري نمونهها اندازهگيري شد؛ براي بررسي عملكرد پركنندهها به كمك حسگر انتقال رطوبت در شرايط خيس و بادي ميزان انتقال رطوبت نمونهها اندازهگيري شد و به كمك دوربين حرارتي در طول بازه زماني متفاوت از سطح الياف در شرايط خيس عكسبرداري شد و دماي سطحي نمونهها بهصورت كانتور دمايي بررسي شد. ازآنجاييكه هدف استفاده از كيسهخواب محافظت از بدن در شرايط محيطي خيلي سرد است براي بررسي اين شرايط، آزمايشي با شبيهسازي شرايط كوهستاني (خيلي سرد) انجام شد و كاهش دما نمونههاي پُركننده در بازههاي زماني متفاوت در شرايط سرد، خيس، خيس - بادي تحليل شد. نتايج نشان داد كه جنس الياف و وزن واحد سطح آن، تأثير زيادي بر عايق گرمايي، فشار پذيري، جذب و انتقال رطوبت دارد و با افزايش وزن واحد سطح، عايق گرمايي افزايش مييابد. بهطوريكه بيشتري عايق گرمايي در شرايط خشك مربوط به الياف پلياستر توخالي با وزن واحد g/m2 300 برابر با m2 k/W 145/0 و كمترين ميزان عايق گرمايي مربوط به پَر مرغ با وزن واحد سطح g/m2 100 برابر با m2 k/W 046/0 است. همچنين نتيجه شد كه با افزايش وزن واحد سطح، فشار پذيري الياف كم ميشود بهطوريكه كمترين فشار پذيري براي پشم و پلياستر توخالي در وزن واحد g/m2 300 به ترتيب برابر با 098/2 و 8/3 درصد و بيشترين فشار پذيري در اين وزن براي ويسكوز برابر با 34/14 درصد است. از آزمون انتقال رطوبت نتيجه شد، پلياستر توخالي با وزن واحد سطح g/m2 100 كمترين جذب رطوبت و الياف پر مرغ با وزن واحد g/m2 300 بيشترين جذب رطوبت را داشته است. همچنين تأثير باد بر انتقال رطوبت الياف موجب تسريع فرآيند تبخير و انتقال حرارت از طريق مكانيزم جابهجايي ميشود بنابراين در محيطهاي خنك، بدن در حضور باد، زودتر خنك ميشود و در محيطهاي گرم زودتر گرم ميشود بنابراين براي همه الياف مورد آزمايش در اين تحقيق، وزش باد موجب كاهش جذب رطوبت شد و كمترين زمان خشك شدن براي پلياستر توخالي با وزن واحد g/m2 100 برابر با 15/0 دقيقه و بيشترين زمان خشك شدن الياف براي پر مرغ با وزن واحد سطح g/m2 300 برابر با 51 دقيقه است. در شرايط كوهستاني كاهش دما براي هر دو الياف پشم و پلياستر توخالي در شرايط خيس - بادي بيشتر از سرد است و اين كاهش دما براي الياف پشم بيشتر از پلياستر توخالي گزارش شد.
چكيده انگليسي :
The cold environment has adverse effects on physiological function and human health.. For this purpose, a 100% polyester fabric was selected as the inner and outer layers of sleeping bag samples. Moreover, hollow and solid polyester fibers, wool, viscose and feathers was applied as the filler fibers of sleeping bag samples (insulation layer) in three weights of 100, 200, 300 g/m2. The physical and mechanical characteristics of the fabric were measured including the density of warp and weft, weight per square meter, thickness, air and water permeability, water vapor permeability and tensile strength in direction of warp and weft. Furthermore, the physical characteristics of filler fibers including length, denier, diameter, density, cross-sectional shape, the moisture content and moisture regain were measured. In order to achieve the suitable sleeping bag, thermal insulation and the compressibility of the samples was measured. To investigate the performance of the filler fibers in wet conditions, the amount of moisture transfer of the samples was measured with the help of a moisture transfer sensor in wet and windy conditions. Infrared camera photographs were taken of the surface of the fibers in wet conditions during different time intervals, and the surface temperature of the samples was checked as a temperature contour. Since a sleeping bag protect the body in very cold environmental conditions, an experiment was designed to simulate mountain conditions (very cold) and the temperature reduction of the samples was analyzed during time in cold, wet and wet-windy conditions. The results showed that the type of fiber and its weight have a great effect on thermal insulation, compressibility and moisture absorption. Thermal insulation increases with the increase of weight. So that the highest amount of thermal insulation in dry conditions is related to hollow polyester fibers with a weight of 300 g/𝑚2 equal to 0.145 𝑚2K/W and the lowest amount of thermal insulation is related to feathers with a weight of 100 g/𝑚2 equal to is 0.046 𝑚2𝐾/W. It was also concluded that with increasing the weight of insulation layer, the compressibility of the fibers decreases. The lowest compressibility for wool and hollow polyester at a weight of 300 g/𝑚2 is 2.098 and 3.8%, respectively, and the highest compressibility for viscose at the weight of 300 g/𝑚2 is 14.34%. From the moisture transfer test, it was concluded that hollow polyester fiber with a weight of 100 g/𝑚2 had the lowest moisture absorption and feather fibers with a weight of 300 g/𝑚2 had the highest moisture absorption. Also, the effect of wind on the moisture transfer of fibers accelerates the process of evaporation and heat transfer through the convection mechanism, In the presence of wind, the body cools down faster in cool environments and heats up faster in hot environments. According to results, the wind reduced moisture absorption. The hollow polyester with a weight of 100 g/𝑚2 had minimum drying time equal to 0.15 minutes, and feathers with a weight of 300g/𝑚2 showed maximum drying time equal to 51 minutes. In the maximum drying time for mountainous conditions, the decrease in temperature for both wool and hollow polyester fibers are greater in wet-windy conditions than in cold conditions, and this decrease in temperature was reported for wool fibers more than hollow polyester fibers.
