curriculum vitae europass - doctorat.tuiasi.ro iosub andrei...universitatea tehnicĂ „gheorghe...
TRANSCRIPT
UNIVERSITATEA TEHNICĂ
„GHEORGHE ASACHI” DIN IAȘI
FACULTATEA DE DESIGN INDUSTRIAL SI
MANAGEMENTUL AFACERILOR
- REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT -
CONTRIBUȚII TEORETICE ȘI EXPERIMENTALE
PRIVIND COMPORTAREA PRODUSELOR TEXTILE
SUPUSE LA TEMPERATURI JOASE (MAX. -40 °C )
TEZĂ DOCTORAT
Doctorand: Ing. Iosub Andrei
Conducător de doctorat:
Prof. univ. dr. ing. Avram Dorin
IAȘI - 2019
CUPRINS
INTRODUCERE 1-5
CAPITOLUL I
ASPECTE TEORETICE PRIVIND TRANSFERUL DE CĂLDURĂ ŞI FRIGUL
ARTIFICIAL
I.1 TRANSFERUL DE CĂLDURĂ 5
I.1.1 Transferul de căldură conductiv 6
I.1.2 Transferul de căldură radiant 6-7
I.1.3 Transferul de căldură convectiv 7-8
I.2 GENERALITĂTI DESPRE FRIGUL ARTIFICIAL 8-9
I.3 INSTALAȚII FRIGORIFICE 10
I.3.1 Clasificarea instalațiilor frigorifice 10-12
I.3.2 Funcționarea instalațiilor frigorifice cu comprimare mecanica de
vapori 12-16
CAPITOLUL II
FIBRE TEXTILE – GENERALITATI II.1 CLASIFICAREA FIBRELOR TEXTILE 17-18
II.2 PROPRIETATI FIZICE ALE FIBRELOR TEXTILE 18
II.2.1 Higroscopicitatea fibrelor 18-19
II.2.1.1 Adsorbția 19
II.2.1.2 Absorbția 19
II.2.2 PROPRIETĂŢI TERMICE ALE FIBRELOR TEXTILE 19
II.2.2.1 Conductivitatea termică 20-23
II.2.2.2 Căldura specifica 23-26
II.2.2.3 Coeficient de dilatare termica 26-27
II.3. PROPRIETATI MECANICE ALE FIBRELOR TEXTILE 27
II.3.1 Comportarea la tracţiune a fibrelor 27
II.3.2 Încovoierea fibrelor 28
II.3.3 Elasticitatea fibrelor 28
II.3.4 Fenomenul de obosire 28
II.3.5 Solicitarea de torsionare 28-29
CAPITOLUL III
CERCETARI EXPERIMENTALE
III.1 CONTRIBUŢII EXPERIMENTALE LA REALIZAREA INSTALATIEI
FRIGORIFICE MULTIFUNCTIONALE
III.1.1 Stabilirea datelor de intrare si materialelor folosite 30-36
III.1.2. Rezultate si discuţii 36-37
III.1.3. Concluzii 37
III.2 CERCETARI PRIVIND UTILIZAREA MATERIALELOR TEXTILE
PENTRU IZOLARE TERMICA LA TEMPERATURI NEGATIVE 37-38
III.2.1 Aspecte generale 38-40
III.2.2 Aspecte experimentale 41-45
III.2.3 Concluzii 45-46
III.3 Cercetări privind comportarea țesăturilor tehnice la temperaturi
negative 46
III.3.1 Aspecte teoretice privind testarea statistica a rezultatelor 47
III.3.1.1.Testarea egalitarii dispersiilor 47
III.3.1.2.Testarea egalitătii mediilor. Testul t (Student Fincher) 48-49
III.3.1.3.Testul ANOVA –metoda simpla 49-51
III.3.2 . Testarea țesăturilor din AIRBAG 51
III.3.2.1. Generalități 51-53
III.3.2.2.Tesături pentru airbag 53-54
III.3.2.3 Aspecte experimentale 54-59
III.3.2.1.4 Concluzii 59-60
III.3.3. Cercetări privind comportamentul textilelor tehnice la temperaturi joase
III.3.3.1 Aspecte experimentale 60-62
III.3.3.2. Calcule experimentale 62-64
III.3.2.3. Analiza statistica a rezultatelor 64-67
III.4.3 Concluzii 67-68
CAPITOLUL IV
MODELAREA MATEMATICA 69
IV.1 ASPECTE generale 69
IV.2. Instalația pentru determinare a drapajului 69-70
IV.3.Aspecte teoretice privind modelarea matematica folosind Program factorial,
centrat, rotabil de doua variabile
71-74
IV.4. Partea experimentala 74
IV.4.1. Metoda de lucru 74-79
IV.4.2. Ecuația de regresie a coeficientului de drapaj 79
IV.4.2.1.Ecuatia de regresie 79
IV.4.2.2.Testarea semnificației coeficienților ecuației de regresie experimentala 79
IV.4.2.3.Ecuatia de regresie calculate 80
IV.4.2.4 Punct critic: 80
IV.4.2.5.Verificarea concordantei dintre valorile experimentale si cele calculate 80
IV.4.2.6.Coeficient de corelație 80 - 81
IV.4.3. Reprezentări grafice. 81-84
V. CONCLUZII 85-86
LUCRARI PUBLICATE 90
BIBLIOGRAFIE selectivă 91-94
Ing. Iosub Andrei
1
INTRODUCERE Necesitatea temei
Datorita nevoilor tot mai actuale de protecție a mediului prin folosirea
materialelor biodegradabile, in această cercetare științifica se dorește depistarea unor
noi soluții de întrebuințare a materialelor textile prin folosirea acestora ca materiale de
ambalare la produse congelate sau refrigerate și înlocuirea prin aceasta metoda a
produselor folosite la ambalare care sunt confecționate din plastic si au o durata de
degradare foarte mare de circa 10 ani pentru anumite produse sau pot ajunge chiar si la
o perioada de 100- 1000 ani.
Petrolul este inima economiei mondiale la ora actuala, intr-o proporție
covârșitoare aceasta este folosit pentru obținerea combustibililor folosiți in industria
auto cat si in zona rezidențiala pentru încălzire fiind un „rău necesar”. Totodată acesta
este folosit la producția de mase plastice iar un produs uzual folosit in viața de zi cu zi
este airbag-ul. Acest produs este un element de siguranța folosit in industria auto. Oare
acest produs este atât de sigur pe cat se dorește? Industria auto a implementat acest
produs ca metoda de siguranța pasiva dar cercetări privind materia prima folosita la
confecționarea balonului de airbag la temperaturi joase este un domeniu de pionierat.
Airbag-ul poate suferi multiple cicluri de variație a temperaturii pe durata folosirii
autoturismului care in funcție de zona geografica poate varia extrem de mult. In cazul
zonelor cu clima calda aceste temperaturi pot ajunge la 70-80 °C in interiorul
autoturismului iar in zonele cu clima rece pot fi temperaturi de -40 chiar si -50 °C.
In aceasta teza se dorește cercetarea științifica a comportării țesăturii de airbag la
temperaturi joase -40 °C cat si in cazul altor țesături tehnice cum ar fi cea de bumbac, in
sau poliester.
Pentru a putea demara acest lucru a trebuit conceputa o instalație frigorifica
multifuncțională capabilă să reproducă aceste temperaturi pornind de la o temperatura
de aproximativ 20 °C ajungând pană la temperaturi de -40 °C.
La ora actuala in acesta ramura a cercetării nu exista instalații disponibile pentru
a conduce aceste experimente.
In acest sens s-a demarat cercetarea privind concepția unei camere frigorifice
multifuncționale care poate fi folosită in domeniul textil pentru a putea testa diferite
Ing. Iosub Andrei
2
materiale textile care au in componenta materia de baza fibra naturală sau sintetică
(chimica).
Aceasta instalație este rezultatul multor încercări practice in care vaporizatorul a
fost reproiectat de mai multe ori. Intr-un prim caz a fost folosit un vaporizator care a
avut inclus si tubul capilar care are si rol de ventil de laminare datorită introducerii unei
pierderi de presiune. Datorita neatingerii temperaturii dorite de aproximativ -40 C a fost
reproiectat prin modificarea totală a tipului de material folosit. Daca in primul caz s-a
folosit otelul, la varianta a doua s-a ales cuprul. Acesta a fost folosit sub forma unei
conducte cu diametrul de 18 mm având o lungime de 22 m fiind dispusa elicoidal.
Agentul frigorific folosit pentru răcire este R404A. Acest lucru a contribuit la creșterea
investiției pentru construcția instalație datorita faptului că a fost nevoie de a înlocui si
ventilul de laminare de doua ori. Intr-un prim caz acest ventil de laminare folosit cu
egalizare interna nu a funcționat corespunzător datorita faptului ca nu a putut compensa
corespunzător diferența de presiune creata pe lungimea conductei folosita in construcția
acestuia si astfel sa înlocuit cu un ventil de laminare cu egalizare externă. Acest tip de
ventil este montat la ieșirea vaporizatorului si astfel putându-se menține o temperatura
constanta datorita pierderii de presiune constante.
Pentru a putea fi folosită in aceasta cercetare, camera frigorifică a fost prevăzuta
cu diferite adaptări constând intr-un decupaj in izolație in partea exterioara a unui
perete lateral cu rol de testări ulterioare pentru diferite materiale izolatoare provenite din
fibre textile, o zona interioara in care materialele textile pot fi tratate ciclic cu
temperaturi joase si astfel putându-se studia influenta temperaturilor negative asupra
parametrilor mecanici. O alta parte experimentala de pionierat este si verificarea
coeficientului de drapaj la temperaturi negative si diferite umidități. Pentru acest lucru
s-au adus îmbunătățiri instalației prin adaptare metodei de măsurare a drapajului Cusick
folosindu-se doua discuri de polietilena cu dimetrul de 18 cm situate unul deasupra
altuia si un alt disc din aluminiu coaxial. Noutatea care este folosita la aceasta metoda
de măsurare este introducerea unei camere video cu rol de imortalizare a comportării
materialului textil la diferite temperaturi in urma acționarii brațului atașat discului din
aluminiu.
Ing. Iosub Andrei
3
Efectele frigului asupra omului, produselor alimentare si a materialelor textile a
fost constatat dintotdeauna. Pentru păstrarea alimentelor sau condiționarea aerului s-a
utilizat gheața si zăpada in zonele cu clima calda iar in zonele cu clima rece s-au utilizat
materiale cu rol de izolare.
Din cele mai vechi timpuri frigul a fost folosit ca metoda de conservare.
Descoperirea unor corpuri de animale conservate perfect pe durata de milenii
demonstrează eficienta frigului asupra materiei organice si anorganice.
În secolul XVIII pentru a scădea temperatura se folosea clorura de calciu (Ca )
care permite obținerea de temperaturi de cca –32,8 °C plus alte 10-15 amestecuri. [1]
Cel mai rapid sector în creștere al industriei textile este raportat la textilele
tehnice. Prin definiție, un material tehnic este un material textil care a fost proiectat
pentru a îndeplini cerințele de performanță specifice pentru o anumită utilizare, alta
decât cea utilizată pentru îmbrăcăminte. În majoritatea cazurilor se dezvoltă fire tehnice
speciale care susțin și întăresc proprietățile țesăturilor. [2]
Potrivit profesorului S. Anand de la Institutul Bolton din Anglia, textilele
tehnice reprezintă 21% din totalul produselor textile [3].
- prelate, corturi etc. (43%),
- transporturi și automobilism (23%),
- zone de agrement (12%),
- materiale geotextile (10%),
- textile medicale (10%),
- țesături de protecție (2%).
Dezvoltarea tehnologică a fiecărui sector industrial a adus cu sine noi riscuri la
care lucrătorii sunt expuși. Frecvent, pericolele implicate in fiecare mediu de lucru sunt
particulare și diverse, astfel încât un singur tip de îmbrăcăminte de protecție nu este
adecvată pentru toate tipurile locurilor de muncă de afara sau la interior. Unele dintre
pericolele la care sunt supuși lucrătorii sunt:
- căldură și foc extrem,
- temperaturi joase extreme,
- substanțe chimice nocive și gaze,
Ing. Iosub Andrei
4
- medii bacteriene / virale,
- contaminare,
- pericole balistice,
- pericole electrice,
- pericole la radiații.
În funcție de condițiile de muncă și riscurile pentru care lucrătorii sunt expuși,
textilele tehnice de protecție trebuie să fie concepute pentru a se potrivi cu cerințele
specifice, în scopul de a proteja oamenii care lucrează în astfel de condiții [4].
In aceasta teza se dorește cercetarea comportării diferitelor materiale textile atât
folosite la fabricarea îmbrăcămintei, cat si cele folosite in domeniul tehnic care sunt
supuse la temperaturi joase. Multe din aceste materiale sunt folosite in diferite domenii
fără a se ști comportarea, modificarea diferitelor proprietăți termo-mecanice după ce au
fost supuse unor succesiuni de cicluri de răcire-încălzire. In unele din cazuri, putând fi
pusa chiar viața omului in pericol datorita modificării acestor proprietăți.
Ing. Iosub Andrei
5
CAPITOLUL I
ASPECTE TEORETICE PRIVIND TRANSFERUL DE CALDURA SI
FRIGUL ARTIFICIAL
I.1 Transferul de căldură
Mecanisme (metode) de transmitere a căldurii
Există trei metode prin care are loc transferul de căldura: primul mod este
conducţie, al doilea radiaţie şi nu in ultimul rând convecție exemplificat in figura 2
In practica însa cele trei metode de transmitere a căldurii nu se realizează
independent ci se realizează simultan prin doua metode sau chiar toate trei metode
exemplificate.
Totdeauna transmiterea căldurii prin conducție este însoţită de un transfer
convectiv de căldură. Căldura pierduta de către un corp cald către mediul înconjurător
este realizata prin toate cele trei metode. Chiar daca căldura transferata se face prin cele
trei metode una dintre ele are ponderea cea mai mare in transferul global iar aceasta
reprezintă metoda principala de transfer termic.
Figura 1: Metode de transfer căldură
[https://axibook.com/meteorology/methods-of-heat-transfer/2019/]
Ing. Iosub Andrei
6
I.1.1 Transferul de căldură conductiv aceasta metoda poate apărea atât in
medii solide cat si lichide. Transferul de căldură are loc in interiorul unui corp din
aproape in aproape sau atunci când două corpuri sunt în contact permanent, fără ca sa
existe o deplasare aparentă de materie. Ca transferul sa poată fi realizat exista anumiți
purtători de căldură microscopici cum ar fi molecule în cazul fluidelor, atomi şi ioni în
cazul reţelelor cristaline si nu in ultimul rând electroni liberi din reţele metalice.
Datorita temperaturii mai ridicate intr-o anumita zona energia cinetica pentru
acești purtători microscopici este mai mare astfel se produc ciocniri elastice intre
molecule cu energie cinetica mai ridicată si cele cu energie cinetica mai scăzuta având
loc un transfer de energie pana la egalizarea energiilor cinetice astfel ducând si la
egalizarea temperaturii.
În cazul materialelor cristaline transmiterea căldurii are loc datorita mişcării de
vibraţie a atomilor sau ionilor în cadrul nodurilor reţelei. Datorita faptului ca acest tip de
mișcare nu are o intensitate la fel de mare ca in cazul moleculelor din fluide,
conductivitatea termică a materialelor cristaline pentru nemetalice este mult mai mica
decât conductivitatea termică a lichidelor. Metalele au un comportament diferit, datorită
electronilor liberi care au o mobilitate mare astfel transferul conductiv este rapid așa
explicându-se conductivitatea termică mult superioară a metalelor.
Legea lui Fourier reprezintă ecuația de bază a conducției termice unidirecționale
printr-un material cu conductivitatea termică λ.
Φ =dQ/dτ = -λS* dt/dx [W]; (1)
qs =Φ/ S = -λdt/dx [W/ ],
în care : Φ este fluxul de căldură, în W; Q - căldura, în J; τ - timpul;
λ –conductivitatea termică a materialului, în W/m °C);
S - aria suprafeței de schimb de căldură în ;
dt/dx -gradientul temperaturii, în °C/m.
I.1.2 Transferul de căldură radiant (radiaţia termică) este metoda de transfer a
căldurii care are loc sub forma de unde electromagnetice . Acest tip de energie radianta
are loc pentru orice corp care are T > 0 K. Acest tip de radiații se pot transforma total
Ing. Iosub Andrei
7
sau parțial in căldura daca întâlnesc in calea lor un alt corp. Transferul de căldura
radiant poate exista si atunci când nu exista purtători materiali de căldura.
Relaţia de bază a transferului de căldură prin radiaţie a fost stabilită experimental
de Stefan în 1879 şi teoretic de Boltzmann în 1984. Ecuaţia Stefan – Boltzmann
exprimă fluxul termic emis de un corp negru absolut sub forma:
(2)
este coeficientul de radiaţie a corpului negru
S, T – suprafaţa, respective temperatura, în , respective K
I.1.3 Transferul de căldură convectiv (convecţia) are loc concomitent cu
deplasarea unei mase de fluid. Căldura se transmite datorita efectului deplasării
macroscopice in interiorul aceleiași faze, sau între faze diferite care se afla în contact.
Acest tip de schimb de căldura de obicei are loc intr-un aparat sau o conducta in
lungului delimitării solide datorita deplasării de fluid.
Convecţie liberă este modul prin care are loc transmiterea căldurii datorita
diferenţelor de densitate din masa fluidului care apar ca urmare a diferenţei de
temperatură existente între diferite puncte ale fluidului. Ca exemplu se poate considera
aerul încălzit de la partea inferioară a unei încăperi ce formează curenţi ascendenţi si
transportă căldura la parte superioară a încăperii.
Dacă acest tip de mişcare a fluidului este formata sub acţiunea unor gradienţi de
presiune ce sunt produși mecanic cu ajutorul a unui dispozitiv de transport ( ventilator,
compresor, etc.), sau a unui aparat de amestecare ( injector, agitator etc.), transmiterea
căldurii are loc prin convecţie forţată.
Întrucât convecţia este mereu însoţită de mişcarea fluidului, la legile transferului
de căldură se mai adaugă şi legile curgerii, respectiv legile transferului de impuls. Un
lucru important de luat in seama este si faptul ca la limita între fluidul în curgere şi
delimitarea solida vitezele sunt mici, tinzând spre zero, în acest caz in aceasta zonă
transferul termic conductiv este preponderent. (transferul se face din aproape in aproape
la molecule).[9]
Ing. Iosub Andrei
8
Ecuaţia fundamentală a convecţiei termice este dată de formula lui Newton
(1701).
Q S /Tf Tp / ST (3)
este coeficientul de convecţie, în W/( K);
Tf , Tp – temperaturile fluidului, respective a peretelui,
S – suprafaţa, în .
Coeficientul de convecţie , caracterizează intensitatea transferului de căldură
convectiv.
Valoarea coeficientului de convecţie depinde de numeroşi factori: natura
fluidului, viteza fluidului, presiune, temperatură, starea de agregare, geometria
suprafeţei, etc.
Tabelul 1 Valori care coeficientului de convecție in funcție de natura fluidului
Fluidul şi tipul convecţiei , în W/( K)
Gaze, convecţie liberă 6 - 30
Gaze, convecţie forţată 30 - 300
Ulei, convecţie forţată 60 - 1800
Apă, convecţie forţată 500 - 40.000
Apă, fierbere 3000 - 60.000
Abur, condensare 6000 - 120.000
I.2 Generalități despre frigul artificial
Tehnica frigului artificial analizează fenomene şi procese ce se petrec între cca. +
100°C şi 0 K (– 273,15°C), stabileşte metode de calcul şi propune soluții constructive
pentru a proiecta maşini şi instalaţii care lucrează in diferite domenii de temperaturi:
(+ 40 … + 100)°C – in cazul pompelor de căldură;
(± 0 … + 5)°C – pentru instalaţii de climatizare / condiţionarea aerului;
(– 200 … ± 0)°C – pentru instalaţii din domeniul frigului industrial:
- de exemplu, în industria chimică este folosit inclusiv la procesele de
Ing. Iosub Andrei
9
lichefiere a aerului şi pentru separarea anumitor componente ale sale;
- la industria alimentară, sunt aplicaţii care folosesc un domeniu de temperaturi de cca. –
30°C.
(0K … – 200°C) – folosit la criogenie :
- domeniul criogeniei nu are o limita precis definită de la care începe, dar anumiți autori
consideră această limită ca fiind:
120K = – 153°C – temperatura de fierbere a metanului.
80K = – 193°C – temperatura de fierbere a aerului;
77K = – 196°C – temperatura de fierbere a azotului;
Una din cele mai mici temperaturi obținute artificial pe Pământ, a fost realizată la
"Naval Research Laboratory în anul 1967 ", având o valoare de K.
Frigul artificial este cel mai folosit in industrie, iar industriile cu un consum
ridicat sunt următoarele:
- Industria alimentară, unde sunt folosite temperaturi scăzute:
- în reţeaua de comerț ;
- în cadrul depozitelor de produse alimentare;
- la procese tehnologice;
- Industria chimică, unde este folosit, la parametrii riguros de constanţi, pentru:
- evacuarea căldurilor de reacţie si amestec;
- separarea anumitor săruri din soluţii lichide;
- lichefierea anumitor gaze ;
- Industria extractivă, aici frigul este utilizat pentru a îngheţa solului în vederea
executării in siguranța unor galerii;
- Industria constructoare de maşini, este folosit pentru diferite tratamente termice,
asamblări sau prelucrări pretenţioase prin aşchiere;
- Construcţii, este folosit la îngheţarea solului sau răcirii componentelor betonului
înainte de turnare si multe altele ;
- Laboratoare de cercetări, este folosit pentru studiul comportării unor materiale din
diferite domenii tehnice sau utilaje în condiţii de temperatură extreme. [10]
Ing. Iosub Andrei
10
I.3 Instalații frigorifice
Frigotehnica se refera la folosirea unor echipamente acționate mecanic sau pe
baza de căldura pentru producere si menținere intr-o zona delimitata a unei temperaturi
inferioare celei din împrejurimi. Asociația Americana a Inginerilor Frigotehniști
definește frigotehnica ca fiind ”știința pentru producere si menținere a temperaturii
inferioare celei din atmosfera înconjurătoarea”. [11]
I.3.1 Clasificarea instalațiilor frigorifice
Principiu al doilea al termodinamicii ne arata ca orice corp se poate răci pe cale
naturală până va atinge temperatura mediului ce îl înconjoară. Daca se dorește răcirea
lui în continuare aceasta se poate realiza numai pe cale artificială.
Pentru acest proces se utilizează instalaţii frigorifice care au rolul de a scăderea şi
menţine temperatura corpului care trebuie răcit sau sistemul de corpuri sub temperatura
mediului înconjurător. Mediu înconjurător poate fi definit ca un rezervor imens de
energie constituit de apă, aer şi pământ, căruia daca ii cedam sau preluam energie, în
orice cantitate, aceasta nu îi modifică starea termodinamică (presiune, temperatură ,
etc.).
Ca procesul de răcire sa aibă loc trebuie întotdeauna sa participe cel puţin două
corpuri: corpul ce trebuie răcit şi corpul care va realiza răcirea, numit si agent frigorific.
[12]
Clasificarea instalaţiilor de producere a frigului artificial se poate face în general după
mai multe criterii enumerate in continuare :
principiul de funcţionare;
tipul ciclului frigorific;
periodicitate.
După principiul de funcţionare
cu compresie mecanică de vapori
cu compresie de gaze
Ing. Iosub Andrei
11
cu absorbţie (compresie termochimică)
cu ejecţie sau termoelectrice.
Există şi alte procedee pentru producerea a frigului artificial cum ar fi magnetocaloric
sau prin efect Ettinghaus, care nu şi-au găsit încă o aplicaţie industrială.
Instalaţiile frigorifice cu compresie mecanică acest tip de instalație utilizează
proprietăţile elastice ale gazelor şi vaporilor care se manifestă in urma procesului de
destindere respectiv comprimare prin scăderea temperaturii respectiv creșterea
temperaturii.
Instalaţiile cu absorbţie sau compresie termochimică au ca principiul de lucru
realizarea succesivă a unor reacţiilor termochimice de absorbţie a agentului de lucru de
către un absorbant urmând apoi desorbţia agentului din absorbant.
Aceste doua procesele de absorbţie şi desorbţie țin rolul proceselor de aspiraţie
(destindere) şi refulare (comprimare) care sunt executate de compresor in tipul de
instalație exemplificat anterior.
Compresia termochimică este realizată cu ajutorul unui amestec binar pentru care
se consuma energie termică.
Instalaţiile cu ejecţie acest tip de instalație utilizează energia cinetică produsa de
un jet de vapori sau gaz. În funcţie de metoda constructiva a ajutajului şi modul de
desfăşurare a procesului, acest tip de instalaţii pot fi cu ejector sau turbionare.
Instalaţiile termoelectrice, aceste instalații au la bază efectul Péltiér si permit obţinerea
frigului artificial prin folosirea directă a energiei electrice. Se știe faptul că la trecerea
curentului electric prin două materiale diferite lipite intre ele, se observa apariţia unei
diferenţe de temperatură la joncțiune. Acest efect este folosit la scara larga datorita
dezvoltării tehnicii semiconductoarelor.
După tipul ciclului frigorific
închis
deschis.
Ing. Iosub Andrei
12
În cazul instalațiilor frigorifice cu tip închis agentul de lucru este dirijat prin
diferite elemente componente într-un contur închis, temperatura sa modificându-se între
limitele care cele două surse de căldură au fost proiectate. În această categorie pot fi
enumerate instalaţiile frigorifice cu compresie mecanică de vapori, cu absorbţie, cu
ejector inclusiv şi unele instalaţii cu compresie mecanică de gaze.
In cazul instalaţiilor care funcţionează pe baza ciclu frigorific deschis agentul
frigorific este pulverizat pe suprafețele care trebuie răcite după care in locul agentului
evacuat se introduce o noua cantitate de agent frigorific proaspăt.
Ca procedee termodinamice deschise putem enumera răcirea prin evaporarea apei
şi răcirea cu ajutorul de amestecuri frigorifice.
După periodicitate
cu funcţionare continuă, în regim staţionar
cu funcţionare discontinuă, în regim nestaţionar. [13]
.
I.3.2 Funcționarea instalațiilor frigorifice cu comprimare mecanica de vapori
In aplicațiile practice, instalațiile cu comprimare mecanica de vapori sunt in
general folosite ca instalații frigorifice si fiecare sistem implica folosirea unui
compresor.
Intr-un ciclu de baza așa cum este exemplificat in figura 2 au loc patru procese termice:
Vaporizare 4-1
Comprimare 1-2
condensare 2-3
expansiune 3-4
Toate aceste procese sunt arătate in diagramele T–s si log P–h din figura 2.
Ing. Iosub Andrei
13
• (1–2) Comprimarea este un proces reversibil adiabatic
• (2–3) Condensarea este un proces izobar-izoterm.
• (3–4) Expansiunea este un proces reversibil adiabatic.
• (4−1) Vaporizare este un proces izobar-izoterm [13]
Figura 2: (a) Ciclul de baza al instalațiilor frigorifice, (b) Diagrama Temperatura
entropie, (c) Diagrama log P-h [2]
Instalaţii frigorifice cu comprimare mecanică de vapori
Producerea frigului artificial are la baza absorbţia de căldura de la corpurile
(spaţiile) ce trebuie răcite, cu ajutorul unor fluide, denumite agenţi frigorifici şi
transmiterea acestei călduri mediului înconjurător. În principiu, vaporii de agent
frigorific sunt comprimaţi cu ajutorul compresoarelor, apoi lichefiați prin răcire în
condensatoare, după care se vaporizează în interiorul unor serpentine (vaporizatoare)
instalate in spaţiile de răcire. Vaporizarea făcându-se prin absorbţie de căldura, va avea
ca efect, scăderea temperaturii in aceste spaţii .
Vaporizarea
Spre deosebire de înghețare sau topire, vaporizarea si condensarea au loc aproape
la orice combinație dintre temperatura si presiune. Vaporizarea reprezintă trecerea
moleculelor in fază gazoasă de la suprafața unui lichid si este realizata cu o absorbție
Ing. Iosub Andrei
14
mare de căldura fără sa se modifice temperatura. Lichidul (agentul frigorific)
vaporizează la diferite temperaturi dar cu cat temperatura este mai ridicata cu atât este
mai rapid acest proces. Gazele rezultate in urma vaporizării de asemenea exercita o
presiune numita presiune de vaporizare.
Intr-o instalație frigorifica agentul frigorific este introdus in vaporizator cu
presiune scăzuta si intra in contact cu mediul sau produsele care trebuiesc răcite.
Figura 3: Vaporizator montat intr-o instalație (1- compresor, 2- condensator, 3-
detentor, 4- vaporizator)[14]
Comprimarea
În figura 5 este exemplificata o secțiune a unui compresor frigorific. Din figura
se poate observa motorul electric 1 si rotorul numerotat 2 care are in continuare arborele
cotit. Sistemul bielă-manivelă compus din bielele 3 şi pistoanele 4. Atunci când
pistoanele urca se realizează compresia prin supapele de refulare 6 iar atunci când
pistoanele coboară se realizează aspirația prin supapele de aspiraţie 5.
Ing. Iosub Andrei
15
Figura 4: Compresorul frigorific [14]
Vaporii calzi refulaţi din compresor cu ajutorul pistoanelor ajung în condensator
astfel va creste presiunea vaporilor, deasemenea si temperatura de vaporizare si
condensare a agentului frigorific. [14], [15]
Condensarea
Prin acest proces are loc schimbarea stării agentului frigorific din vapori in lichid
prin eliberare de căldura. Vaporii de agent frigorific care au extras căldura din
vaporizator sunt introduși in condensator. Temperatura de condensare a agentului
frigorific este mai mare decât cea a mediului ambiant si altfel vaporii condensează in
agent frigorific lichid saturat la presiune înalta.
Condensarea agentului frigorific permite folosirea acestuia pentru un nou ciclu. In
unele aplicații practice este de dorit chiar o răcire mai mare decât este nevoie pentru
condensare iar acest proces este denumit subrăcire. Prin acest procedeu vaporizatorul va
fi alimentat tot timpul cu agent frigorific in stare lichida.
Din punct de vedere constructiv condensatorul este exemplificat in figura 6 unde se
poate observa ca este alcătuit dintr-o serpentina cu aripioare pentru extinderea suprafeţei
şi intensificarea transferului termic. Răcirea condensatorului deasemnea poate fi făcuta
si forțat cu ajutorul unui ventilator sau cu apa.
Ing. Iosub Andrei
16
Figura 5: Condensatorul frigorific (1- compresor, 2- condensator, 3- detentor, 4-
vaporizator) [14]
Expansiunea (Detentă)
Agentul frigorific condensat ajunge din nou la începutul unui nou ciclu. Pentru
expansiune este folosit un ventil de expansiune termostatic sau un tub capilar. Căderea
de presiune este posibila datorită secţiunii interioare mici şi lungimii capilarului.
Datorita reducerii presiunii, agentul frigorific este pulverizat din tubul capilar ca
un amestec de lichid si vapori in care mai predominat este lichidul.
Figura 6: Detentorul in instalație (1- compresor, 2- condensator, 3- detentor, 4-
vaporizator) [14]
Ing. Iosub Andrei
17
CAPITOLUL II
FIBRE TEXTILE – GENERALITATI
Introducere
Fibrele reprezintă o parte importanta atât în biologia plantelor cat si cea animala
pentru ca au rolul de a închega țesuturile din care fac parte.
Oamenii primitivi, în încercările lor de a obține cele mai importante necesități
pentru viața (hrană, îmbrăcăminte și adăpost) sau concentrat asupra plantelor. Chiar
dacă produsele confecționate de origine animală au fost disponibile, au fost necesare
unele tipuri de îmbrăcăminte care sa fie mai ușoare și sa ofere proprietăți termice mai
reduse pentru a permite pielii sa respire, fiind mai ușor a obține din plante aceste tipuri
de imbracaminte. De asemenea, pentru construcția de adăposturi au fost utilizate frunze,
tulpini și rădăcini provenite din multe plante. Prin urmare, omenirea a utilizat fibrele
naturale cu mult mai devreme decât metale, aliajele, și ceramica.[26,27]
Noţiunea de fibră este atribuită corpurilor solide unde raportul dintre dimensiunea
transversală si cea longitudinală este foarte mic. Acest tip de corpuri se pot găsi în
natură sau pot fi fabricate pe cale chimică asta nu însemnând ca toate aceste corpuri
reprezintă fibre textile.
Pentru a fi considerate fibrele textile acestea trebuie sa aibă anumite proprietăți
care fac posibil transformarea lor in produse finite si utilizate intr-un domeniu specific
pentru care au fost proiectate. Pentru a se obține un produs finit corespunzător cerințelor
din domeniul pentru care se proiectează se vor stabili care sunt cele mai bune fibre de
folosit si astfel se pot stabili si metodele de prelucrare.
Ca exemplu poate si un articol de îmbrăcăminte care este utilizat in anotimpul
rece iar in acest caz se vor folosi fibre care oferă o izolație termica superioara ca lâna
după care se pot stabili tehnologiile de prelucrare.
II.1 Clasificarea fibrelor textile
Pentru clasificarea fibrelor textile sunt mai multe criterii însa cele mai uzuale sunt
acelea care ţin seama de natura polimerului care intră in structura fibrei.
Acest criteriu clasifica fibrele în:
Ing. Iosub Andrei
18
- fibre naturale;
- fibre chimice;
Figura 7: Clasificarea fibrelor textile (sursa: http://www.dex-tex.info/fibre-textile)
II.2 Proprietăți hidrofizice ale fibrelor textile
II.2.1 Higroscopicitatea fibrelor
Aceasta proprietate a fibrelor textile este foarte importanta deoarece intervine in
procesele tehnologice de prelucrare si astfel poate fi aleasa metoda de prelucrare si
domeniul in care vor fi folosite.
Ing. Iosub Andrei
19
Fibrele textile au proprietatea de a acumula sau de a ceda vaporii de apa care ii
conține in funcție de umiditatea relativa a aerului exterior si astfel poate fi definit si
caracterul higroscopic al fibrelor care poate fi mare pentru fibre ca bumbacul
sau pot avea un caracter hidrofob in cazul fibrelor sintetice.
II.2.1.1 Adsorbția
Reprezintă proprietatea fibrelor de a retine pe suprafața lor molecule de apa.
Cantitatea de molecule de apa care este adsorbita depinde de mai multe caracteristici
cum ar fi structura fibrei, substanțele din care sunt alcătuite sau parametrii mediului
ambiant in care se afla. Acest fenomen are loc destul de rapid după care stagnează
atunci când umiditatea adsorbita de fibre ajunge in echilibru cu umiditatea mediului
ambiant.
II.2.1.2 Absorbția
Reprezintă proprietatea fibrelor de a adsorbi in interior moleculele de apa prin
difuzie. Acest fenomen are loc intr-un interval de timp de câteva ore apoi ajungându-se
la un echilibru. Cantitatea de apa care poate fi reținuta prin acest proces depinde de
proprietățile polimerului si de umiditatea relative a mediului ambient.
II.2.2 Proprietăți termice ale fibrelor textile
Principalele proprietățile termice ale fibrelor textile constau in :
- conductivitatea termică
- căldura specifică
- coeficient de dilatare termică
Multe dintre aceste proprietăți nu au fost studiate în detaliu, deoarece acestea nu
prezintă si o latura practica relevanta. De exemplu conductivitatea termica unui material
textil nu depinde doar de fibrele din care este compus ci este influențata într-o măsură
mult mai mare de aerul captiv în cadrul acestuia decât de conductivitatea fibrelor.
Modificările dimensionale reversibile care apar în țesături din cauza absorbției de
umiditate sunt mult mai mari decât cele reversibile produse de temperatura.
Ing. Iosub Andrei
20
II.2.2.1 Conductivitatea termică
Conductibilitatea termică este proprietatea materialelor de a fi traversate de un
flux de căldură atunci când exista o diferenţa de temperatură, mai exact reprezintă
caracteristica de a transporta căldura dintr-o zonă cu temperatura mai mare spre o zonă
cu temperatura mai mica.
Pentru a se obține o valoare numerica a conductivității termica este nevoie de
termenul de conductivitate care reprezintă cantitatea de căldură ce trece prin unitatea de
suprafaţă în unitatea de timp când diferența de temperatura este egala cu unitatea.
Conductivitatea termică este un parametru diferit si constant pentru fiecare
material depinzând si de alte mărimi cum ar fi umiditate, temperatură, densitate,
porozitate etc.
Termenul opus conductivității termice este rezistenta termice care reprezintă
capacitatea de izolare termică a unui corp si este invers proporţională cu conductivitatea
termică. [28]
Până în 1980, nu au existat înregistrări pentru măsurarea directă a conductivității
termice pentru fibre textile. Cu toate acestea, o estimare a valorilor poate fi obținuta
prin compararea rezultatelor măsurătorilor de conductivitate termică făcute la fibre
textile de proveniența diferita dar având aceeași densitate . Unele valori sunt date în
Tabelul 2 si 3. Fibrele proteice au o conductivitate mai mică decât fibrele celulozice.
Tabelul 3 Conductivitate termica a diferite tipuri de fibre textile naturale
Fibra
textila
Conductivitate
termica
(mW/(m K))
Bumbac 71
Lâna 54
Mătase 50
Ing. Iosub Andrei
21
Tabelul 4 Conductivitate termica a diferiți polimeri
Fibra textila Conductivitate
termica
(mW/(m K))
Acetat de
celuloza
230
Nylon 250
Poliester (PET) 140
Polietilena 340
Polipropilena 120
Policlorura de
vinil (PVC)
160
De asemenea se pot face masurători si pentru materiale care sunt in stare de
straturi de fibre. In figura 8 este exemplificat variația conductivității materialelor
celulozice, in funcție de umiditate.
Figura 8: Variația conductivității termice a straturilor celulozice [29]
S. Kawabata a măsurat conductivitatea termica longitudinala a fibrelor textile
folosind aparatul exemplificat in figura 9. Pentru maturatori s-au folosit aproximativ
10.000 de fibre prinse intre cleme care au aproximativ 20 mm lătine si 3 mm grosime.
Deoarece transferul de căldura este foarte scăzut, aproximativ 20 mW au trebuit ca
măsurătorile sa se facă cu o atenție mare pentru a nu putea apărea erori. Formula de
calcul care a fost folosita este data de relația lui Fourier .
(11)
Ing. Iosub Andrei
22
In care q reprezintă fluxul de căldura, L grosimea materialului, A aria totala a fibrelor
folosite, ΔT diferența de temperatura dintre capete.
Figura 9: Aparat folosit la măsurători ale conductivității termice a- măsurători
axiale, b- măsurători transversale [29]
Rezultatele sunt date in tabelul 5 unde se poate observa un coeficient de
conductibilitate mare pentru fibrele de aramida si carbon de unde reiese cat de mult
contează felul in care sunt aranjate si orientate moleculele, inclusiv felul de prezentare
al firului continuu sau întrerupt.
Coeficientul de conductivitate termica al acestor fire are o variație de pana la 25
% intre temperatura de 20- 200 ºC.
Ing. Iosub Andrei
23
Tabelul 5 Conductivitate termica a diferite tipuri de fibre
Fibra Conductivitatea termica (w/mK) Anizotropia
L/T Longitudinala Transversala
Aramida (kevlar
29)
3.05 0.19 15.9
Aramida (kevlar
49)
3.34 0.21 15.8
Carbon T300 6.69 0.53 12.6
Carbon T308 18.33 0.66 27.5
Fibra de sticla 2.25 0.50 4.42
Poliamida 1.43 0.17 8.38
Poliester filament 1.26 0.15 8.01
Poliester
discontinuu
1.18 0.12 9.25
Polipropilena 1.24 0.11 11.18
Raion 1.89 - -
Bumbac 2.88 0.24 11.85
In 2.85 0.34 8.23
Lâna 0.48 0.16 2.91
Mătase 1.49 0.11 12.64
II.2.2.2 Căldura specifica
Pentru ridicarea temperaturii cu un grad a unui corp de masa egală cu unitatea
este nevoie de o anumita cantitate de căldura. Aceasta cantitate de căldura se numește
căldura specifică.
Căldura specifică este dependentă de mai mulți parametri cum ar fi temperatura
sau natura corpului. În tabelul 5 sunt exemplificate valorile căldurii specifice care sunt
păstrate la temperatura camerei pentru diferite fibre textile.
Din acest tabel se poate observa ca nu există diferenţe mari de la o fibră la alta.
Fibrele care sunt utilizate în mod curent în industria textilă au valori ale căldurii
specifice cuprinse între 0,80 J/g.K şi 1,60 J/g.K.
Tabelul 6 Căldura specifica la diferite tipuri de fibre
Fibra textila Căldura
specifica (J/g.K)
Bumbac [1] 1.22-135
Raion[1] 1.35-1.59
Ing. Iosub Andrei
24
Lâna [2] 1.36
Mătase [2] 1.38
Poliamida 6[3] 1.43
Poliamida6.6[1] 1.46
Poliester [1] 1.03
Azbest [2] 1.05
Sticla [2] 0.8
Cu toate acestea exista cercetări [29] prin care a fost măsurata variația căldurii
specifice a mai multor polimeri in funcție de temperatura pentru a putea studia efectele
care ar putea apărea in structura. In figura 10 sunt arătate rezultatele pentru poliamida
de unde se poate observa ca la aproximativ 260 ºC datorita atingerii punctului de topire
căldura specifica pentru acest material are valori ridicate. Deoarece acest interval unde
apare modificarea nu rămâne constant, ci se întinde pe un interval de temperatură indica
faptul ca nu este ca o căldura latenta de topire , dar contribuie la schimbul de căldura pe
întreg intervalul de topire. Prin integrarea ariei de sub vârf, se vor obține valori de circa
150 J/gK.
Figura 10: Variația căldurii specifice a firului de poliamida [29]
In figura 22 de asemenea sunt arătate rezultatele pentru poliester (PET) in
diferite forme. Creșterea căldurii specifice la temperatura de 70 ºC este asociata cu o
Ing. Iosub Andrei
25
modificare in structura care are un minim la temperatura de 100 ºC in care gradul de
cristalizare creste, după care la temperatura de 250 ºC apare fenomenul de topire.
Figura 11: Variația căldurii specifice pentru poliester (PET) a- poliester neetirat,
b- poliester neetirat tratat termic, c- poliester etirat
In figura 12 se poate observa cazul Teflonului (politetrafluoretilenă) care este
interesant, deoarece apar două tranziții, una la o temperatura de 20 si alta la 28 °C unde
căldură latentă are valori de 8,4 și 1,7 J/gK. Acest lucru înseamnă că căldura specifică
are valori ridicate la temperatura camerei. Tranziția la temperatura de 20 °C se crede a
fi datorata schimbării de la o formă complet cristalină spre o structură cu un grad mai
scăzut.[28,29,30,31]
Figura 12: Variația căldurii specifice pentru Teflon (PTFE) la temperatura
camerei [29]
Ing. Iosub Andrei
26
In figura 13 este exemplificata variația căldurii specifice a lânii la diferite umidități.
Figura 13: Variația căldurii specifice pentru lâna [29]
II.2.2.3 Coeficient de dilatare termica
Daca fibrele textile sunt supuse la tratamente termice la temperaturi inferioare
celor de înmuiere in structura lor vor apărea modificări care pot fi apreciate prin
contracția suferita.
In urma contracției se vor modifica dimensiunile fibrelor astfel la o micșorare a
lungimii va rezulta si o creștere a diametrului.
In practica pentru a măsura valoarea contracţiei (C) trebuie măsurata lungimea lor
înainte si după tratament, notate cu l0 pentru lungimii fibrelor înainte de tratament şi l
pentru lungimea fibrelor după tratament.
C=
.100 (%) (12)
Daca tratamentul termic are temperaturi mari atunci modificările in structura
fibrei vor fi exponențial mai mari si ireversibile.
Ing. Iosub Andrei
27
Atunci când tratamentul termic are loc si in prezenta unor agenți de umflare cum
este aburul modificările vor fi si mai accentuate de aceea atunci când se specifica o
anumita contracție este indicat a se specifica si tipul tratamentului suferit pentru
eșantionul analizat.
Industria textila considera o stabilitate dimensionala buna ca având o valoare mai
mica de 2%.
In funcție de domeniul in care vor fi folosite fibrele pot si produse cu diferite
valori ale contracției.
Daca se dorește eliminarea totala a acestui efect fibrele vor trece printr-un proces
care poarta numele de fixare. [28]
II.3 Proprietăți mecanice ale fibrelor textile
Proprietățile mecanice ale fibrelor textile influențează in mare parte si
proprietățile mecanice ale semifabricatelor si produselor textile.
II.3.1 Comportarea la tracţiune a fibrelor
Cea mai uzuala solicitare care apare încă de la începutul prelucrării fibrelor
pana la transformarea acestora intr-un produs finit este cea de tracțiune.
Acest tip de solicitare produce deformarea pe direcția de acționare a forțelor
aplicate. In timpul prelucrării fibrelor forțele de tracțiune au o mărime mult mai mica
decât cele de rupere dar acestea conduc la anumite deformații care sunt ireversibile.
Deformațiile ireversibile apar chiar după prima solicitare sau in urma unui set de
solicitări repetate. Indiferent de mărimea solicitărilor acestea sunt dependente si de
timpul in care au acționat aceste solicitări.
Pentru a se obține un produs finit de o calitate buna trebuie cunoscute
comportarea fiecărui tip de fibra in parte pentru a nu distruge fibrele care intra in
structura produsului.
Prin cunoașterea comportării la tracțiune a fiecărui tip de fibra in parte va ajuta si
la stabilirea celui mai adecvat amestec de fibre care va putea oferi proprietățile specifice
care sunt impuse de domeniul de utilizare.
Ing. Iosub Andrei
28
II.3.2 Încovoierea fibrelor
Chiar daca solicitarea de tracțiune are ponderea cea mai mare încă de la începutul
prelucrării fibrelor acest lucru nu înseamnă ca este principalul criteriu de calitate de
care trebuie ținut cont; o rezistenta mare sau chiar una mica la aceasta solicitare nu
dovedește ca produsul finit respectiv este calitativ daca are in componenta fibre cu
rezistenta mare sau este slab calitativ daca are in componenta fibre cu rezistenta scăzuta
la întindere. In timpul prelucrării fibrelor acestea sunt supuse si la solicitări de
încovoiere prin îndoire de diferite organe de mașini. Acest proces apare in general la
filaturi care implica prelucrarea firelor prin inodori sau buclări sau in timpul prelucrării
structurilor textile nețesute, solicitare care provoacă modificări structural, care sunt puse
in evidenta de stabilitatea dimensionala a produsului finit.
Pentru a nu fi afectate fibrele de solicitarea de încovoiere dimensionarea pieselor
prin care trec fibrele sunt in strânsa legătura cu aceasta.
II.3.3 Elasticitatea fibrelor
Prin elasticitatea fibrelor se înțelege capacitatea fibrelor de a reveni total sau
parțial după ce a fost îndepărtata forța care a provocat deformația. In alte domenii de
activitate se studiază atât deformația elastica care are loc in timpul acționarii forței dar si
in timpul in care forța nu mai acționează. La materialele textile însa este mai importanta
deformația după îndepărtarea forței deoarece materialele textile au nevoie sa își păstreze
forma.
II.3.4 Fenomenul de oboseala
Acest fenomen apare datorita solicitărilor repetitive la care sunt supuse fibrele
textile, care au ca efect obosirea fibrei prin deformații ireversibile. Daca aceste tipuri de
solicitări repetitive au loc des acest fapt va conduce pana la urma la ruperea lor.
II.3.5 Solicitarea de torsionare
Pentru a se ajunge la produse finite cum sunt tesăturile sau tricoturile este
necesară materie prima. Aceasta poate fi de proveniența naturala sau artificiala care
Ing. Iosub Andrei
29
trece printr-o faza intermediara mai exact cea de fir. Firele obținute trebuie sa aibă o
anumita rezistenta in funcție de aplicația in care se doresc a fi folosite astfel acestea sunt
obținute din fibre orientate in direcția longitudinala care trebuie consolidate prin
procesul de torsionare operație care implica răsuciri in jurul axei înșiruirii de fibre.
Datorita torsionarii apar tensiuni in fibre care pot duce la deformații plastice care
influențează structura fibrei. [28,32]
Ing. Iosub Andrei
30
CAPITOLUL III
CERCETĂRI EXPERIMENTALE
III.1 CONTRIBUŢII EXPERIMENTALE LA REALIZAREA INSTALATIEI
FRIGORIFICE MULTIFUNCTIONALE
III.1 Stabilirea datelor de intrare si ale subansamblelor
Pentru a putea construi instalația frigorifica multifuncțională trebuie stabilite
câteva date de intrare printre care cele mai importante sunt enumerate mai jos :
determinarea suprafeţei de prelucrare prin frig S= 0,27 mp
calculul necesarului de frig Q= 0,2 KW, realizat cu ajutorul programului
CoolPack si exemplificat in figura 14.
Figura 14: Calculul necesarului de frig
temperatura de vaporizare Tv= -35 °C
temperatura de condensare Tc = +35 °C
agent frigorific folosit R404A
Ing. Iosub Andrei
31
Cu ajutorul datelor de intrare sau stabilit parametrii de stare ai agentului frigorific în
punctele caracteristice ale ciclului frigorific respectiv:
presiunea la temperatura de vaporizare Pv =0.5 bar
presiunea la temperatura de condensare Pc =16 bar
In urma efectuării calcului necesarului de frig cu ajutorul programului Coolpack a
rezultat un necesar de maxim 200 wați putere frigorifică , astfel s-a ales un agregat de
condensare de la firma Danfoss prezentat in figura 15 cu puterea frigorifica de 280 wați
la temperatura de – 35 ºC.
Figura 15 - Agregat condensare [33]
Construcţia incintei s-a făcut din panouri de polietilenă de înaltă densitate care
are o rezistentă crescută la impact, chiar in condiţii de temperatură foarte scăzută . Acest
material este potrivit pentru piese care lucrează la încercări mecanice scăzute.
Ing. Iosub Andrei
32
Pentru rigidizarea panourilor din polietilenă s-a folosit un profil de tip cornier din
otel de 30 mm prins cu șurub si piuliță pe fiecare capăt si lipit cu silicon sanitar care
rezista la temperaturi scăzute . Sistemul de acces in camera de testări este format dintr-o
tâmplărie PVC prevăzut cu chedere, pentru o etanșare cat mai bună si geam dublu.
Elementele componente ale instalației frigorifice multifuncționale se prezintă in figura
16.
Figura 16: Părțile componente ale instalației frigorifice multifuncționala realizata
Datorită temperaturii foarte scăzute de -35 ..-40 ºC s-a confecţionat un
vaporizator prezentat in figura 17, format dintr-o țeavă de cupru de 12 mm cu lungimea
de 40 m, care a fost curbata cu ajutorul unei prese hidraulice in forma elicoidala cu
distanta intre spire de 3 cm. Pentru a putea rigidiza acesta țeavă si creste suprafaţa de
schimb de căldura, se va folosi o tablă din aluminiu perforată, ca suprafaţă de contact, si
un ventilator cu puterea de 25W.
a.Camera frigorifica
b. Agregat de condensare
Ing. Iosub Andrei
33
Figura 17: Vaporizator
Injecția de agent frigorific se face cu ajutorul unui ventil de expansiune marca
Danfoss cu putere frigorifică maximă de 0.38 KW. Datorita lungimii mari a ţevii de
cupru si numeroaselor schimbări de direcție s-a ales varianta de ventil cu egalizare
externă si M.O.P.(presiune maxima de operare) la -40 ºC . Ventilul este exemplificat in
figura 18.
Figura 18a: Ventil laminare
Ing. Iosub Andrei
34
Figura 19b: Ventil de laminare montat
Pentru a se putea vizualiza nivelul de umiditate din instalația frigorifică, a filtra
posibile impurități si a încărca mai ușor instalația frigorifica cu agent frigorific se
prevede un vizor de lichid cu indicator de umiditate si un filtru deshidrator tot marca
danfoss prezentate in figura 20, 21.
Figura 20: Vizor de lichid Figura 21: Filtru deshidrator
Ing. Iosub Andrei
35
Izolarea camerei frigorifice s-a făcut cu un strat de polistiren expandat cu o
grosime de 100 mm, iar conductele de presiune joasa, respectiv presiune înalta s-au
izolat cu tub din spuma poliuretanică cu grosimea de 10mm.
Toate aceste componente sunt automatizate si controlate de un controler digital
marca Dixel echipat cu o sonda de temperatura PTC, un ventilator de 25w fiind atașata
si schema electrica folosita la acest controler. Imaginea de ansamblu este prezentată în
figura 23.
.
Figura 22: Schema electrica a programatorului digital de temperatura
Ing. Iosub Andrei
36
a. Instalația frigorifica b. camera frigorifica
Figura 23 : Instalaţia frigorifică multifuncționala experimentală [33]
Mod de operare
Pentru a putea utiliza aceasta instalație frigorifica multifuncționala este necesar a
parcurge o serie de pași :
1. Se va inspecta vizual instalația frigorifica multifuncționala si identifica fiecare
componenta pentru eventuale lovituri sau probleme ale instalației electrice.
2. Se va introduce fișa la o alimentare de 230 V, tensiune alternativă.
3. Afișajul automatizării va ilumina, după care existând posibilitatea de programare
a temperaturii si pornire a instalație pentru utilizare cu convecție forțata sau
naturala prin pornirea ventilatorului amplasat in interiorul camerei frigorifice.
III.1.2. Rezultate si discuţii
In urma testelor efectuate cu instalaţia frigorifică experimentală s-au constatat
următoarele:
- realizarea instalaţiei a necesitat reproiectarea vaporizatorului prin construirea
unui vaporizator nou, deoarece prima varianta proiectată nu atingea domeniul de
temperatură propus;
- pentru un mai bun schimb de căldura s-a montat o placa din aluminiu perforată
După testări repetate şi modificări constructive s-a realizat instalația multifuncțională
prezentată în această lucrare.
Ing. Iosub Andrei
37
Produsele textile vor fi testate din punctul de vedere al comportării la întindere,
torsionare, încovoiere, drapaj etc. Pentru aceasta, în camera frigorifică se vor introduce
si dispozitivele corespunzătoare pentru solicitarea la încovoiere si drapaj. Modul de
comportare se va urmări cu o camera web, conectată la un calculator .
De asemenea, camera frigorifică va servi si la testarea produselor textile, cu
destinaţie tehnică, prin influenţa temperaturilor joase asupra caracteristicilor mecanice.
Astfel, produsele textile vor fi supuse la temperaturi joase si în perioade diferite de timp
pentru a stabili influenţa acestora asupra caracteristicilor mecanice si alte caracteristici.
III.1.3. Concluzii
Pe baza testelor de funcţionare a instalaţiei se pot trage următoarele concluzii:
- temperatura poate fi reglată si menținută constantă în timp;
- variaţia umidităţii poate fi urmărită în timp, prin traductoare de umiditate;
- nivelul de încărcare cu agent frigorific poate fi monitorizat
Pentru solicitarea produselor textile la cicluri de încălzire si răcire se prevede si
realizarea unei instalaţii de încălzire a aerului din cameră .
III.2 Cercetări privind utilizarea materialelor textile pentru izolarea termica la
temperaturi negative
Folosirea izolație termice la temperaturi negative are rolul de a reduce fluxul de
căldura spre spatiile răcite sau către diferite obiecte care au o temperatura inferioara
temperaturii mediului ambiant. Pentru a obține o funcționare economica si exploatare
normala a spațiului ce trebuie răcit grosimea si calitatea izolație reprezintă un factor
foarte important. In acesta parte din teza se dorește compararea a trei produse folosite in
izolații termice la temperaturi negative: polistiren expandat, material nețesut si straturi
din lâna. Materialele vor fi testate cu ajutorul unei instalații frigorifice cu comprimare
mecanica de vapori capabila sa producă temperaturi in plaja +4..-35 °C, gestionata de
un programator Dixel echipat cu sonda de temperatura PTC 1000 capabil sa înregistreze
valori cuprinse intre +40...-60 °C. Izolația incintei frigorifice s-a efectuat cu polistiren
expandat de 100 mm. Pe un perete lateral al incintei se va face un decupaj de 250 *
Ing. Iosub Andrei
38
250 mm, ales intr-o poziție centrala in care se va introduce materialul pentru a fi testat.
Dimensiunile probelor vor fi de 250*250*60 mm .
Pentru verificarea proprietaților izolatoare ale materialelor se va folosi un Logger
de temperatură capabil să înregistreze cu 2 sonde NTC temperaturi cuprinse intre
+125...-40 °C.
Una din sonde va fi introdusa in incinta frigorifica iar cea de a doua sonda va fi
poziționata la partea exterioara a materialului testat lipit de o placa de aluminiu, pentru a
se putea citi o temperatura medie. Diferența de grosime a izolației va fi completata cu
material nețesut . Rigidizarea ansamblului menționat se va face cu ajutorul unei placi de
OSB cu grosime de 6 mm. Materialele se vor testa la o temperatură si umiditate
ambientală identică, astfel ca erorile care vor aparea sa fie cat mai reduse .
III.2.1 Aspecte generale
Conform principiului al II-lea al termodinamicii, căldura trece de la sine de la un corp
cu temperatura mai ridicata spre corpul cu temperatura mai redusa . Izolația termica are
rolul de a minimaliza acest proces, ca urmare izolația termica nu reduce total aceasta
trecere ci doar o micșorează .
In practica pot apărea doua situații :
- izolația termica, in cazul in care temperatura sistemului termodinamic este mai
mare decât temperatura mediului exterior, pentru instalații si mașinile termice;
- izolația frigorifica, in cazul in care temperatura sistemului termodinamic este mai
mica decât temperatura mediului exterior, pentru instalațiile frigorifice [35]
In cazul acestui experiment se tratează cea de a doua situație, izolația frigorifica.
Căldura se poate propaga in trei moduri distincte : conducție, convecție si radiație .[36]
Transferul de căldura prin materiale izolatoare are loc prin conducție, in timp ce
pierderea sau câștigarea de căldura, de la mediul ambiant către materialul izolator, are
loc prin convecție si radiație .
Materialele izolatoare care au un coeficient de conductibilitate termica scăzut sunt acele
materiale care au in componenta o proporție foarte mare de goluri mici de aer sau cu un
Ing. Iosub Andrei
39
anumit gaz. Aceste goluri trebuie sa fie suficient de mici pentru a nu putea apare
convecție, radiație si astfel se va reduce transferul de căldura [35].
Materialele izolatoare se împart in doua categorii :
- naturale, cum ar fi azbestul, mica, pământul;
- industriale,obținute din procese industriale cum ar fi:vata de sticla, vata bazaltica,
polistiren, spuma poliuretan, placi din pluta, placi din fibre lemnoase, [37].
Câteva din condițiile pe care trebuie sa le îndeplinească materialele termoizolante, care
se utilizează in tehnica frigului, sunt :
- conductivitate termica redusa;
- higroscopicitate redusa;
- permeabilitate la vapori redusa;
- rezistenta mare la îngheț;
- sa nu aibă miros;
- sa nu aibă valoare nutritiva pentru insecte si rozătoare;
- sa nu se taseze;
- rezistenta mecanica buna;
- durata mare de exploatare, [25].
Cele mai reprezentative materiale folosite in tehnica frigului sunt pluta, polistirenul
expandat, spuma de poliuretan.
Izolația frigorifica, in sine, in afara folosirii materialului izolant, mai implica si
folosirea altor materiale cum ar fi: suport pentru prindere a izolației, folie cu rol de
bariera de vapori, protecție pentru șocuri mecanice, vopsea aplicata cu rol anticoroziv si
estetic .
Indiferent de scopul folosirii izolației frigorifice , se va monta o bariera de vapori cu
rol de a limita intrarea vaporilor de apa . Fenomenul de migrare a vaporilor de apa din
mediul ambiant apare datorita diferenței de temperatura sau umiditate dintre suprafața
rece si temperatura mediului ambiant . Nu trebuie confundat condensul cu vaporii de
apa din aer, exista materiale care sunt rezistente la apa, dar nu si la trecerea vaporilor de
apa din aer . Toate materialele folosite in izolații frigorifice au un anumit grad de
penetrare al vaporilor de apa din aer , daca aceasta penetrare nu este prevenita atunci
Ing. Iosub Andrei
40
acești vapori vor intra in material, unde vor condensa la atingerea temperaturii punctului
de roua sau chiar se vor forma cristale de gheata, care va conduce, in timp, la
distrugerea izolație. Așadar, bariera de vapori joaca un rol foarte important in cadrul
izolațiilor frigorifice . Aceasta se aplica pe partea calda a izolației si trebuie o mare
atenție la montaj, pentru a nu fi deteriorata . Pentru alegerea barierei de vapori se va tine
cont de datele oferite de producător despre permeabilitatea materialului folosit,
performantele rezistentei la foc a barierei de vapori pentru a nu afecta întreg ansamblul
de izolație frigorifica si un eventual scenariu de înlocuire al acesteia in cazul in care
aceasta s-ar deteriorare . O eventuala deteriorare a barierei de vapori va conduce la
performante slabe ale izolației frigorifice sau chiar la distrugerea ei, pe parcursul
timpului .
Condensul poate apare atunci când suprafața calda a izolației scade sub temperatura
punctului de roua a mediul ambiant . Prezenta condensului pe partea calda a izolației
frigorifice, care are montat bariera de vapori, nu afectează calitatea izolație, dar este un
fenomen care trebuie evitat printr-un calcul corespunzător al grosimii izolației. La
dimensionarea grosimii materialului termoizolator trebuie ținut cont de umiditatea
relativa din mediul ambiant sau aproximarea acesteia cat mai corect posibil .
Pentru alegerea materialului termoizolant trebuie ținut cont de destinație si este
recomandat sa se consulte chiar si producătorii .
Izolația termica si-a dovedit eficienta in următoarele cazuri :
- reducerea costurilor pentru energie;
- securitatea personalului care lucrează in temperaturi ridicate, negative;
- confortul din interior;
- controlul temperaturii la echipamente;
- reducerea poluării mediului;
- creșterea competivitatii intrepriderilor;
- reducerea consumului de resurse naturale;
- reducerea poluării sonore;
- creșterea productivității muncitorilor din întreprinderi, clădiri comerciale, [35].
Ing. Iosub Andrei
41
III.2 2 Aspecte experimentale
Testarea materialelor termoizolatoare, folosite in cadrul acestui experiment, se va
face cu ajutorul unei instalații frigorifice multifuncționale cu comprimare mecanica de
vapori, Figura 33 deja proiectata si construita in cadrul tezei , capabila sa producă
temperaturi in plaja de la temperatura mediului ambiant (+20-25)..-35 °C, max. -40°C.
Aceasta instalație este controlata de un programator Dixel echipat cu sonda PTC
1000 capabila sa înregistreze valori ale temperaturii cuprinse intre +40..-60 °C. Izolația
termica a incintei frigorifice este efectuata cu polistiren expandat de 100 mm grosime .
Materialele folosite pentru experimentare sunt polistirenul expandat, material
nețesut (din materiale reciclabile) si straturi de lâna groasa (țurcana, ne vandabila).
Densitatea aparenta pentru fiecare material este:
-15 kg/m³ pentru polistiren expandat;
- 68 kg/m³ pentru material nețesut;
- 33.5 kg/m³ pentru lâna.
Probele vor avea dimensiunile 250 x 250 x 60 mm .
Pentru derularea experimentelor pe un perete lateral din stânga, in zona centrala a
incintei s-a realizat un decupaj al izolației termice cu dimensiunile de 250 * 250 mm,
Figura 24.
Figura 24: Vedere generala a spațiului proiectat pentru izolarea termica
Probele de materiale vor fi introduse in spațiul proiectat. Urmărirea variației de
temperatura se va face cu ajutorul unui Logger de temperatura, echipat cu 2 sonde de
Ing. Iosub Andrei
42
temperatura, capabil sa înregistreze temperaturi cuprinse intre +125...-40 °C. Una din
sonde se va introduce in incinta frigorifica, iar cea de a doua sonda se va poziționa pe
partea calda a materialelor izolante folosite la experimente .
Pentru a citi o temperatura cat mai reala, cea de a doua sonda va fi fixata de o
placa de aluminiu cu dimensiunea de 150 * 150 mm. Pe exteriorul materialului testat se
va aplica o bariera de vapori, din polietilena. Completarea, pana la grosimea de 100
mm, izolație incintei frigorifice se va face cu straturi de material nețesut . Rigidizarea
acestui ansamblu se va face cu ajutorul unei placi de OSB de 6 mm grosime, având un
sistem de prindere in 6 șuruburi cu piulițe tip fluture pentru un montaj/demontaj rapid .
Experimentele s-au făcut la o temperatura si umiditate ambientala identica pentru a nu
exista erori . Temperatura de testare va fi de -10 respectiv -30 °C , iar durata unui test
va fi de 3 ore 20 min , cu înregistrarea valorilor de temperatura la un interval de 6 sec .
In tabelul 7 s-au centralizat rezultatele obținute din programul ThermaData Logger .
Figura 25: Schema de măsurare a diferenței de temperatura
a) b) c)
Figura 26: Materiale termoizolatoare folosite la experimente (a-polistiren expandat ,b-
material nețesut, c-straturi de lâna )
Ing. Iosub Andrei
43
a-polistiren expandat
b-material nețesut
c-straturi de lâna
Figura 27: Reprezentare grafica ThermaData Logger t=-10 °C
Ing. Iosub Andrei
44
a-polistiren expandat
b-material nețesut
c-straturi de lâna
Figura 28: Reprezentare grafica ThermaData Logger t=-30 °C
Ing. Iosub Andrei
45
Tab. 7: Rezultate testări materiale termoizolatoare
Temperatura mediului
ambiant 13 °C
Temperatura mediului
ambiant 14
Temperatura de testare -10
°C
Temperatura de testare -30
°C
polistiren nețesut lâna polistiren nețesut lâna
3.7 °C 4.1°C 3.4°C -2.9°C -0.5°C -1.6°C
III.2.3. Concluzii
Conform ecuației lui Fourier densitatea de flux termic este egala cu cantitatea de
căldura transferata in unitatea de timp pe unitatea de suprafața [37], de aici rezultând ca
conductibilitatea termica este egala cu fluxul termic care traversează unitatea de
suprafaţă a unei plăci de grosime unitară, când diferenţa de temperatură între suprafeţele
exterioare este egală cu unitatea . In urma rezultatelor obținute la temperatura de -10 °C
Figura 27 respectiv -30 °C Figura 28, se indica, in partea stânga, variația temperaturii
de la exteriorul probei, iar in partea inferioara variația timpului înregistrat de Logger. In
partea dreapta se înregistrează variația temperaturii proiectata in incinta frigorifica.
Variația temperaturii in interiorul incintei este pentru cicluri de creștere si scădere.
Pentru ambele experimente se poate observa o diferența de temperatura de 13,7 °C
pentru polistiren,14.1°C grade pentru nețesut si 13,4°C, straturi de lâna (la temperatura
medie proiectata de -10°C, in interiorul incintei. Cum celelalte condiții sunt
asemănătoare se poate trage concluzia ca straturile de lâna si cu polistirenul au valori
apropiate, ceea ce explica o buna izolare termica. La temperatura de -30°C, proiectata,
diferențele de temperatura sunt: 28,1°C, pentru polistiren, 28,4°C pentru straturile de
lâna, 29,5°C pentru straturile de nețesut. Conductibilitatea termica este mai buna pentru
straturile de nețesut, apoi pentru straturile de lâna si cea mai slaba izolare termica este
cu polistiren. O alta concluzie se desprinde ca, la temperaturi negative mici polistirenul
are o comportare mai buna, dar la temperaturi mai joase (-30°C) straturile de nețesut si
lâna sunt mai bune izolatoare termice. O concluzie care merita atenție, pentru ca de
obicei izolarea se face cu polistiren. Aceasta concluzie se poate explica prin aerul
Ing. Iosub Andrei
46
cuprins in structura produselor (nețesute si straturi de lâna), care este mai cel mai bun
izolator termic.
III.3 Cercetări privind comportarea țesăturilor tehnice la temperaturi negative
Țesăturile tehnice reprezintă un domeniu important al industriei textile. Țesăturile
tehnice preiau, din mers, unele domenii care erau ocupate de alte tipuri de material, ca
pielea naturala, materiale metalice. Astfel, țesăturile tehnice au cucerit domenii
strategice din apărare, aeronautica, zboruri cosmic si se regăsesc in foarte multe
destinații ca: agricultura, construcții, echipamente de protective, transport- (automotive,
aeronautica, industria feroviara, industria nautica), geotextile, textile medicale, textile
pentru sport, habitat-mobile, industrie – filtre, benzi transportoare, curele de
transmisie)industria de ambalaje, component tehnice pentru îmbrăcăminte si
încălțăminte.
Mai in toate aceste destinații, textilele tehnice sunt supuse la variații de temperatura si
umiditate. Sunt cercetări privind comportarea acestor textile tehnice, in medii cu
temperaturi pozitive, dar lipsesc informații privind comportarea acestora in medii cu
temperaturi negative, care pot ajunge si pana la -50°C(in unele zone ale globului, dar
temperaturi de -40°C se găsesc chiar in Romania. Din aceste motive, teza si-a propus sa
determine influenta temperaturilor negative asupra comportării țesăturilor tehnice cu
destinații agricultura (perdele de protecție), transporturi (prelate, automotive), mobila de
exterior (copertine, corturi), echipamente de protecție, ambalaje.
Ca metoda de studiu s-a ales, comparația. Aceasta permite să se compare, din
punct de vedere valoric si statistic anumiți parametri statistici determinați experimental.
In cadrul tezei, s-a ales comparația dintre diferite tipuri de țesături tehnice care au fost
tratate la temperaturi negative, notate cu T si netratate, notate NT (ca martor). Țesăturile
au fost supuse la solicitări de întindere si s-au luat in vedere caracteristicile: forța
maxima, forța de rupere, alungirea absoluta si relativa, limita de proporționalitate, lucru
mecanic max., si diagramele forta-alungire. Valorile au fost obținute pe un dinamometru
H5kT –SDL ATLAS.
Ing. Iosub Andrei
47
III.3.1. Aspecte teoretice privind testarea statistica a rezultatelor
Prin faptul ca, in cadrul tezei, se urmărește compararea caracteristicilor țesăturilor
supuse la tratamente termice (temperaturi negative)notate T cu țesăturile netratate,
notate NT, este necesar sa se stabilească diferența dintre valorile medii ale
caracteristicilor urmărite. Aceasta se face folosind teste statistice corespunzătoare
eșantioanelor mici. Mai intăi se stabilește semnificația diferenței dintre dispersiile
eșantioanelor si in funcție de aceasta se stabilește semnificația diferenței dintre medii, si
anume:
- Daca diferența dintre dispersii este nesemnificativa, se aplica testul t Student
Fischer;
- Daca diferența dintre dispersii este semnificativa se aplica testul ANOVA.
III.3.1.1.Testarea egalitarii dispersiilor
Pentru diferența dintre dispersii se folosește testul F (Fischer Snedecor).
Relația de calcul este:
(13)
Unde:
este numarul de probe din esantionul 1 (NT)
- numarul de probe din esantionul 2 (T);
- dispersia valorilor din esantionul 1;
- dispersia valorilor din esantionul 2.
Din legea Fischer Snedecor pentru gradele de libertate = si = si riscul de
eroare de 0.05 si 0,01 se obtin valorile tabelare ale lui F, adica si
Deoarece funcția F are numai valori supraunitare, se aleg dispersiile in așa fel ca
raportul sa fie supraunitar.
Gradul de semnificație al diferenței dispersiilor se stabilește conform cazurilor:
Daca- diferenta este nesemnificativa(daca se afirma ca diferenta exista
se ia un risc mai mare de 5%);
Ing. Iosub Andrei
48
Daca- diferenta este semnificativa cu un risc de maxim 5%;
Daca - diferenta este foarte semnificativa , riscul de eroare maxim de
1%.
III.3.1.2.Testarea egalitătii mediilor. Testul t (Student Fincher)
Calculele si interpretarea s-a făcut pe baza considerațiilor ca valorile sunt aleatoare si
fac parte dintr-un eșantion mic care respecta legea Student-Fischer. Pe baza rezultatelor
experimentale, pentru caracteristicile menționate, au fost calculate, pe baza posibilitățile
oferite de programul EXCEL, valoarea medie si abaterea medie pătratica (deviația
standard).Pe baza celor calculate se determina parametrul (t), cu relația :
| |
√
(14)
Unde:
este valoarea medie a esantionului 1;
valoarea medie a eșantionului 2;
abaterea standard estimata;
numarul de probe din esantionul 1;
numarul de probe din esantionul 2.
Abaterea standard estimata se calculează cu relația:
√
( ) ( ) (15)
Unde:
este dispersia valorilor din esantionul 1;
- dispersia valorilor din esantionul 2.
Ing. Iosub Andrei
49
Pentru stabilirea semnificației diferenței dintre mediile celor doua eșantioane se folosesc
relațiile:
diferenta este nesemnificativa;
diferenta este semnificativa;
diferenta foarte semnificata.
Unde:
este valoarea parametrului (t) calculata;
valoarea parametrului (t) pentru riscul de eroare de 5% si gradul de libertate;
valoarea parametrului (t) pentru riscul de eroare de 1% si gradul de libertate;
Gradul de libertate se determina cu relația:
( ) ( ) (16)
III.3.1.3.Testul ANOVA –metoda simpla
Acest test se aplica pentru compararea mediilor, când dispersiile nu sunt egale,
din punct de vedere statistic.
Partea teoretica, a acestui test, are la baza ipoteza nula si se obține prin raportarea
dispersiei exterioare (dispersia mediilor din grup/ dispersia explicata) la dispersia
interioara (reziduala).
Etapele de lucru sunt:
Stabilirea caracteristicii ce se compara;
- Stabilirea grupurilor ce se compara (k);
- Stabilirea mărimii eșantionului pentru fiecare grup , ;
- Valorile experimentale pentru fiecare grup,
- Calculul statistic pentru fiecare grup, si anume:
Media eșantionului, ;
Dispersia eșantionului
Calculul statistic pentru ansamblu de grupuri, si anume:
Media ansamblului de grupuri, ;
Dispersia totala a ansamblului
Gradul de libertate pentru ansamblu;
Ing. Iosub Andrei
50
Dispersia mediilor grupurilor – dispersia exterioara;
Dispersia valorilor individuale din ansamblu – dispersia interioara;
Dispersia totala;
Raportul dintre dispersia exterioară si dispersia interioară ( )
Decizia: Daca nu se repinge ipoteza nula;
Daca se repinge ipoteza nula
Pentru aplicarea metodei trebuie urmărite calculele:
Tabelul 8 Calcul statistic pentru ansamblul de grupuri
Eșantionul 1 Eșantionul 2
simple pătrat simple pătrat
Determinări
experimentale
( ) ( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
Nr.de valori
Total ∑
∑( )
∑
∑( )
Media (∑
) ⁄
(∑
) ⁄
Calcule A
∑( )
∑( )
B ((∑
)
(∑
)
) ( )⁄
C
(∑
)
⁄ (∑
)
⁄
Unde:
x1i- valori experimentale pentru grupul 1;
x2i- valori experimentale pentru grupul 2
Ing. Iosub Andrei
51
i - numărul de probe din grup (1...n1) si (i...n2)
Tabelul 9 Test ANOVA:
Tabelul...
Dispersia SS Gradul
de
libertat
e
MS Decizia
Intergrup
(interioara)
C-B k-
1
(C-
B)/(k-1)
( )
( )
Se respinge
ipoteza nula ( )
Nu se respinge
ipoteza nula
Intragrup
(exterioara)
A-C N-
k
(A-
C)/(N-k)
Total A-B N-
1
Unde:
SS este suma pătratelor dispersiilor;
MS – media pătratica a dispersiei eșantionului
k - numărul de grupe;
N - numărul total de valori din ansamblul;
gradul de libertate pentru dispersia exterioara (in tabelul Fischer Snedecor ia
valoarea pe coloana)
III.3.2. Testarea țesăturilor din AIRBAG
III.3.2.1. Generalități
Primul concept al sistemului de airbag apare în anii șaizeci și descrie un airbag
care se autodeschide in urma unei decelerări bruște a vehiculului, dar implementarea
sistemului airbag este introdusă pentru prima oară în SUA în anul 1989. De asemenea,
producătorii europeni de automobile au început dezvoltarea sistemelor airbag prima
firma fiind Mercedes Benz în anul 1967. La început, airbag-urile au fost umflate
folosind cutii de gaze comprimate. Cu toate acestea, recipientele de presiune au putut fi
poziționate numai pe panoul frontal, astfel încât conexiunea cu volanul era foarte
dificilă. Au fost efectuate noi experimente cu gaz lichefiat și combustibili solizi. Timpul
Ing. Iosub Andrei
52
necesar de inflație de 1/30 secunde a fost atins, dar sistemul a fost încă prea greu.
Primul material utilizat pentru perna de airbag a fost țesături din poliamidă acoperite cu
neopren. De la începutul anilor nouăzeci, toți producătorii de automobile au furnizat
airbag-uri ca o caracteristică standard sau suplimentară, chiar și pentru automobile de
clasă compactă. [38]
Airbag-urile sunt proiectate pentru a minimiza forțele și mișcarea excesivă a
unui pasager care are centura de siguranță fixată, prin deformarea elastică și controlul
fluxului de gaz fierbinte prin țesătura, controlată de orificii speciale, în caz de coliziune.
[39]
Sistemele airbag au patru componente generale:
1. Un sistem de senzori,
2. Un mecanism de declanșare,
3. Airbag-ul sau perna,
4. Cablajul.
În caz de accident, intră în acțiune sistemul de senzori și acționează mecanismul
de declanșare. Acest sistem are senzori diferiți pe șasiul mașinii și poate detecta direcția
impactului, astfel încât, dacă se produce un impact lateral, airbag-ul frontal nu se va
declanșa. Sistemul de senzori trimite o tensiune la mecanismul de acționare și încălzește
materialul pirotehnic sau dispozitivul de umflare care generează un gaz inert care umple
airbag-ul în milisecunde. În figura 29 se poate vedea principiul senzorilor airbag-urilor.
[40]
Figura 29: Principiul senzorilor airbagurilor (Sursa: Laboratorul de Electronică
Vehiculelor din cadrul Universității Clemsons)
Ing. Iosub Andrei
53
Conform condițiilor de funcționare, Figura39, țesătura este intr-o poziție
staționara, supusa la condiții de temperatura si umiditate ciclice, iar solicitarea țesăturii
are loc in condițiile unui impact, când țesătura este supusa unei solicitări dinamice de
întindere, când valoarea forței de solicitare este mult mai mare fata de solicitarea statica.
III.3.2.2.Tesături pentru airbag
Țesătura folosita la perna de airbag trebuie să aibă un comportament fiabil,
previzibil și unele proprietăți cheie, cum ar fi: rezistența la abraziune bună, capacitatea
de absorbție a energiei, rezistența specifică ridicată și caracteristicile bune de
îmbătrânire. Caracteristica de îmbătrânire este foarte importantă, deoarece durata de
viață a unui airbag este considerată a fi de 15 ani, iar performanțele pernei airbagului
trebuie să rămână neschimbate în această perioadă. [40]
Dacă se compară nailonul cu alte materiale, cu poliester, de exemplu, se pot
face observații interesante. Punctul de topire al ambelor materiale este aproximativ
același, aproximativ 260 ° C. Această caracteristică este foarte importantă deoarece
airbag-ul este umflat după o explozie pirotehnică care poate genera, pentru o perioadă
scurtă de timp, o temperatură de 250-400 ° C.
O diferență mare apare in cazul căldurii specifice care este cu aproximativ 30%
mai mică pentru poliester comparativ cu nailonul 6.6, ceea ce înseamnă că energia
necesară pentru topirea poliesterului este mai mică decât cea pentru nailonul 6.6. Figura
30 prezintă materiale fabricate din nailon 6.6 și poliester care au fost în contact cu un
corp la 400 ° C, timp de aproximativ 2 secunde.
A B Figura 30: Poliamida 6.6 (A) și poliester (B) (Sursa: http://www2.dupont.com)
Ing. Iosub Andrei
54
Un alt avantaj al poliamidei 6.6 comparativ cu poliesterul este densitatea, care
este de 1140 kg / m3 pentru nailon și 1380 kg / m3 pentru poliester, ultima fiind cu
aproximativ 20% mai mare decât prima. Datorita densității reduse, nailonul 6.6 permite
producerea de airbag-uri ușoare, ajutând la reducerea energiei de impact pentru
pasagerul vehiculului, sporind astfel siguranța si coborând greutatea totala a vehiculului.
[41].
Caracterul higroscopic al nailonului 6.6 ajută la stingerea gazelor fierbinți
produse de agitatorul pirotehnic. [42]
În prezent, toate țesăturile folosite la fabricarea pernei airbag sunt fabricate din
fire de poliamida 6.6, datorita avantajelor țesăturii și a costurilor mai mici acestui
material. [41]
III.3.2.3 Aspecte experimentale
În timpul duratei de viață a airbagurilor, țesăturile folosite pentru airbag sunt
supuse unor variații mari de temperatură, care pot varia între +70 ° C și -35 ° C, în
funcție de sezon și de condițiile meteorologice.
Lucrarea urmărește studierea influenței temperaturilor negative asupra caracteristicilor
dinamometrice ale țesăturilor airbag.
Ca material de testare a fost utilizată o pernă de airbag care provine dintr-un
airbag explodat. Din țesătura de nylon luată din acest airbag au fost tăiate opt eșantioane
cu lungimea de 350 mm și lățimea de 50 mm fiecare. Patru dintre ele au fost menținute
timp de 10 ore la o temperatură de -20 ° C, iar celelalte patru nu au fost supuse nici unui
tratament. Caracteristicile țesăturii airbag utilizate pentru teste sunt prezentate în tabelul
10
Tabelul 10: Caracteristicile țesăturii
Materii
prime
Structura
firelor
Finețe fir [dtex]
Țesătură structura
Masa
materialu
lui [G /
m2]
Desimea pe
urzeala
[fire / 10
cm]
Desimea pe
bătătura [fire
/ 10 cm]
Nylon 6.6
Fire
filamenta
re
Urzeală : 980
Bătătură : 980
pânza
256 128 126
Ing. Iosub Andrei
55
Pentru a menține eșantioanele la o temperatură de -20 ° C, a fost utilizata o
instalație frigorifica multifuncționala , realizata in cadrul temei de doctorat, Figura33.
Temperatura variază între +20 ° C și -35 ° C.. S-a ales temperatura de (-20 ° C)
deoarece Loggerul de temperatură și umiditate nu suporta o temperatura mai joasa de
aceasta.
Probele au fost tratate în condiții specificate mai sus, timp de zece ore, au fost
monitorizate de un logger pentru temperatură și umiditate, iar rezultatele au fost
înregistrate de software-ul specializat ThermaData. Rezultatele pot fi văzute în figura
31. Axa din dreapta figurii este pentru temperatură, iar axa din stângă este pentru
umiditatea înregistrată în camera frigorifica. Graficul indica variația temperaturii si
umidității din camera frigorifica in funcție de timp. Temperatura s-a coborât pana la -
20°C si ciclul de ridicare si coborâre a temperaturii a variat intre -16 °C si -20°C, iar
umiditatea variază intre 40 si 80%
La sfârșitul tratamentului, probele au fost introduse într-o lada frigorifica
portabila. In momentul în care au fost introduse în lada frigorifica, poate fi văzut în
grafic, umiditate care a crescut brusc la maximum 94,8%, iar temperatura pana la 5 °C.
După aceea, au fost transportate la locul de testare în aproximativ 2 ore. În figura 31 se
poate observa variația temperaturii si a umidității probelor, in timpul transportului,iar in
momentul testării temperatura a fost de aproximativ 8 ° C și umiditatea relativă a fost
de 65%.
Ambele grupe de probe, tratate și netratate, au fost supuse unor încercări axiale
de tracțiune, pe mașina de testare la tracțiune H5KT produsă de SDL ATLAS, echipată
cu cleme adecvate pentru țesătura. În figura 32 se poate observa mașina în timpul
funcționării.
Probele de țesătură au fost testate până la rupere și au fost înregistrate diagramele
de forță-alungire. Testele au fost efectuate în conformitate cu [43], utilizând
următoarele condiții de testare:
- dimensiunea eșantioanelor: 350 mm x 50 mm,
- lungimea ecartamentului: 200 mm,
- viteza de testare: 100 mm / min
Ing. Iosub Andrei
56
În figura 43 se poate vedea imaginea probelor rupte.
Figura 31: Grafic de temperatură și umiditate (Sursa: software-ul Logger ThermaData)
Figura 32: Mașina de testare a textilelor H5KT Figura 33: Probele de țesătură pentru airbag după testare
Rezultatele obținute după efectuarea testului de tracțiune sunt prezentate în
tabelul 11, în timp ce figura 44 prezintă curbele de forță de alungire pentru probele de
țesături netratate (A) și probele de țesături tratate (B).
Ing. Iosub Andrei
57
Tabelul 11: Datele experimentale și calculele realizate de software-ul QMAT
TEXTILE
Nr. probei Forța
maxima [N]
Forța de rupere
[N]
Alungire relativa
[%]
Limita de proporționalitate
[mm]
Alungire absolută
[mm]
Lucru mecanic la
rupere [N*mm]
Lucru mecanic la
forța maximă [N*mm]
Pro
be
netr
atat
e 1 1266,00 501,00 27,92 28,04 30,80 17,82 15,78
2 1386,00 1361,00 34,30 17,45 35,00 22,79 21,82
3 1419,00 915,00 31,45 18,30 31,60 20,14 19,96
4 1392,00 713,00 30,60 31,13 32,70 19,81 17,82
Pro
be
trat
ate
5 1341,00 969,00 33,40 10,80 36,40 22,57 19,81
6 1313,00 384,00 31,20 31,56 32,48 18,26 17,20
7 1343,00 459,00 32,10 9,75 36,40 21,52 17,53
8 1181,00 386,30 30,30 10,95 32,20 17,77 14,45
A B
Figura 34: Curbe de forță-alungire (A - eșantioane de țesături netratate, probe de țesături tratate cu B)
Ing. Iosub Andrei
58
Tabelul 12: Rezultatele analizei statistice
Caracteristici
mecanice
Parametri
statistici
Forța maximă
[N]
Indiciile modulul
de elasticitate
(N/mm)*
Alungire absolută
[mm]
Limita
proporționalității [mm]
NT T NT T NT T NT T
Valoarea medie
1365.75 1294.5 37.7575 26.1025 32,53 34,37 20.595 13.0
Abaterea standard
( ) 68.03 76.89 4.7744 3.736 1,82 2.348 3.628 5.02
Coeficient de
variație (%) 4.9 5.9 12.64 14.21 5.59 6.83 17.61 38.61
Nr. de probe (n) 4 4 4 4 4 4 4 4
Testarea egalitătii dispersiilor
1.278 1.62 1.66 1.945
Grade de libertate ; =0.05
5.99
Decizia Nu se respinge ipoteza
nula
Nu se respinge
ipoteza nula
Nu se respinge
ipoteza nula
Nu se respinge ipoteza
nula
Dispersiile sunt egale
Testarea egalitătii mediilor
Abaterea standard
estimata (s) 83.83 4.99324 2.245 5.063
tcalc 1.202 3.363 1.09 2.12
1.943 1.943 1.943
- 3.143 - -
Decizia statistică
Diferența nu este
semnificativă
Diferența este
foarte semnificativa
Diferența nu este
semnificativă
Diferența este
semnificativă
Obs.* Indicele modului de elasticitate s-a calculat ca sensul geometric al modului de elasticitate (tgα = Fe/lp), unde Fp este forța
corespunzătoare limitei de proporționalitate (lp)
In urma solicitării la întindere a țesăturilor cu destinație pentru airbag-uri, in
condiții de temperatura si umiditate standardizata si in condiții de testare la temperatura
(- 20°C) , s-au observat anumite diferențe:
- La forța maxima nu exista diferențe dintre medii, iar dispersiile sunt egale. Cu
toate ca umiditatea din camera frigorifica variază intre (40-80)%, in funcție de variația
temperaturii, care variază intre (-17...-18 °C)., iar umiditatea din interiorul filamentului
de poliamida isi mărește volumul, spatiile dintre lanțurile macromoleculelor se măresc,
Ing. Iosub Andrei
59
dar legăturile intermoleculare nu sunt influențate, iar din cauza umidității (după
încălzirea la contactul cu mediul exterior), adeziunea dintre filamente nu se modifica.
- modulul de elasticitate inițial la proba tratata la temperaturi negative este mai
mic, iar diferența este foarte semnificativa. Aceasta se poate explica prin prezenta
umidității mai mare a probei, in momentul solicitării, datorita topirii gheții de pe proba,
aceasta având efect pozitiv asupra elasticității tesăturii si asupra micșorării rigidității
tesăturii.
In privința celorlalte caracteristici urmărite, prin determinări experimentale, nu s-
au găsit diferențe semnificative intre valorile medii (ex. lucru mecanic maxim:
=0.066, fata de = 1.943 ; alungirea absoluta =1.08, fata de = 1.943).
Aceste testări ar pune in evidenta ca țesătura de poliamida nu este influențata
negativ de acest tratament(chiar de -20°C), dar experimentarea trebuie sa continue
pentru a pune in evidenta cicluri de incalzire- răcire, așa cum se întâmpla in realitate. Pe
perioada de garanție, de 15 ani, sunt multe asemenea cicluri de incalzire- răcire si la
temperaturi mai mari ( pozitive si negative),decât cele luate in analiza.
III.3.2.1.4 Concluzii
Această lucrare, care vizează analiza comportamentului materialelor pentru
airbag-uri la temperaturi scăzute (-20 ° C), prezintă rezultatele obținute în testarea axială
de tracțiune. Probele de țesătură prelevate de pe perna unui airbag explodată au fost
menținute la temperatură scăzută timp de 10 ore și caracteristicile lor de tracțiune au
fost comparate cu cele ale eșantioanelor netratate.
Analiza statistică a rezultatelor obținute a arătat că tratamentul la temperatură de -20 ° C
nu influențează negativ caracteristicile mecanice ale țesăturii la testul de tracțiune
axială.
Cu toate acestea, diferențele dintre valorile medii ale unor caracteristici
mecanice, ca forță maximă, forță de rupere, limită de proporționalitate, necesită
efectuarea de cercetări ulterioare la temperaturi mai scăzute, utilizând un număr mai
mare de probe testate și țesături airbag nefolosite.
Ing. Iosub Andrei
60
III.3.3. Cercetări privind comportamentul textilelor tehnice la temperaturi joase
III.3.3.1 Aspecte experimentale
În funcție de condițiile de muncă și de riscurile la care sunt expuși utilizatorii,
textilele tehnice de protecție trebuie să fie proiectate astfel încât să se potrivească
cerințelor specifice, pentru a proteja persoanele care lucrează în astfel de condiții [44].
Au fost alese trei tipuri de materiale: bumbac, in și poliester. Tesătura din
bumbac utilizata ca echipament de protecție, țesătura din in ca ambalaj, iar cea din
poliester ca îmbrăcăminte specializată.
Toate aceste materiale în timpul folosirii sunt expuse într-o oarecare măsură la
temperaturi scăzute care pot afecta proprietățile textilelor tehnice din care fac parte.
Lucrarea urmărește să studieze influența temperaturilor negative asupra
caracteristicilor dinamometrice ale acestor trei materiale.
Caracteristicile principale ale țesăturilor selectate sunt prezentate în tabelul 13.
Tabelul 13. Caracteristicile materialului
Materii
prime
Structura
firului
Finețe fir
[dtex]
Structura
Țesăturii
Masa
țesăturii
[g / m2]
Desimea
urzeală
[fire / 10
cm]
Desimea
bătătura
[fire / 10
cm]
Bumbac
răsucit
750 Legătura
diagonala
130 232 232
In
răsucit
1333 pânza
260 104 146
Poliester
rotosetat 300 pânza
225 218 208
Pentru a studia efectul temperaturii joase asupra caracteristicilor dinamometrice
ale țesăturilor tehnice, din fiecare tip de material s-au luat două seturi de eșantioane.
Fiecare specimen are o lungime de 350 mm și o lățime de 50 mm. Cinci eșantioane din
fiecare tip de material au fost tratate timp de zece ore la temperatura de -20 ° C, în timp
ce celelalte cinci eșantioane nu au suferit nici un tratament.
Probele au fost menținute la temperatura de -20 ° C cu ajutorul unei instalații
frigorifice multifuncționale cu comprimare mecanica de vapori capabila să producă
Ing. Iosub Andrei
61
temperaturi cuprinse între +4 ° C și -35 ° C. Probele s-au menținut pană la temperatura
de - 35°C, numai ca logărele au fost scoase din funcțiune la temperatura de (-20° C) din
motive de securitate, nefiind indicat utilizarea acestora sub aceste temperaturi. Instalația
frigorifica multifuncțională experimentală utilizată pentru tratarea probelor la
temperatură scăzută este prezentată în figura 33.
Monitorizarea temperaturii și a umidității a fost făcută de softul specializat
ThermaData la fiecare 12 secunde pentru umiditate și la fiecare 24 secunde pentru
temperatură. Rezultatele se prezintă în figura 35. Axa din dreaptă a graficului este
pentru temperatură, iar axa din stângă este pentru umiditatea înregistrată în camera
frigorifica.
Figura 35: Grafica de temperatura si umiditate (Sursa: software-ul ThermaData
Logger)
La sfârșitul tratamentului, probele au fost introduse într-o lada frigorifica.
Momentul în care a fost plasat în congelator poate fi văzut în graficul de umiditate care
Ing. Iosub Andrei
62
a crescut până la maximum 90,4%. După aceea, au fost transportate la locul de testare în
aproximativ 2 ore. În figura 3 se poate de asemenea observa că temperatura probelor la
momentul testării a fost de aproximativ 6 ° C și umiditatea relativă a fost de 65%.
Ambele grupe de probe, tratate și netratate, au fost supuse unor încercări axiale
de tracțiune, pe mașina de testare la tracțiune H5KT produsă de SDL ATLAS.
Probele de țesătură au fost testate până la rupere și au fost înregistrate si diagramele
de forță-alungire. Testele au fost efectuate în conformitate cu EN ISO 13934-1,
utilizând următoarele condiții de testare:
- dimensiunea eșantioanelor: 350 mm x 50 mm,
- lungimea ecartamentului: 200 mm,
- viteza de testare: 100 mm / min;
În figura .46..se pot vedea eșantioanele înainte si după testare.
Figura 36: Eșantioane înainte si după testare
III.3.3.2. Calcule experimentale
Tabelul 14 prezintă rezultatele obținute după efectuarea testului axial de
tracțiune. Se afișează valori pentru forța maximă, forța de rupere, limita
proporționalității și alungirea absolută pentru probele netratate și tratate. Figura 47
Ing. Iosub Andrei
63
prezintă, ca exemplu, curbele de forță-alungire obținute pentru probele de țesătură de
in: probe netratate (A) și probe tratate (B).
(A) (B)
Figura 37 curbele de forță-alungire pentru probele de țesătură de in: probe netratate (A)
și probe tratate (B).
Tabelul 14. Datele experimentale și calculele efectuate de software-ul QMAT
TEXTILE
Numărul
eșantionului Forța maxima
[N]
Forța de rupere
[N]
Limita de
proporționalitate
[mm]
Alungirea absoluta
[mm]
Bum
bac
net
rata
t
1 330,80 184,80 16,15 43,10
2 284,80 214,00 19,13 50,90
3 312,80 159,20 18,15 45,80
4 316,80 190,80 16,15 41,80
5 281,61 181,20 16,45 41,40
305,36 186,60 17,20 44,60
21,33 19,68 1,35 3,91
Bum
bac
trat
at
6 310,80 182,80 16,40 37,40
7 232,80 154,25 12,83 47,48
8 292,80 188,40 16,05 42,53
9 241,80 188,40 11,93 51,30
10 239,80 153,50 10,85 39,60
263,6 173,46 13,61 43,66
35,60 18,03 2,48 5,69
In n
etra
tat 1 746,00 190,50 10,65 54,50
2 754,00 125,60 11,25 54,50
3 714,00 99,80 10,73 44,10
4 807,00 114,00 12,90 54,50
x
x
Ing. Iosub Andrei
64
5 781,00 148,00 10,95 54,00
760.4 135.58 11.296 52.32
35.345 35.412 0.926 4.600
In tr
atat
6 911,00 89,00 12,90 62,00
7 819,00 118,00 11,63 35,63
8 880,00 126,00 12,75 47,33
9 778,00 42,40 12,08 62,10
10 883,00 55,00 13,05 50,40
854.2 86.08 12.482 51.492
54.24 37.06 0.60 11.10
Poli
este
r
net
rata
t
1 1040,00 1040,00 2,94 51,60
2 1053,00 1053,00 1,20 52,50
3 772,00 772,00 4,92 37,80
4 983,00 983,00 3,10 48,80
5 1069,00 1069,00 2,55 53,60
983,40 983,40 2,94 48,86
122,54 122,54 1,33 6,43
Poli
este
r
trat
at
6 980,00 980,00 3,82 51,40
7 1033,00 1033,00 2,70 52,30
8 849,00 833,00 3,26 55,20
9 1001,00 1001,00 3,37 62,50
10 1026,00 1026,00 3,15 54,10
977,80 974,60 3,26 55,10
75,00 81,89 0,40 4,39
3.3.2.3. Analiza statistica a rezultatelor
Pe baza indicațiilor din capitolul III.1.2.au fost testate dispersiile si mediile din
punctual de vedere al egalității lor. Datele si deciziile sunt prezentate in tabelul 15.
Tabelul 15. Testarea parametrilor statistici ai caracteristicilor țesăturilor
Produs Țesătura din bumbac
Caracteristici Forța maxima
(N)
Limita de
proporționalitate
(mm)
Alungirea
absoluta
(mm)
Tratament NT T NT T NT T
Date 330 310 16.5 16.40 43.10 37.4
284 232 19.13 12.83 50.90 47.48
312 292 18.15 16.05 45.8 42.53
316 241 16.15 11.93 41.8 51.30
281 239 16.45 10.85 41.4 39.60 304.6 262.8 16.45 13.652 44.6 43.66
σ 21.2791 35.604 1.359 2.546 3.919 5.968
n 5 5 5 5 5 5
x
x
x
x
Ing. Iosub Andrei
65
Testarea egalității dispersiilor 2.799 3.509 2.319
( ) 6.39 6.39 6.39
Decizia <( )
diferența
nesemnificativa
<( )
diferența
nesemnificativa
<( )
diferența
nesemnificativa
s 26.2337 1.8256 4.374 2.2534 3.078 0.339 = 1.86 =2.896 =1.86
Decizia >
Diferența
semnificativa
>
Diferența foarte
semnificativa
<
Diferența
nesemnificativa
Produs Țesătura tehnica din in
Caracteristici Forța maxima
(N)
Limita de
proporționalitate
(mm)
Alungirea
absoluta
(mm)
Tratament NT T NT T NT T
Date 746 911 10.65 12.90 54.5 62
754 819 11.25 11.63 54.5 35.56
714 880 10.73 12.75 44.10 47.33
807 778 12.90 12.98 54.50 62.10
781 883 10.95 13.05 54.50 50.40 760.4 854.2 12.296 12.482 52.42 54.166
σ 35.343 54.237 0.926 0.603 4.65 7.278
n 5 5 5 5 5 5
Testarea egalității dispersiilor 2. 355 2.358 2.45
( ) 6.39 6.39 6.39
Decizia <( )
diferența
nesemnificativa
<( )
diferența
nesemnificativa
<( )
diferența
nesemnificativa
Testarea egalității mediilor
s 40.944 0.699 5.46 3.622 2.6819 0.505 = 2.896 =1.86 =1.86
Decizia >
diferența foarte
semnificativa
>
diferența
semnificativa
<
diferența
nesemnificativa
Produs Țesătura tehnica din poliester acoperita cu poliuretan
Caracteristici Forța maxima
(N)
Limita de
proporționalitate
(mm)
Alungirea absoluta
(mm)
Tratament NT T NT T NT T
Ing. Iosub Andrei
66
Date 1040 980 2.96 3.82 51.6 51.4
1053 1033 1.20 2.70 52.5 52.3
772 849 4.92 3.26 37.8 55.2
983 1001 3.10 3.37 48.8 62.5
1069 1026 2.55 3.15 53.6 54.1 983.4 977.8 2.946 3.26 50.86 55.1
σ 122.54 75 1.3347 0.4035 9.224 4.39
n 5 5 5 5 5 5
Testarea egalității dispersiilor 2.669 10.939 4.415
( ) 6.39 15.98 6.39
Decizia <( )
Diferența
nesemnificativa
<( )diferenta
semnificativa
<( )diferenta
nesemnificativa
Testarea egalității mediilor
s 90.867 Testul ANOVA* 0.4226 0.097 1.037 = 1.86 =1.86
Decizia Diferența
nesemnificativa
Diferența
nesemnificativa
Testul ANOVA
Gradul de libertate pentru grupuri
Gradul de libertate pentru ansamblu
Dispersia exterioara MSe=( ( ) ( ) ) ⁄ =7,77732
Dispersia interioara = (( ) ( )
) ⁄ =0.2469
Fcalc.= Msi/Mse =0.2535
Ftab (F1,8;0.05=5,32
Decizia: Fcalc<Ftab – diferența este nesemnificativa
Din tabelele 14 si 15 se pot observa că pentru eșantioanele de bumbac supuse la o
temperatură de -20 grade C, forța maximă scade cu 14%, forța de rupere cu 7% și limita
de proporționalitate cu 20%. Acest comportament poate fi explicat prin influența
temperaturilor scăzute asupra proprietăților fibrelor și în special asupra substanțelor din
structura si exteriorul fibrelor (ceruri), care își schimbă proprietățile la temperatură
scăzută, devenind mai fragile. Pentru forța maxima diferența este statistic semnificativa
in favoarea țesăturii netratate, pentru limita de proporționalitate, diferența este foarte
semnificativa intre proba netratata si cea tratata, care indica faptul ca proba netratata
este mai rigida fata de proba tratata.
Pentru alungirea la rupere, diferența dintre probe este nesemnificativa.
Ing. Iosub Andrei
67
Pentru țesăturile de in, se observă o creștere a forței maxime cu 12,3% prin
tratare. Fibrele de in au în structură două substanțe - pectină și lignină - care sunt
constituenții principali ai stratului care leagă celulele de in, împreună cu fibrele tehnice
multicelulare. La temperaturi scăzute, această matrice de bază a fibrelor devine rigidă și
face întreaga secțiune mai compactă, influențând forța maximă. Pe de altă parte,
coeficientul ridicat de variație secțională, specific pentru firele de in, duce la scăderea
forței de rupere.
Din punct de vedere statistic, diferența intre forțele maxima este foarte semnificativa, in
favoarea țesăturii tratata, iar pentru limita de proporționalitate, diferența este
semnificativa ceea ce înseamnă ca țesătura tratata isi scade rigiditatea. Intre alungirile
de rupere diferența este nesemnificativa.
`Pentru țesăturile din poliester acoperite cu poliuretan, se poate observa o influență
mică pentru forța maximă și forța de rupere, dar o creștere a alungirii cu 12,7% și cu
10,8% pentru limita proporționalității. Atunci când sunt supuse întinderii în timpul
testului de întindere, cele două componente ale țesăturii testate, respectiv țesătura de
poliester și produsul poliuretanic de acoperire, se comportă diferit, iar alungirea la
rupere este dată de component cu alungire minimă. La temperaturi scăzute, cele două
elemente funcționează împreună, ceea ce determină o contribuție mai mare a stratului
poliuretanic la alungirea materialului. Din punctual de vedere statistic diferențele intre
caracteristicile urmărite nu sunt semnificative, ceea ce se poate afirma ca tratamentul
aplicat nu influențează.
III.4.3 Concluzii
Această lucrare vizează analiza comportamentului diferitelor tipuri de textile
tehnice la temperaturi scăzute (-20 ° C), prezintă rezultatele obținute în testarea axială
de tracțiune. Probele de țesătură prelevate din toate materialele au fost menținute la
temperatură scăzută timp de 10 ore și caracteristicile lor de tracțiune au fost comparate
cu cele ale probelor netratate.
Din analiza statistica rezulta ca: alungirile la rupere nu sunt influențate de acest
tratament; forța maxima (pentru țesături din bumbac tratamentul duce la scăderea forței
maxime prin alterarea structurii interne a fibrelor, prin înghețare, iar diferența este
Ing. Iosub Andrei
68
semnificativa in favoarea țesăturii netratate, iar pentru țesăturile de in, datorita înghețării
si topirii gheții ii creste rezistenta maxima prin tratare, diferența fiind foarte
semnificativa); limita de proporționalitate este semnificativa ceea ce dovedește ca
devine mai Puțin rigida, prin tratare; Alungirea la rupere nu este influențata de acest
tratament.. Țesătura din poliester acoperita cu poliuretan nu-si modifica caracteristicile
urmărite prin tratamentul efectuat.
Ing. Iosub Andrei
69
CAPITOLUL IV
MODELAREA MATEMATICA
IV. Modelarea drapajului țesăturii tehnice din bumbac
IV.1. Aspecte generale
Drapajul este capacitatea unei țesături (model circular de mărime cunoscută) de a
se deforma atunci când este suspendată sub greutatea proprie în condiții specificate
[53]. Drapajul împreună cu luciul, culoarea, textura definește aspectul țesăturii și
îmbrăcămintei.
Drapajul este evaluat în mod subiectiv de către lucrătorii de textile și confecții în
proiectare. Datorită limitărilor evaluărilor, a trebuit a se face o interpretare cantitativa.
Pentru a măsura această caracteristica, este important a se găsi o metoda de
măsurare, eficiență și exacta, care sa reflecte în mod corespunzător caracteristicile reale
de drapaj [54,55].
Exprimarea coeficientului de drapaj se face cu ajutorul următoarei formule
(23)
- reprezintă coeficientul de drapaj
- reprezintă aria calculata cu ajutorul programului Autocad
- reprezintă aria totala a probei
IV.2. Instalația pentru determinare a drapajului
Pentru a verifica comportarea la temperaturi joase a țesăturii tehnice de bumbac la
drapaj s-au făcut următoarele adaptări la instalația frigorifică :
- S-a montat in partea inferioara o instalație de iluminat cu leduri care va avea rolul
de a ilumina discurile suport
- S-a montat o camera web pentru a putea imortaliza rezultatul obținut
- S-au montat doua discuri suport cu diametrul de 18 cm pentru fixarea țesăturii
Ing. Iosub Andrei
70
- S-a montat un disc de susținere a probei, cu diametrul de 30 cm, fixat printr-un
sistem tip balama de peretele camerei frigorifice, cu rolul de a elibera proba
supusa drapajului.
In figura 38 sunt prezentate elementele sistemului de măsurare.
Figura 38: Instalație pentru determinare a drapajului
Metoda de testare
Aceasta cuprinde următoarele faze:
1. Setarea camerei web din soft-ul inițial;
2. Setarea loggerului de temperatura si umiditate;
3. Pornirea instalației frigorifice multifuncționale pana la temperatura de testare;
4. Fixarea probei intre discurile de fixare;
5. Eliberarea discului de susținere, prin intermediul unui fir de poliamida acționat
din exterior.
6. Fotografierea imaginii rezultata prin drapare;
7. Transmiterea imaginii la un calculator cu program Autocad;
8. Determinarea ariei descrisa de marginile probei drapate, in Autocad;
9. Calculul coeficientului de drapaj.
10.
Ing. Iosub Andrei
71
IV.3.Aspecte teoretice privind modelarea matematica folosind Program factorial,
centrat, rotabil de doua variabile
Pentru stabilirea influenței simultane a unor factori independenți asupra factorilor
dependenți este precizat faptul că regresia stabilește tipul dependenței dintre variabile,
iar corelația multiplă reflectă gradul de dependență dintre acestea. Rezolvarea unei
probleme de optimizare implică elaborarea modelului matematic al sistemului de
optimizat. Găsirea combinației optime a factorilor de influență va determina
îmbunătățirea performanțelor unui proces [56].
Organizarea variantelor experimentale s-a realizat folosind programe factoriale,
centrate, compuse, rotabile. Numărul de experimente este stabilit statistic, în funcție de
numărul de variabile independente considerate. În cadrul acestei lucrări s-a utilizat
metoda programării experimentelor, folosind programul factorial central compus rotabil
cu două variabile. Matricea de experimentare conține un număr de 13 experiențe, din
care 8 sunt distincte, iar 5 se referă la zona din centrul programului. Ca model general al
dependenței s-a propus funcția de regresie:
(24)
Unde:
- , … – reprezintă coeficienții ecuațiilor de regresie analizate;
- , 2 – reprezintă variabilele independente considerate;
- y – variabila dependent calculate cu ecuația de regresie.
Determinarea coeficienților ecuației de regresie s-a realizat prin metoda celor mai
mici pătrate minimizând suma pătratelor abaterilor valorilor calculate față de cele
măsurate, exprimată prin relația 2
∑ ( ) (25)
Calculul coeficienților ecuațiilor de regresie se face folosind relațiile 26:
∑ (∑
∑
) ∑
∑ (26)
∑ (∑
∑
) ∑
∑ (∑
∑
) ∑
∑
Pentru stabilirea legăturii statistice dintre variabila dependent și variabilele
independente se apelează la coeficientul de corecție multiplă (R), dat de relația 27:
Ing. Iosub Andrei
72
√ ∑ (
)
∑ ( )
(27)
În care:
- – valorile variabilelor dependente calculate cu ajutorul ecuațiilor de regresie;
- – valorile măsurate ale variabilei dependente analizate;
- – media valorilor experimentale ale variabilei dependente;
- N– numărul de experiențe din matricea experimantală.
Valorile coeficientului de corelație multiplă îndeplinesc dubla inegalitate:
0 ≤ ≤ 1 (28)
Valoarea R2 se numește coefficient de determinare multiplă și exprimă acea parte
din variația rezultativei( Y) ce se atribuie variabilelor independente x1, x2 care intră în
expresia modelului matematic. Valoarea (1-R2) indică funcția care poate fi atribuită
altor factori decât cei considerați. Pentru verificarea semnificației coeficientului de
corelație multiplă s-a utilizat testul Fisher . În acest scop se folosește statistica:
(29)
Unde:
k- numărul de variabile independente;
N – volumul eșantionului (numărul de experiențe din matricea experimentală)
Valoarea calculată cu relația 6 se compară cu valoarea tabelată corespunzătoare
nivelului de semnificație α considerat și a gradelor de libertate f1 = k și f2 = N – k – 1:
Fc ≥ Ftab(α,f1,f2) (30)
Dacă condiția din relația 30 este îndeplinită, pentru un prag de semnificație α,
atunci se admite ipoteza existenței unei corelații între variabila dependent Y și
variabilele independente x1, x2. Ecuația de regresie 1 obținută în urma calculului
coeficienților a fost supusă unei analize statistice pentru a se verifica dacă există sau nu
concordanță cu datele experimentale. Analiza verificării concordanței constă în
parcurgerea următoarelor etape:
- Verificarea semnificației coeficienților ecuației de regresie (bi);
- Verificarea concordanței dintre model (ecuația de regresie) și datele
experimentale.
Verificarea semnificației coeficienților bi s-a realizat cu ajutorul testului Student,
adică prin compararea valorii statistice calculate tc cu statistica tabelată ttab (α,υ)
.Coeficienții ecuației de regresie sunt considerați semnificativi pentru un nivel de
semnificație α = 0,05 și υ = n-1 grade de libertate, dacă este îndeplinită relația:
tc ≥ ttab(α,υ) (31)
Pentru determinarea statisticii tc s-au folosit următoarele relații:
Ing. Iosub Andrei
73
| |
(32)
(33)
∑ ( ) (34)
Unde:
bi– coeficientul de regresie testat;
– abaterea standard;
S0 – abaterea medie pătratică a valorilor variabilei dependente din centrul programului
experimental;
– valorile experimentale din centrul programului;
-media valorilor experimentale din centrul programului;
N – numărul de experiențe din centrul experimentului (5).
Pentru modelele matematice cu două variabile, literatură de specialitate
recomandă calculul abaterii standard cu relațiile 12 :
(35)
Pentru verificarea adecvanței modelelor matematice, ce exprimă capacitatea
acestora de a reprezenta matematic procesul studiat, s-au comparat valorile calculate ale
variabilelor dependente cu valorile experimentale, folosind testul Fisher-Snedecor.
Modelul matematic se consideră adecvat dacă este îndeplinită condiția exprimată
prin inegalitatea:
( ) (36)
Unde:
( ) – valoarea tabelată a variabilei dependente;
Fc – reprezintă valoarea calculată a testului Fisher-Snedecor:
(37)
În care:
– dispersia valorilor calculate față de cele măsurate experimental;
– dispersia reproductibilității, determinată de erorile experimentale;
– gradele de libertate cu care se calculează cele două dispersii:
= N-q-n-1
= n-1 (38)
Pentru nivelul de semnificație α prestabilit, unde:
N – numărul total de experiențe;
q – numărul coeficienților modelului;
n – numărul de experiențe din centru.
Ing. Iosub Andrei
74
Pentru determinarea dispersiei se calculează suma pătratelor abaterilor
dintre valorile experimentale și cele calculate:
∑ ( )
(39)
Din aceasta se scade suma pătratelor abaterilor de la media aritmetică a valorilor
lui Ym obținute în experiențele paralele:
∑ ( )
(40)
Suma pătratelor cu care se calculează va fi:
(41)
(42)
Verificarea adecvanței modelului matematic se poate efectua și cu ajutorul
statisticii, definită de relația:
∑ ( )
∑ ( )
(43)
Modelul matematic se consideră adecvat dacă este îndeplinită condiția exprimată
prin inegalitatea:
( ) (44)
Unde:
- valoarea calculate a statisticii F;
( ) – valoarea tabelară a variabilei cu repartiție F, având
grade de libertate, pentru nivelul de semnificație prestabilit.
Un alt mod de verificare a potrivirii modelului, adică a capacității acestuia de a
reprezenta, în mod corect, procesul studiat, constă în determinarea abaterilor
procentuale dintre valorile măsurate și cele calculate:
|
| (45)
Dacă diferențele procentuale sunt mai mici de 10%, atunci se consideră că
modelul matematic este adecvat.
IV.4. Partea experimentala
IV.4.1. Metoda de lucru
Lucrarea si-a propus sa determine drapajul unei tesături tehnice din bumbac, a
căror caracteristici sunt prezentate in tabelul 16.
Tabelul 16 Caracteristicile de baza ale tesăturii
Materia
prima
Structura
tesăturii
Finețea
firelor
Masa
țesăturii
(g/m.p.)
Desimea in
urzeala
Desimea in
bătătura
Bumbac pânza Nm 10
urzeala si
bătătura
157 240 220
Ing. Iosub Andrei
75
Figura 39: Proba de tesatura supusa drapajului
Drapajul țesăturii de bumbac s-a urmărit in funcție de conținutul de umiditate si
de temperatura din camera frigorifica.
Proba supusa testării, sub forma circulara, cu diametrul de 30 cm si in centru un orificiu
de 0,8 cm, Figura 54 este adusa la un anumit conținut de umiditate, conform unui plan
experimental din programul factorial, centrat, ratabil pentru doua variabile.
Umiditatea a fost stabilita, cunoscând masa probei, masa probei uscate si s-a
determinat conținutul de umiditate cu relația;
U =(( Mi-Mu)/Mu)*100 (46)
Unde:
U - conținutul de umiditate (%)
Mi este masa probei inițiale, g;
Mu – masa probei uscate, g;
Probele au fost pregătite pentru conținutul de umiditate propus din planul de
experimentare.
Proba se pregătește în afara camerei frigorifice, in așa fel, ca prin deschiderea ușii de
vizitare, probele sa se înlocuiască, in timp foarte scurt.
Planul experimental este alcătuit din variabilele codificate, variabilele reale, pentru
fiecare varianta de experimentare, conform tabelului. Valorile stabilite conform
programului, trebuie sa se încadreze in posibilitățile tehnice ale instalației frigorifice
Ing. Iosub Andrei
76
multifuncționale. Astfel, au fost alese valorile din zona centrala, pe baza cărora au fost
calculate valorile extreme si valorile intermediare, tabelul 16.
Tabelul 17 Tabel cu valorile codificate si cu valori reale pentru cele doua variabile
Val. codificate ( ) -1.414 -1 0 1 1.414 Ecuația de corelare dintre
valorile codificate si valorile
reale
Va-
lori
reale
continut de
umiditate
60 66 80 94 100 =80+14
temperatura
din camera
frigorifica
20 13 -5 -23 -30 =-5-18
Pe baza valorilor din tabelul 17 si conform programului experimental se stabilește
tabelul cu variantele de experimentare.
Tabelul 18 Variante experimentare
Nr. variantei
de
experimentare
( )
Conținutul de
umiditate (%)
( )
Temperatura
din camera
frigorifica (°C)
Y
( )
1 -1 66 -1 13
2 1 94 -1 13
3 -1 66 1 -23
4 1 94 1 -23
5 -1.414 60 0 -5
6 1.414 100 0 -5
7 0 80 -1.414 20
8 0 80 1.414 -30
9 0 80 0 -5
10 0 80 0 -5
11 0 80 0 -5
12 0 80 0 -5
13 0 80 0 -5
Unde: este prima variabila aleatoare, continua;
- a doua variabila aleatoare, continua;
- prima variabila codificata;
- prima variabilă reala (conținutul de umiditate %);
-a doua variabila codificata;
- a doua variabila reală ( temperatura in camera frigorifica °C);
Y - funcția ce reprezintă coeficientul de drapaj.
Ing. Iosub Andrei
77
Experimentările au fost făcute, in mod aleator, repectandu-se condițiile impuse.
După un oarecare timp, in care proba a drapat si temperatura s-a stabilizat, s-a
fotografiat, prin camera web, forma marginilor probei, Figura55 Pentru a calcula
coeficientul de drapaj imaginile au fost procesate cu ajutorul programului Autocad cu
care s-a calculat aria la fiecare imagine, Figura 40.
Figura 40 : Procesarea datelor cu ajutorul programului Autocad
Metodologia de calcul pentru determinarea ariei
- Se va deschide aplicația Autocad
- Se va deschide aplicația camerei web
- Se va urmareste stabilizarea temperaturii conform conditiilor initiale de drapaj
- Se va drapeaza proba atunci cand sunt intrunite condițiile initiale
- Se va fotografia fiecare proba in parte
- Se va importa in aplicația Autocad probele drapte
- Se va accesa din meniul Draw functia Polyline pentru a trasa conturul probei
drapate
- Se va accesa din meniul Draw functia Hatch pentru a calcula aria probei drapate
Prin analiza imaginii descrisa de marginile probei, in programul Autocad, s-au obtinut
valorile prezentate in tabelul 18.
Ing. Iosub Andrei
78
Tabelul nr.18 Valorile drapajului pentru fiecare varianta
Nr.
variantei
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Aef. 606.9 529.8 637.9 614.6 622.4 618.9 610.4 599.8 601.3 597.7 600.5 612.5 589.9
Ai
706,5
Coef. de
drapaj
0.859 0.750 0.903 0.870 0.881 0.876 0.864 0.849 0.851 0.846 0.850 0.867 0.835
Unde:
Aef este aria efectiva, după drapaj, cm.p.;
Ai - aria inițiala a probei in cm.p..
In cursul urmăririi modului de realizare a drapajului s-a constatat ca marginile au
luat doua poziții, si anume, Figura 41.
- In jos, spre partea de jos a instalației, ceea ce ar fi normal;
- In sus, spre partea superioara a camerei frigorifice, ceea ce este anormal.
Cele doua situații s-au realizat in condiții diferite de umiditate si temperatura,
prezentate in tabelul 19.
Figura 41: Drapaj cu marginile in jos si drapaj cu marginile in sus
Datele obținute au fost centralizate in tabelul 19
Ing. Iosub Andrei
79
Tab. 19 Tabelul centralizator privind datele calculate si sensul de drapare
Nr.
var.
x1c x1r x2c x2r Y ( %) Sensul de drapare a
marginilor
1 -1 66 -1 13 0.859 +
2 1 94 -1 13 0.750 +
3 -1 66 1 -23 0.903 -
4 1 94 1 -23 0.870 -
5 -1.414 60 0 -5 0.881 +
6 1.414 100 0 -5 0.876 +
7 0 80 -1.414 20 0.864 +
8 0 80 1.414 -30 0.849 -
9 0 80 0 -5 0.851 +
10 0 80 0 -5 0.846 +
11 0 80 0 -5 0.850 +
12 0 80 0 -5 0.867 +
13 0 80 0 -5 0.835 +
Obs. + este sensul in jos a drapajului; - este sensul de drapare in sus
Pe baza datelor din tabel 19 si folosind un program TexPro 2 realizat de un grup
de cadre didactice din departamentul Tehnologia si Designul Produselor Textile sub
conducerea mat. dr.Ciubotariu George, ce a avut la baza partea teoretica prezentata in
cap.4.4.3, au fost interpretate valorile obținute experimental prin stabilirea funcției de
regresie, analiza funcției si reprezentări grafice.
IV.4.2. Ecuația de regresie a coeficientului de drapaj
IV.4.2.1.Ecuatia de regresie este:
Y = 0.844-0.019* +0.018* +0.012* +0.001*
+0.019* *
Coeficienții ecuației:
b0 = 0.844
b1 = -0.019
b2 = 0.018
b11 = 0.012
b22 = 0.001
b12 = 0.019
IV.4.2.2.Testarea semnificației coeficienților ecuației de regresie experimentala
Valoarea tabelata pentru test este: 2.776 alfa= 0.975 µ= 4
Valorile testului Student:
Ing. Iosub Andrei
80
Tb0 = 330.165 - b0 semnificativ
Tb1 = -9.268 - b1 semnificativ
Tb2 = 8.797 - b2 semnificativ
Tb11 = 5.459 - b11 semnificativ
Tb22 = 0.359 - b22 nesemnificativ
Tb12 = 6.675 - b12 semnificativ
IV.4.2.3.Ecuatia de regresie calculata:
Y = 0.844-0.019* +0.018* +0.012* +0.019* *
Coeficienții ecuației:
b0 = 0.844
b1 = -0.019
b2 = 0.018
b11 = 0.012
b22 = 0.000
b12 = 0.019
IV.4.2.4
Punct critic:
X1=-.932 X2=2.138 Y=.892 Nu exista pct. Critic (max., min, sa)
IV.4.2.5.Verificarea concordantei dintre valorile experimentale si cele calculate
Nr.exp. Ymas Ycalc (Y-Ycalc)^2 (Y-Ymed)^2 A(%)
1. 0.859 0.876 0.000 0.000 1.925
2. 0.750 0.800 0.003 0.010 6.732
3. 0.903 0.873 0.001 0.003 3.346
4. 0.870 0.874 0.000 0.000 0.426
5. 0.881 0.894 0.000 0.001 1.454
6. 0.876 0.841 0.001 0.001 4.013
7. 0.864 0.819 0.002 0.000 5.295
8. 0.849 0.869 0.000 0.000 2.397
9. 0.841 0.844 0.000 0.000 0.300
10. 0.846 0.844 0.000 0.000 0.200
11. 0.850 0.844 0.000 0.000 0.672
12. 0.847 0.844 0.000 0.000 0.356
Ing. Iosub Andrei
81
13. 0.835 0.844 0.000 0.000 1.071
Total 11.071 11.064
Medie 0.852 0.851
IV4.4.2.6.Coeficient de corelație: 0.707
Din analiza datelor obținute au rezultat următoarele interpretări:
Coeficientul de drapaj este reprezentat printr-o ecuație de gradul doi, cu doua
variabile. Coeficienții ecuației au fost testați statistic si a rezultat ca variabila x2(
temperatura in camera frigorifica) la puterea a doua nu este semnificativ, asa ca a
fost eliminat. Mai rezulta ca un singur coeficient este negativ (conținutul de
umiditate la puterea intaia), in rest toți coeficienții sunt pozitivi. Coeficientul
termenului liber este cel mai mare dovedește ca sunt alte variabile care ar
influenta coeficientul de drapaj si care nu au fost luați in calcul (materia prima,
structura țesăturii s.a.).
Funcția de regresie nu are puncte critice de tipul, maxim minim., si totuși
coeficientul de drapaj are o valoare de 0,892 care este in afara domeniului de
cercetare.
Concordanta dintre datele experimentale si cele calculate este apreciata printr-o
abatere (A), care are valori mai mici de 10%, ceea ce dovedește ca este o buna
corelare intre valorile experimentale si valorile calculate. Coeficientul de
corelație, prin valoarea de 0,707 indica o buna corelație dintre valorile
experimentale si cele calculate.
IV.4.3. Reprezentări grafice.
Reprezentarea grafica in 3D
Ecuația de regresie reprezintă o suprafața, fara sa se caracterizeze printr-un punct
critic, dar se remarca o tendința de scădere a coeficientului de drapaj cu creșterea
conținutului de umiditate si la temperaturi, in camera frigorifica, mici (pozitive).
Aceasta se datorează faptului ca la creșterea umidității masa țesăturii creste si
atunci drapează mai mult, mai ales la temperaturi pozitive. Cu scăderea
temperaturii, spre valori negative
Ing. Iosub Andrei
82
(-30°C) si umiditate mare, coeficientul de drapaj creste, deci țesătura drapează
mai puțin , devine mai rigida, din cauza fenomenului de îngheț, care are ca efect
si creșterea volumului, prin înghețarea umidității si apare si o contracție in
țesătura, care face ca draparea, la nivelul marginii probei, sa se facă in sus. Astfel,
țesătura se îndepărtează, la margini, de centrul probei. Pentru conținutul de
umiditate mic si temperaturi pozitive, coeficientul de drapaj este mare, adică
țesătura drapează mai puțin, pentru ca si masa țesăturii este mai mica si
temperaturile sunt pozitive, ne existând tendința de înghețare.
Figura 42: Reprezentarea ecuației de regresie a coeficientului de drapaj, in 3D
Reprezentarea grafica a ecuatiei de regresie prin curbe de nivel constant
Aceasta reprezentare permite, ca in faza de proiectare, sa alegi valorile
variabilelor, pentru un anumit coeficient de drapaj.
Ing. Iosub Andrei
83
Reprezentarea ecuației de regresie a coeficientului de drapaj, in 2D
Reprezentarea ecuației de regresie in 2D, implica scrierea a doua funcții de regresie
care sunt reprezentate grafic in funcție de valorile codificate ale variabilelor. Ecuația
( ) reprezinta variatia coeficientului de drapaj in funcție de umiditate țesăturii si
funcția (x) reprezinta variatia coeficientului de drapaj in functie de temperature din
camera frigorifica. Funcția ( ) reprezinta o functie convexa cu un minim la =0.95
si functia y = 0.83. In intervalul (-1,414 – 0.95) coeficientul de drapaj scade, adică
țesătura drapează mai bine si intre (0.95 – 1,414), coeficientul de drapaj creste, adică
țesătura drapează mai puțin. Cu alte cuvinte, țesătura din bumbac, care are capacitatea
de a absoarbe apa, de la umiditatea de 60% pana la umiditatea de 93%, ii scade
coeficientul de drapaj iar de la 93% pana la 100% coeficientul de drapaj creste. Aceasta
evoluție se datorează si influentei temperaturii in camera frigorifica, care evoluează
liniar crescător, pe toata zona de experimentare. In prima zona influenta temperaturii
pozitiva este mai mica si draparea creste, datorita masei probei si in al doilea interval,
temperatura din camera frigorifica influențează mai puternic,adică țesătura îngheață, cu
gheata din ce in ce mai groasa, iar tesatura devine mai rigida, marginile se ridica in
sus,iar coeficientul de drapaj creste.
Variația coeficientului de drapaj in functie de variatia continutul de umiditate a
tesăturii este redata prin curbe convexe cu diferite concavitati in functie de
Ing. Iosub Andrei
84
temperatura din camera frigorifica, figura 43 Se remarcă faptul cand temperatura
este mica, variațiile coeficientului de drapaj este mai mare si variația este liniara,
pe cand scade temperature curbele sunt convexe.
Figura 43: Variatia coeficientului de drapaj in functie de continutul de umiditate,
pentru temperaturile impuse.
Variatia coeficientului de drapaj in functie de temperatura , pentru intervalele impuse
ale continutului de umiditate.
Figura 44: Variația coeficientului de drapaj in funcție de temperatura, pentru valorile
conținutului de umidității impus
In aceasta situație variația coeficientului de drapaj in funcție de temperatura este
liniara, pentru conținutul de umiditate a țesăturii impus. Se remarca, variația
coeficientului de drapaj după drepte cu panta mai mare pentru conținutul de umiditate a
Ing. Iosub Andrei
85
țesăturii mai mare si după drepte cu panta mai mica pentru conținutul de umiditate a
țesături mai mic. Cu alte cuvinte, țesătura de bumbac drapează mai mult la temperaturi
pozitive si conținut de umiditate mai mare, din cauza creșterii masei țesăturii si țesătura
drapează mai puțin când temperatura este mai mare, dar negativa, pentru toate variantele
conținutului de umiditate, deoarece temperatura fiind negativa, țesătura îngheață si
grosimea stratul de gheata creste cu temperatura negativa, astfel țesătura devine mai
rigida.
Ing. Iosub Andrei
86
V CONCLUZII
In urma cercetării efectuate, cu scopul de a pune in evidenta comportarea
materialelor textile (fire, nețesute, țesăturii) la temperaturi negative (max. - 40°C) au
rezultat următoarele concluzii:
1 Din analiza materialele bibliografice nu s-au constatat preocupări naționale si
internaționale privind comportarea produselor textile la temperaturi negative.
Activitatea desfășurata in această lucrare este o munca de pionierat, care a fost
desfășurata prin crearea unei instalații frigorifice de laborator si prin testarea unor
produse (țesăturii) cu diferite destinații, in principal, destinații tehnice.
2 Au fost studiate materiile prime, care au stat la baza produselor textile, din punctul
de vedere al proprietarilor fizice, proprietatea termice si proprietatea mecanice.
3 Din analiza teoretica a fenomenelor care apar la comportarea textilelor in diferite
medii de temperatura joasa, se constata existenta tuturor fenomenelor de transfer de
aer si umiditate, la temperaturi negative;
4 Proiectarea si construcția instalației frigorifice au determinat stabilirea condițiilor de
funcționare si de testare a produselor textile. Instalația este originala, cu scop vădit
de cercetare;
5 Instalația respecta condițiile tehnice si de automatizare pentru asigurarea
mijloacelor de testare ale produselor textile ;
6 La proiectarea instalației s-a folosit, orientativ, metoda clasica si după aceea s-a
apelat la un program specializat de proiectare (COOL PACK);
7 Instalația conține subansamble achiziționate din comerțul online, dar si munca de
proiectare si construcție a titularului tezei, ceea ce dovedește îmbinarea cunoștințelor
teoretice cu aptitudinile practice ale titularului;
8 Instalația conține si posibilitatea de a urmări fenomenele care au loc in camera
frigorifica, prin instalarea unei camere web, conectata cu calculatorul;
9 Instalația permite obținerea condițiilor de temperatura, de la temperatura
mediului ambiant pana la temperatura de (max.-40°C), in funcție de temperatura
mediului ambiant;
10 Instalația oferă posibilitatea montării unor aparate si instalații originale in interiorul
camerei frigorifice pentru diferite testări,cum ar fi: comportarea la îndoire a
Ing. Iosub Andrei
87
țesăturilor, comportarea la drapaj, măsurarea caracteristicilor dimensionale in
funcție de umiditatea produsului si de temperatura mediului;
11 Prin testarea instalației frigorifice s-au umbrit modelarea variației
temperaturii si umidității, din camera frigorifica, in funcție de timp, prin folosirea
programului Curbe Expert; astfel se poate afla cat timp este necesar pentru atingerea
temperaturii de testare si a umidității din camera frigorifica.
12 Instalația este multifuncționala pentru ca se poate determina si coeficientul de
conductibilitate termica ale produselor textile, prin crearea, intr-un perete, a unui
spațiu, unde se pot plasa probele, cu cele doua termometre de contact; unul la
interiorul camerei si celalalt la exteriorul probei de măsurat;
13 Instalația este dotata cu sisteme de măsurare si control ale temperaturii,
umidității si a timpului de testare;
14.Conductibilitatea termica ale produselor textile s-a făcut pentru probe din
polistiren expandat, straturi de lâna si strat din materiale reciclabile (nețesut).
Din testările efectuate s-au constatat ca lâna are comportare asemănătoare cu
polistirenul, cu avantajul ca rezista la foc, iar stratul din materiale reciclate se
găsește aproape, nu sunt diferențe prea mari la temperatura de (-10°C), iar la
temperatura de -20°C se păstrează aceeași comportare, însa diferențele sunt mai
mari.
15 Țesătura din poliamida 6.6 folosita la confecționarea airbag-ului de la autoturisme a
fost testata la temperaturi negative. S-au realizat si probe martor, din același material, cu
aceleași caracteristici. In urma testărilor dinamometrice s-au constatat ca la probele
supuse la temperaturi negative au valori mai mici, pentru rezistenta maxima, rezistenta
de rupere si limita de proporționalitate , iar pentru alungirea absoluta valori mai mari, la
proba tratata. Din punct de vedere statistic diferența dintre valorile medii nu sunt
semnificative. Prin faptul ca apar diferențe prin tratare se apreciază ca trebuie mărit
numărul de probe.
16. Tratarea țesăturilor tehnice din bumbac, in si poliester acoperit cu poliuretan exista
diferențe din punct de vedere valoric, tendința este ca la țesăturile din bumbac si
poliester, prin tratare, valorile scad pentru rezistenta maxima, rezistenta de rupere si
limita de proporționalitate. Numai la țesătura din in se remarca valori mai mari pentru
Ing. Iosub Andrei
88
varianta tratata. Asta se poate explica prin structura fibrei de in, care are un
comportament de blocare a fibrelor tehnice din structura fibrelor, ceea ce determina
creșterea rezistentei. O alta remarca, se constata din curbele de deformație la întindere
ca probele supuse la temperaturi negative au un modul de elasticitate mai mic, ceea ce
arata ca ele devin mai elastice după tratare. Din punct de vedere statistic, pentru
țesăturile de bumbac, rezistenta maxima este diferita si diferența este foarte
semnificativa; astfel țesătura din bumbac, prin tratare, pierde din rezistenta, datorita
modificărilor structurilor interne. De obicei, bumbacul se comporta mai bine, la
întindere, in condiții de umiditate. De data acesta nu se respecta regula. Asta înseamnă
ca se mai întâmpla modificări la nivel de structura interna.
In ceea ce privește țesătura de in, la rezistenta maxima, diferența este foarte
semnificativa din punct de vedere statistic fiind mai mare la proba tratata.
In privința limitei de proporționalitate, prin tratare scade valoare medie si diferențele
sunt foarte semnificative la țesăturile de bumbac si semnificative la țesăturile din in. Se
remarca o scădere a rigidității țesăturii in urma tratării la temperaturi negative, pentru
țesăturile de bumbac si in.
In privința celorlalte caracteristici studiate pentru țesăturile de bumbac si in diferențele
nu sunt semnificative, deci au valori egale.
Țesătura de poliamida acoperita cu strat de poliuretan, nu prezintă modificări, din punct
de vedere statistic, in urma tratamentului la temperatura de -20 de grade.
17.Modelarea matematica a parametrilor din camera frigorifica s-a făcut cu ajutorul
programului Curbe Expert 1.3. Din analiza variației umidității in camera frigorifica
rezulta o prima reacție legata de coborârea umidității, de la cea din mediul ambiant
pana la o valoare minima de 10%, pentru un timp de 20 minute, dupa care umiditatea
creste pana la 40%. Ecuația de regresie este o funcție de gradul patru si coeficientul de
corelație este foarte bun.
18. Modelarea variației temperaturii in camera frigorifica este data de o funcție de
gradul trei si un coeficient de corelație de 0,99, ceea ce arata o buna concordanta intre
valorile măsurate si cele determinate pe baza modelului matematic.
Ing. Iosub Andrei
89
19. Modelarea matematica a variației temperaturii, la mai multe cicluri frigorifice, este
reprezentata de o funcție trigonometrica cu un coeficient de corelație de 0,99. Aceasta
pune in evidenta ca intre valorile măsurate si valorile determinate exista o foarte buna
corelație.
20.Modelarea matematica a variatei forței maxime, din țesătura de in netratat, in funcție
de alungire reprezintă o ecuație de gradul trei cu un coeficient de regresie de 0,99.
Acest coeficient reprezintă o foarte buna corelare intre valorile experimentale si valorile
calculate. Aceeași concluzie se regăsește si pentru solicitarea țesăturii de in tratata,
21. Din analiza graficelor forța – alungire pentru aceiași țesătura, dar in condiții diferite,
lucru mecanic consumat pentru rupere este mai mare la țesătura tratata, fata de cea
netratata cu 18%. Aceasta valoare arata ca in structura fibrei apar modificări privind
participarea fibrelor la solicitarea de întindere a firului. De asemenea, se poate aprecia si
modulul de elasticitate inițial al deformării țesăturii tratate, care este mai mare, decât al
țesăturii netratate. Aceasta explica o rigidizare a țesăturii tratate, in momentul solicitării,
datorata modificării condițiilor de temperatura, fiind la temperatura mai mica decât
temperatura mediului ambiant.
Din cele prezentate, comportamentul textilelor tehnice la temperaturi negative
reprezintă o premiera, care poate fi continuata prin folosirea altor materiale si alte
condiții de lucru.
22. Modelarea matematica a curbelor forța – alungire medii , pentru țesătura de in
netratata si tratata pune in evidenta modificările ce apar, datorita tratării, si anume; forța
maxima mai mare in favoarea țesăturii tratate, indicele modului de elasticitate mai mic
la țesătura tratata si lucru mecanic de rupere mai mare la țesătura tratata. Asta înseamnă
ca țesătura devine mai rezistenta si mai elastica prin tratare. Toate acestea ca numitor
comun, umiditatea mai mare in condiții de solicitare in urma tratamentului. Vaporii de
apa si apa condensează pe țesătura, o ingheata, apa ingheata prin cristale din ce in ce
mai mari (deoarece congelarea este lenta) si modificările fac condiții pentru
modificările interne. Fibrele isi schimba pozițiile in fir, datorita cristalelor de gheata,
asta făcând sa crească participarea lor la rezidenta firului, respectiv la rezistenta
țesăturii. Apa când se dezgheță are rol mai mult de lubrefiant si înmoaie firul si țesătura.
Ing. Iosub Andrei
90
23. Modelarea matematica a comportării țesăturii tehnice din bumbac a fost realizata
folosind programul centrat rotabil de doua variabile.
24. Drapajul s-a măsurat folosind metoda raportului ariilor descrise de marginile
țesăturii, după drapaj si înainte de drapaj. Măsurarea drapajului s-a făcut prin
proiectarea si realizarea instalației de drapaj in interiorul camerei frigorifice, ceea ce da
gradul de multifuncționalitate a instalației frigorifice, realizata in cadrul temei de
doctorat. Pentru măsurarea ariilor descrise de marginile țesăturii, in camera frigorifica s-
a montat o sursa de lumina circulara obținuta cu diode, iar pentru fotografierea
marginilor țesăturii, in zona centrala a instalației de măsurare s-a montat o camera web
performanta. Imaginile s-au transmis unui program pe Autocad, cu ajutorul căruia s-a
măsurat aria descrisa de marginile țesăturii.
22. Variabilele, luate in studiu, ținând cont de destinația țesăturii de bumbac pentru
articole ca; prelata, perdele de protecție, mai ales pentru grindina, corturi si altele, au
fost conținutul de umiditate a țesăturii si temperatura.
Planul experimental a fost alcătuit din valori limita pentru cele doua variabile, astfel
pentru umiditate intre 60 ...100% iar pentru temperatura 20 ... (-30°C).
26. Draparea țesăturii a fost apreciata prin coeficientul de drapaj, calculat ca raportul
dintre aria descrisa de marginile țesăturii drapate si aria mostrei de țesătura.
27. Interpretarea coeficientului de drapaj pe baza ecuației de regresie a scos in
evidenta ca el variază după o funcție de gradul doi cu doua variabile.
28. Coeficientul de drapaj variază in funcție de conținutul de umiditate după o curba de
gradul doi si in funcție de temperatura, variază liniar .
29. Coeficientul de drapaj variază in funcție de conținutul de umiditate si de
temperatura in felul următor: Când temperatura este pozitiva si creste conținutul de
umiditate, scade coeficientul de drapaj, datorita creșterii masei țesăturii. Când
temperatura trece in domeniu negativ , țesătura se rigidizează, prin înghețarea apei din
țesătura si creste rigidizarea prin scăderea temperaturii, deoarece stratul de gheata
creste in grosime, astfel coeficientul de drapaj creste, adică draparea este mai mica. Se
mai observa un fenomen care are consecințe in schimbarea sensului de drapare, adică
marginile se ridica. Acest fenomen se poate explica prin creșterea volumului gheții,
țesătura se contracta si marginile care sunt in consola, se ridica.
Ing. Iosub Andrei
91
Lucrări publicate in volume ale conferințelor indexate I.S.I.
MODELLING AND SIMULATION OF HEAT TRANSFER THROUGH
TURCANA WOOL INSULATED WALLS IOAN N. HOSSU DORIN
AVRAM, ANDREI IOSUB, IULIANA GABRIELA LUPU „Gh. Asachi
“Technical University of Iaşi Faculty of Textile-Leather Engineering and
Industrial Management 29, Dimitrie Mangeron Street, 700050 Iaşi
Lucrări publicate in volume ale conferințelor neindexate
[1] LABORATORY TESTING REFRIGERATOR FOR TEXTILE PRODUCTS
author : Andrei Iosub, Marina Verdeş , George Horga, Dorin Avram “Gheorghe
Asachi” Technical University of Iaşi, Faculty of Textiles & Leather Engineering and
Industrial Management Faculty of Civil Engineering and Building Services
BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC DIN IAŞI Publicat de Universitatea
Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi Tomul LVIII (LXII), Fasc. 1, 2012 Secţia
TEXTILE. PIELĂRIE
[2] RESEARCHES IN USSING TEXTILE MATERIALS FOR THERMAL
INSULATION AT NEGATIVE TEMPERATURE IOSUB Andrei, AVRAM Dorin,
VERDES Marina , HORGA Mihaela ANNALS OF THE UNIVERSITY OF ORADEA
FASCICLE OF TEXTILES, LEATHERWORK
[3] RESEARCH REGARDING THE BEHAVIOUR OF AIRBAG FABRICS AT
LOW TEMPERATURES Andrei IOSUB, Cristina PIROI, Dorin AVRAM, , Marina
VERDES 15th
Romanian Textiles and Leather Conference – CORTEP 2014 Poiana
Braşov, 4 - 6 September 2014
[4] RESEARCH REGARDING THE BEHAVIOUR OF TECHNICAL
TEXTILES AT LOW TEMPERATURES Andrei IOSUB, Cristina PIROI, Dorin
AVRAM 15th
AUTEX World Textile Conference 2015 June10-12, 2015, Bucharest,
ROMANIA
Ing. Iosub Andrei
92
Bibliografie selectivă
[1] Balan M., Instalatii frigorifice - Teorie şi programe pentru instruire, Universitatea
Tehnica din Cluj Napoca, Romania, pg.5-7,16-19, 30-45, 2003
[2] Mazharul Islam Kiron. Classification and application of technical textiles,
http://textilelearner.blogspot.ro, Accessed: 25.12.2014
[3] Mazharul Islam Kiron. Technical textiles, markets of technical textiles, end uses of
technical textiles, http://textilelearner.blogspot.ro, Accessed: 25.12.2014
[4] Iosub A., Piroi C. Avram D., Research regarding the behaviour of technical textiles at
low temperatures, Autex 2015, Universitatea Tehnica ''Gheorghe Asachi'' , Iasi, Romania,
pg. 1-10, 2015
[5] Li, Y. (2007). Computational Textile Bioengineering Studies in Computational
Intelligence, ed. Li, Y., Zeng, X., Ruan, D., and Keohl. L, 55: 203-221.
[6] Angnew, B. (1998). NIH Plans Bioengineering Initiative. Science, 280(5369): 1516-
1518.
[7] Tao, X. M. (2001). Smart fibers, fabric and clothing. Wood Head Publishing Limited
Cambridge England.
[8] Pan, N. (2006). Thermal and moisture transport in fibrous materials. Cambridge:
Woodhead Pub.
[9] Gavrila L. (2000). Fenomene de transfer Vol. II, Transfer de caldura si masa, Editura ALMA
MATER Bacău
[10] Mugur Balan, Instalatii frigorifice. Teorie si programe pentru Instruire , Editura
Todesco, Cluj-Napoca 2000.
[11] Oncar S., Applied thermodynamics 3d, Mechanichal Engeneering Department Kanpur,
India, pg. 805-807, 824-827, 2009
[12] Necula H., Instalatii frigorifice, Facultatea de Energetica, Universitatea Politehnica
Bucuresti, Romania, pg. 1-2, 16-30, 2005
[13] Carabogdan Gh., Badea A., Instalaţii Termice Industriale, Editura Tehnică,
Bucureşti,Romania, 1978
[14] Balan M., Instalatii frigorifice - Teorie şi programe pentru instruire, Universitatea Tehnica
din Cluj Napoca, Romania, pg.5-7,16-19, 30-45, 2003
[15] Dincer I., Kanouglu M., Refrigeration systems and applications 2d, University of Ontario
Institute of Technology (UOIT),Canada, pg. 105-107,63-101, 155-159, 2010
[16] Necula H., Instalatii frigorifice, Facultatea de Energetica, Universitatea Politehnica
Bucuresti, Romania, pg. 1-2, 16-30, 2005
Ing. Iosub Andrei
93
[17] Oncar S., Applied thermodynamics 3d, Mechanichal Engeneering Department Kanpur,
India, pg. 805-807, 824-827, 2009
[18] Ciocan V., Verdes M., Instalatii pentru constructii , Univ. Teh. "Gh. Asachi" Iaşi, Fac. de
Constr. şi Arhitect., Iasi, Romania, pg.123-132, 1998
[19] Trott A. R., Welch T., Refrigeration and Air-Conditioning 3d, Butterworth-Heinemann
Linacre House, Jordan Hill, Marea Britanie, pg. 25-35, 2000
[20]Balan M., Energii regenerabile - Agenti Frigorifici, Universitatea Tehnica din Cluj Napoca,
Romania, 2007
[21] Oncar S., Applied thermodynamics 3d, Mechanichal Engeneering Department Kanpur,
India, pg. 805-807, 824-827, 2009
[22] Dincer I., Kanouglu M., Refrigeration systems and applications 2d, University of Ontario
Institute of Technology (UOIT),Canada, pg. 105-107,63-101, 155-159, 2010
[23] Trott A. R., Welch T., Refrigeration and Air-Conditioning 3d, Butterworth-Heinemann
Linacre House, Jordan Hill, Marea Britanie, pg. 25-35, 2000
[24]Badea A., Stan M., Bazele termoenergeticii, Facultatea de Energetica, Universitatea
Politehnica Bucuresti, Romania, pg. 131-142, 2003
[25] Porneala S., Balan M., Utilizarea frigului artificial, Universitatea "Dunarea de Jos" din
Galati, Romania, 2003
[26] Hummel, E. (2005). From Natural Fibers to Man-Made Plastics. In Understanding
Materials Science Part III, 326-365, DOI: 10.1007/0-387-26691-7_16.
[27] Kelly, A. (2005). Very stiff fibers woven into history – very personal recollections of
some of the British scene. Composites Science and Technology, 65(15-16): 2285-2294.
[28]Demetra Lacramioara Bordeianu(2012), Fizico-chimia si proprietatile fibrelor textile, 11-
18,106-112
[29] Physical properties of textile fibres, © Woodhead Publishing Limited, 2008, pg. 168-176 [30]
Danish, N., Garg, M.K., Rane, R.S., Jhala, P.B., and Nema, S.K. (2007). Surface
modification of Angora rabbit fibers using dielectric barrier discharge. Applied Surface
Science, 253(16): 6915-6921.
[31] sursa:http://www.dextex.info/fibrele-naturale/azbest Accesat 01.12.2014
[32] Morton W. E., Hearle J. W. S., Physical properties of textile fibres Fourth edition, The
Textile Institute Woodhead Publishing Limited, Cambridge CB21 6AH, England,pg.509-553
2008
[33] http://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/
RA+default.htm (accesat iulie 2013)
[34]Iosub A., Verdes M., Laboratory testing refrigerator for textile products, Universitatea
Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi, Tomul LVIII (LXII), Fasc. 1,Secţia TEXTILE.
Ing. Iosub Andrei
94
PIELĂRIE, 2012
[35] Facultatea de Inginerie Mecanica si Mecatronica, “Indrumar de practica izolator termic si
frigorific”, Universitatea Politehnica Bucuresti, [Online], pp. 2-9, Available:
www.mecanica.pub.ro
[36] D. Stefanescu, “Transfer de caldura si masa. Teorie si aplicatii “ Ed. Didactica si
Pedagogica, Bucuresti, 1983, pp. 6-26
[37] M. Marinescu, Al Chisacof, P. Răducanu, A. Motorga, "Transfer de căldură şi masa-procese
fundamentale", Ed. POLITEHNICA PRESS, Bucureşti, 2009, pp. 2-40
[38]IKA report 8328, Study 2 - A Test Procedure for Airbags, pp 6-40, 2008
[39] Oleksik, M. et al: Study on the influence of the temperature and strain rate on the behavior
of polyamide 6.6 at the uniaxial tensile test, Annals of Oradea, pp. 245-248, May, 2013
[40] Bin Rokan, M.: Effect of heat on the properties of automotive airbag materials, available
from https://www.escholar.manchester.ac.uk site Accessed: 2014-04-15
[41]Sun, J. et all: Material selection for airbag fabrics, Available from http://www2.dupont.com site
Accessed: 2014-04-17
[42]Narayanan, A.: Dynamic Testing of Airbag Fabric Permeability and Extensibility for
Depowered Airbags, Texas Tech University,pp. 1-86, Lubbok, 1999
[43], EN ISO 13934-1: Textiles - Tensile properties of fabrics - Part 1: Determination of
maximum force and elongation at maximum force using the strip method.
[44] Yugansh Sethi. Textiles For Safety, Flame Resistant Protective Clothing, Safety Textiles in
Space, Protective Health Care Garments, Mechanical, Chemical, Electrical, Radiaton
Protective Clothing, D.K.T.E society’s textile and engineering institute, Ichalkaranji, India,
http://textilelearner.blogspot.ro, Accessed: 5.01.2015
[45] Slabu Valeria. Elemente de statistica si SPSS , Ed. Tehnica-Info, Chisinau, 2013, pg. 236-
246
[46] Frank R. Giordano, William P. Fox, Steven B. Horton, A First Course in Mathematical
Modeling Fifth edition, Brooks/Cole Cengage Learning, Boston, USA, pg. 1-18, 2013.
[47] Sandip Banerjee, Mathematical modeling, Models Analysis and Applications, Indian
Institute of Technology Roorkee, India, pg. 1-7, 2014.
[48] Daniel G. Hyams, CurveExpert Basic Release 1.4, Senior Research Scientist at PeopleTec
Inc. Huntsville, SUA, pg. 1-28, 2010.
[49] Pagina de statistica sociala, Facultatea de Sociologie si Psihologie, Catedra de Psihologie,
Universitatea de Vest Timisoara , http://statisticasociala.tripod.com/index.html, accesat
01.06.2015
[50] Centrul regional de metrologie industriala, Facultatea de Mecanica, , Universitatea Tehnica
Cluj-Napoca, http://www.cermi.utcluj.ro/, accesat 01.06.2015.
Ing. Iosub Andrei
95
[51] Sabine Landau, Brian S. Everitt, A Handbook of Statistical Analyses using SPSS, Chapman
& Hall/CRC Press LLC ,USA, 2004.
[52] Bernard Bollen, User Manual for Statistician (Lite) , Monash University, Australia, pg. 61-
81, 2012
[53] British Standards Institution. Textiles. Test methods for nonwovens. Determination of drapability
including drape coefficient. London: BSI; 2008.
[54] British Standards Institution. Textiles - Test methods for nonwovens - Part 9: Determination of
drape coefficient. London: BSI; 1998.
[55] Britis standards Institution. Method for the assessment of drape fabrics. London: BSI; 1973.
[56] Baron, T., 1980, “Metode statistice pentru analiza şi controlul calităţii producţiei”, Editura
Didactică şi Pedagogică, Bucureşti
[57] Mihail, R. Introducere in strategia experimentarii cu aplicatii in inductria chimica Editura
stiintifica si enciclopedica, Bucuresti, 1976