Публикации автора

В статье приведены результаты исследования процессов осаждения пыли в структуре хлопкополиэфирных тканей при прохождении через них воздушного потока с Сп = 2 мг/м³. Такие условия эксплуатации текстильных материалов в защитной одежде шахтеров наблюдаются при добыче каменного угля в отдельных технологических операциях (например, проходка выработок) при работающей системе вентиляции. Установлено, что захват пылевых частиц текстильными тканями протекает в различных режимах, в зависимости от их волокнистого состава и вида переплетения. Для описания этих процессов предложены две модели захвата пылевых частиц: «канальная» и «равномерная».

Показано, что процессы захвата пыли тканями полотняного переплетения с преобладанием полиэфирных волокон описываются «канальной» моделью. При этом на нитях формируются дендритные пылевые структуры, что приводит к быстрому заполнению полей просвета. Это приводит к резкому снижению воздухопроницаемости образца.

Показано, что процессы захвата пыли тканями саржевого переплетения с высоким содержанием хлопка описывается «равномерной» моделью. При этом наблюдается достаточно равномерное распределение частиц пыли по поверхности нитей. Поля просвета ткани заполняются пылью менее интенсивно, чем в предыдущем случае. В результате образцы дольше сохраняют исходную воздухопроницаемость.

Для количественной оценки устойчивости текстильных материалов к накоплению пыли и сравнительной оценке предложены критерии: удельная скорость деградации воздухопроницаемости и коэффициент сохранения воздухопроницаемости. По этим показателям выявлен предпочтительный вариант текстильного материала для использования при проектировании одежды шахтера - ткань саржевого переплетения с одержанием хлопковых волокон на уровне 80 % (Kу = 24,3; Kв = 95 %).

В статье рассматриваются проблемы исследования процессов прохождения запыленного воздуха через текстильные материалы в составе специальной одежды шахтера. Показано, что существующие подходы к оценке параметров безопасности комплектов одежды в аспекте защиты работающего от угольной пыли не отражают физическую сущность процессов фильтрации воздуха через их структуру с осаждением части пылевых частиц в материале. Для более точного анализа процессов прохождения и накопления пыли в текстильном материале предложено использовать численные модели, которые позволяют рассчитывать параметры движения через его структуру пылинок различных фракций, а также интенсивность осаждения пыли на нитях. Проведены микроскопические исследования угольной пыли, которые позволили установить ее фракционный состав. Разработана численная модель движения запыленного воздуха через текстильный материал, включающая модель текстильного материала, области запыленного и чистого воздуха, которые воспроизводят окружающую среду шахты и пространство внутри пакета одежды (или пододежное пространство). В модель введены уравнения для всех взаимодействий пыли со структурой текстильных тканей. Приведены результаты численного моделирования процессов прохождения запыленного воздуха через текстильные материалы различного переплетения. Разработаны уточненные зависимости, которые позволяют рассчитывать величины удельной пылепроницаемости и пылеемкости отдельно по характерным фракциям. Показаны различия в фракционных и интегральных показателях удельной пылепроницаемости и пылеемкости. Представлены обобщенные результаты экспериментальной проверки. В итоге установлены различия в интенсивности накопления пыли в текстильных тканях в зависимости от вида переплетения и размеров структурных элементов полотен (диаметры нитей ткани, расстояния между нитями).

Представлены результаты анализа функциональных материалов со свойством управления потоками влаги в пакете одежды. Показано, что в современных разработках вектор переноса формируется за счет градиента поверхностной энергии или капиллярного потенциала. Установлено, что все разработки могут быть классифицированы по виду механизма переноса. Перенос влаги за счет потоков Марангони в текстильных материалах обеспечивается: сочетанием натурального и синтетического сырья; нанесением на поверхности материала гидрофобизирующих и гидрофильных покрытий; использованием мембран. Организация в текстильных материалах градиента капиллярного потенциала связана с изменением поверхностной плотности по толщине. В ряде образцов используется сочетание этих подходов. Для каждого из выделенных классов представлены торговые марки материалов, которые доступны на современном рынке текстильной продукции.