Wykaz Projektów
Streszczenie

Ocena izolacyjności cieplnej odzieży stosowanej w środowisku gorącym za pomocą manekina termicznego z funkcją pocenia

Kierownik projektu: mgr inż. Magdalena Młynarczyk

Streszczenie projektu:

 

Głównym celem zadania było opracowanie procedury badawczej służącej do szybkiej i dokładnej oceny odzieży ochronnej stosowanej zarówno w środowisku zimnym, jak i gorącym. W procedurze badawczej wykorzystuje się manekina termicznego Newton z funkcją pocenia do oceny takich parametrów odzieży, jak: izolacyjność cieplna oraz opór pary wodnej.

W ramach 1. etapu realizacji zadania wykonano wiele badań oporu pary wodnej z wykorzystaniem manekina termicznego ubranego w specjalistyczną skórę w zależności od intensywności pocenia (zbadano 4 intensywności pocenia 100 ÷ 250 ÷ 500 ÷ 650 ml.h-1.m-2) oraz warunków środowiska zewnętrznego (w warunkach nieizotermicznych – 22oC oraz w warunkach izotermicznych – 34oC). Po przeprowadzeniu badań stwierdzono, że w tzw. warunkach izotermicznych wartość oporu pary wodnej jest wyższa niż w warunkach nieizotermicznych dla tej samej wartości intensywności pocenia. W zależności od warunków temperatury otoczenia zaobserwowano inne powiązanie pomiędzy wartościami oporu pary wodnej Ret a intensywnością pocenia manekina ubranego w specjalistyczną skórę. Dla tzw. warunków izotermicznych najlepiej ww. zależność obrazowała funkcja potęgowa, natomiast dla warunków nieizotermicznych wielomian drugiego stopnia (zależność tę zweryfikowano w ramach realizacji 2. etapu zadania). Opracowane metody wykorzystano do przeprowadzenia badań izolacyjności cieplnej i oporu pary wodnej łącznie 10 wytypowanych zestawów odzieży ochronnej.

Laboratorium Obciążeń Termicznych uczestniczyło także w międzynarodowych badaniach laboratoryjnych dotyczących mokrej wymiany ciepła (RR_study 2014 r.).

W ramach 2. etapu realizacji badania przeprowadzono weryfikację zależności oporu pary wodnej manekina ubranego w specjalistyczna skórę od intensywności pocenia. W badaniach potwierdzono zależność uzyskaną w 1. etapie zadania. W warunkach izotermicznych wartość oporu pary wodnej jest wyższa niż w warunkach nieizotermicznych dla tej samej wartości intensywności pocenia. Zależności oporu pary wodnej w środowisku izotermicznymi i nieizotermicznym opisano wielomianem drugiego i trzeciego stopnia.

Na podstawie badań udowodniono, że intensywność pocenia podczas badań mokrej wymiany ciepła ma znaczący wpływ na wartość oporu pary wodnej. W badaniach zależności oporu pary wodnej manekina ubranego w specjalistyczną skórę Rea od intensywności pocenia, potwierdzono określoną w ramach 1. etapu zadania tendencję, że graniczną wartością intensywności pocenia jest wartość ~500 ml/hr.m2. Zwiększenie intensywności pocenia nie powodowało znaczących zmian wartości Rea.

Zadanie 3.Z.16. Zależność oporu pary wodnej Rea w stosunku do wartości intensywności pocenia dla warunków nieizotermicznych (lewa strona) i tzw. izotermicznych (prawa strona)

 

W ramach realizacji zadania zorganizowano międzynarodowe badania biegłości PT dot. walidacji opracowanej metody pomiaru izolacyjności cieplnej oraz oporu pary wodnej przy wykorzystaniu manekina typu Newton. Uzyskane przez laboratorium CIOP-PIB wyniki były zadowalające. Mieściły się w zakresie przyjętego 4% błędu dla suchej wymiany ciepła oraz 10% błędu dla mokrej wymiany ciepła. W badaniach biegłości PT potwierdzono zatem poprawność opracowanej metodyki prowadzenia badań z wykorzystaniem manekina termicznego typu Newton.

Podczas wykonywania zadania opracowano bazę danych zawierającą: nazwę handlową zestawu odzieży, opisy zastosowanych materiałów oraz możliwości zastosowania, wartości uzyskane podczas badania suchej wymiany ciepła (w zależności od metody kalkulacji: izolacyjność cieplna całkowita oraz izolacyjność cieplna efektywna), a także mokrej wymiany ciepła (opór pary wodnej w warunkach badania izotermicznych lub nieizotermicznych). W bazie danych uwzględniono również zestawy odzieży przebadane w Pracowni Obciążeń Termicznych w ramach innych zadań lub projektów. Dodatkowo w bazie danych umieszczono informację o rodzaju zastosowanego do badań manekina termicznego (Diana, Newton). Obecnie baza danych zawiera 50 rekordów i będzie aktualizowana.

Wprowadzono manekina termicznego Newton do aparatury objętej nadzorem w systemie jakości CIOP-PIB. Zaktualizowano procedurę, wg której możliwe jest wykonywanie badań izolacyjności cieplnej z wykorzystaniem manekina termicznego Newton objętych systemem akredytacji AB 038. Opracowano także metodę badań oporu pary wodnej zestawu odzieży, która może być wykonywana poza zakresem akredytacji.

Na podstawie wyników z realizacji zadania opracowano materiały informacyjne Pomiar izolacyjności cieplnej oraz oporu pary wodnej odzieży przy wykorzystaniu pocącego manekina termicznego NEWTON. W celu weryfikacji powstałych materiałów oraz bazy danych na seminarium szkoleniowym dla członków Sieci Ekspertów ds. BHP przedstawiono referat pn. Wpływ komfortu termicznego na efektywność pracy. Materiały te przedstawiono także producentom odzieży ochronnej.

W celu rozpowszechniania wyników zadania wzięto udział w 2 konferencjach międzynarodowych oraz 1 krajowej.

Wyniki zadania przedstawiono w 2 publikacjach złożonych oraz 3 opublikowanych.

 

Manekin termiczny typu NEWTON - pomiar izolacyjności cieplnej oraz oporu pary wodnej odzieży (materiały informacyjne)
Autor: mgr inż. Magdalena Młynarczyk
2016 r.


Jednostka: Pracownia Obciążeń Termicznych

Okres realizacji: 01.01.2014 – 31.12.2016