纺织导报-差动毛细效应与织物孔径特性的关系.pdf
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1、前沿技术 I 章用等液位分段快速响应毛细液体测试装置对4 组双层织物的垂直于织物方向的孔径分布及芯吸速率进 入行测量,根据毛细差动原理分析了毛细子L 分布与双层组合织物的芯吸性能的关系及双层织物的结构搭配 对于孔径分布及形成的附加压力差的影响。 T ba n a l y z ed i f 佗r e n t i a lc a p i l l a r ye f 琵c tm e c h a n i s mi nm i c r o c o s m i cc a p i l l a r y ,e x a c t i t u d ee l e c t r o ns c a l ew a su s e d
2、,a n dt h e c a p i l l a r yd j s t r i b u t i o n sp e r p e n d i c u l a rt Of a b r i cp l a n ea n dw i c 妯n gv e l o c i t ya l o n gt h ed i r e c t i o no fm o n o l a y e ra n da s s e m b l e d f 曲d c sw e r et e s t e di na ns e l f _ d e v e l o p e da p p a r a t u si nw h i c ha ne l
3、 e c t r o nb a l a n c ea J l das u b s e c t i o n f a s tl i q u i dr e s p o n s es e t w e r ea s s e m b 】e d C a p i l l a r yd i s t r i b u t i o np e r p e n d i c u l a rt of a b r i cp l a n eo ff o u rg r o u p so fd o u b l el a y e rf a b r i c sw a st e s t e d 差动毛细效应与织物孔径特性的关系 R e I
4、 a t i o n S h i 口h e t W e e nC a 口i a r VP r 0 e r l i e Sa n D i 竹e r e n t i a I C a i a r VE 仃e C t0 fF a b r i C 国内对于差动毛细效应的研究是通过平均或者称为简 单毛细管半径计算织物附加压力差A P 的理论值来分析其 机制,但是根据表面化学原理,毛细孔径的分布对液体输 运影响巨大,而垂直于汗液蒸发方向也即垂直于织物平面 方向的毛细结构对气态水的传输和液态水的芯吸有着显著 影响。同一简单半径的织物往往由于织物结构不同而织物 各范围内的孔径分布不同,进而影响差动毛细效应。 本
5、文尝试用定量测试织物孔径分布和快速芯吸速率的 方法与传统方法进行比较,力图更细致地定量分析织物差 动毛细效应的成因。本文利用精密电子天平,改进和组装 了适用于织物的等液位分段快速响应毛细液体吸收测试装 置。通过对组合织物的毛细孔分布及垂直于织物的芯吸速 率进行测量,分析孔径分布与织物芯吸性能的关系及织物 结构对毛细孔分布及形成的附加压力差的影响。 1 织物的差动毛细效应原理 1 1 原理 经过实验探索和理论分析,快速芯吸双层织物的内外 两层根据差动毛细效应原理内层织物的纱线线密度越大, 经纬密越小,外层纱线线密度越小,经纬密越大,则该组 合织物形成的正附加压力差越大,能形成较强的水分传输。 1
6、 2 差动毛细效应原理 有文献提出内层毛细管所形成的附加压力与外层毛细 引 _ I 作者单位:范菲,广东白云学院艺术设计系;齐宏进,五 I I 邑大学纺织服装系。 文范菲齐宏进 管所形成的附加压力之差P 为: 廿= 半一号竽 ( 1 ) 式中:P 附加压力差( P a ) ,y 液气界面张 力( N m ) 。,。织物里层纤维所形成的毛细管的当量半 径( m ) ;,2 织物外层纤维所形成的毛细管的当量半径 ( m ) 。 毛细管的简单半径r 和纤维的直径d 的关系可由式( 2 ) 表示,作简化处理: r = O 1 1 3 d ( 2 ) 纤维直径为: 拈35 6 8 X 1 0 - 8 挎
7、 ( 3 ) 式中:d 纤维直径( m ) ;j v 纤维线密度( t e x ) ; 6 纤维密度( g ,c m 3 ) 。 同一简单半径的织物往往由于织物结构不同而织物各 范围内的孔径分布不同,试验中尝试用定量测试织物孔径 分布和快速芯吸速率的方法,更细致地分析织物差动毛细 效应的成因,以跟传统方法作比较。 1 3 毛细孔测量原理 大量出汗的液态水或湿加工过程中的水溶液接触织 物,由于毛细管内弯曲液面的附加压力,自动引导液体在 纺织导报C h i n aT e x 蚓e L e a d e r 2 0 0 8N o 8 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO :
8、Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 毛细孔中流动,产生芯吸。毛细管压力依据L a p l a c e 公式 计算: P c :掣 ( 4 ) 式中:只毛细管压力( P a ) ;y 液一气的界面 张力( N m ) ;,毛细管的等效半径( m ) ,p 接触 角( 。) 。 利用万分之一精密电子天平,组装了等液位分段快速 响应毛细液体测试装置,对不同高度日等液位瓶所对应的 织物中孔径分布进行测量,画出直方图并进行图解微分拟 合为孔径分布图。 2 实验部分 2 1 根据差动毛细效应原理组合的4 组织物 分组原则是外层的织
9、物形成较细的毛细管,内层织物 形成较粗的毛细管,内外层织物就会形成正差动( 表1 ) 。 表1 组合机织物的结构参数 A l c 6 UJ 4 D 内层)2 02 03 6 U5 2 8 C 6 0 T 4 0 ( 外层) 2 02 03 8 76 8 6 爹A 2 c 6 叽( 内层) 2 02 03 6 0 5 2 8 遵 瓢 c 6 叽( 外层 2 02 03 6 2 5 3 0 锵 A 3 C 1 0 0 ( 内层)2 52 53 3 15 4 0 C 1 0 0 ( 外层)2 02 04 4 l7 5 9 簦M c 1 0 0 内层) 2 52 53 3 l 5 4 0 懑 簟酝晨l
10、 + 。i 钤羼j 。“热、一。飘。,寻媳,。一。手眵。潮 2 2 各方案理论计算的附加压力差值 各方案理论计算的附加压力差值见表2 。 表2 织物附加压力差户的理论计算值 k P a 附加压力差 l O 8 2 3 织物内外层毛细管的简单半径比较 根据式( 2 ) 、( 3 ) 计算各组外层和内层简单半径如表 3 所示。 表3 织物内外层毛细管的简单半径比较 m A 1粤层 外层 霪A 2 赛霍 A 3 内层 外层 3 9 1 0 一 3 7 l O 5 3 7 l O 一5 3 6 1 0 5 5 3xl O 一5 3 4 1 0 5 2 1 1 0 6 5 6 I O 一7 1 9 l
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