Введение к работе
з
Актуальность темы. В настоящее время первостепенное значение для обувной промышленности имеет быстрое обновление производства путем широкого внедрения передовой техники, наиболее прогрессивных технологических процессов и гибких производств: позволяющих оперативно перестраиваться на выпуск новой качественной продукции и дающих наибольший экономический и социальный эффект.
Для выпуска обувных изделий, в наибольшей степени отвечающих условиям их эксплуатации и удовлетворяющих все возрастающие запросы потребителя, необходимо изучать свойства выпускаемой продукции, устанавіш-вать показатели свойств изделий в зависимости от условий их использования, создавать новые более совершенные виды продукции, улучшать качество изделий.
/Ідя обеспечения вышеизложенного необходимо исследовать теплозащитные свойства обуви, создавать более рациональные ее консгрукции, совершенствовать методы изготовления обуви, предназначенной для поекк в холодное время года. Теплозащитные свойства обуви играют большую роль в создании благоприятных условий для ног человека и обеспечивают комфортное тепловое состояние организма в целом.
В настоящее время теплозащитные свойства обуви определяются на основе суммарного сопротивления теплопереходу от поверхности стопы к внешней среде через конструктивные элементы обуви. В выражение этого суммарного сопротивления входит средний коэффициент теплообмена обуви с внешней средой, который обычно рассчитывается по критериальным уравнениям и не позволяет выявить те участки обуви, которые наиболее подвержены влиянию холода и защитить от тсплопотерь именно эти участки. Поэтому использование локальных значений суммарного сопротивления теплопереходу но всей поверхности обуви, рассчитанных го> локальным характеристикам теплообмена обуви с внешней средой позволит определить местоположение опасных сечений и осуществить их теплозащиту.
Конструктивные элементы верха обуви соединяются друг с другом клеевыми и ниточными швами, а верх обуви с низом в основном скрепляется клеевыми швами. Однако отсутствие данных по теплофизическим характеристикам клеевых швов не позволяет учитывать их теплостойкость (тепловое сопротивление теплопроводности), которое вносит определенный вклад в формирование суммарного сопротивления теплопереходу от поверхности стопы к внешней среде.
Целью диссертационной работы является оценка теплозащипшх свойств обуви на основе рассчитываемых локальных характеристик теплообмена наружной поверхности обуви с внешней средой и характеристик теплообмена поверхности стопы с внутренней поверхностью обуви, эксперимен-
тально определяемых тепловых сонрагавлснии теплопроводности различных обувных и текстильных материалов, а также клеевых швов и использование полученных результатов для изготовления обуви с требуемыми теплозащитными свойствами.
Методы исследования основаны на применении системы дифференциальных уравнений пограничного слоя в частных производных, численного метода ее интегрирования, дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности и его аналитического решения, па экспериментальном определении теплофизических характеристик кожевенно-обувных и текстильных материалов и клеевых швов, а также их тепловых сопротивлений теплопроводности.
Для экспериментального определения поля давления по поверхности, обтекаемой воздушным потоком обуви создан аэродаигамический контур, для исследования теплофизических свойств клеевых швов созданы экспериментальные установки, основанные на теории стационарной теплопроводности и теории регулярного теплового режима. Обработка результатов экспериментов проводилась на ЭВМ "Пентиум-1-266".
Научная новизна. При выполнении работы автором впервые:
-
Разработана методика расчета локальных характеристик теплообмена обуви с внешней средой.
-
Определен закон распределения давления внешней среды по поверхности обуви в созданном аэродинамическом контуре.
-
Проведены численные решения но распределению локальных коэффициентов теплоотдачи и сопротивления трения по поверхности, обтекаемой внешней средой обуви.
-
Разработаны экспериментальные установки и на них определены теп-лофизические характеристики клеевых швов в обуви.
-
Разработана методика расчега нестационарных температурных полей в многослойной конструкции обуви с идеальным и неидеальным контактом между слоями с учетом наличия клеевых соединении.
-
Разработан инженерный метод локального и усредненного прогнозирования тешшзащитньгх свойств обуви.
/ 7. На основе прогнозирования даны рекомендации по изготовлению обуви с повышенными теплозапдатными свойствами.
Практическая значимость работы состоит в создании инженерного метода локального и усреднешюго прогнозирования тещіозаїцитньїх свойств обуви для заданных климатических условий и использовании результатов прогнозирования для изготовления обуви с рациональными теплозащитными свойствами.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях Государственного Инженерного Университета Армении (1997, 1998, 1999 г.г.), научно-методических семинарах сек-
тора "Технологии швейных и кожевенных изделий" Гюмрийского образовательного комплекса Государственного Инженерного Университета Армении (1997, 1998, 1999 г.г.), на заседании кафедры "Технология изделий из кожи" Государственной академии легкой промышленности Украины и кафедры Технологии и конструирования изделий из кожи Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна, а также на научно-технических советах ОАО "Скороход" и ОАО "Виктория" (г. Санкт-Петербург).
Публикации, Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов по работе. Диссертация изложена на 196 страницах машинописного текста, содержит 28 рис. и 23 таблицы, библиография включает 135 наименований.