Супрун Наталія Петрівна. Наукові основи визначення властивостей пакетів бар'єрного одягу з урахуванням особливостей експлуатації

Краткое описание

Супрун Наталія Петрівна. Наукові основи визначення властивостей пакетів бар'єрного одягу з урахуванням особливостей експлуатації : Дис... д-ра техн. наук: 05.02.01 / Київський національний ун-т технологій та дизайну. — К., 2006. — 317арк. : рис., табл. — Бібліогр.: арк. 285-307.

Супрун Н.П. Наукові основи визначення властивостей пакетів бар’єрного одягу з урахуванням особливостей експлуатації. Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.01. матеріалознавство, Київський національний університет технологій та дизайну, Київ, 2006.
Дисертація присвячена вирішенню важливої прикладної проблеми визначенню властивостей пакетів бар’єрного одягу, основною функцією якого є захист технологічного середовища і продукту, що виробляється, від забруднень (продуктів життєдіяльності організму людини), які потрапляють у чисте середовище з підодягового простору. Були визначені принципи науково обгрунтованого компонування спеціалізованих за своїми функціями матеріалів в пакети бар’єрного одягу, що забезпечує необхідне сполучення захисних властивостей і характеристик, які зумовлюють достатню комфортність виробу під час експлуатації. В рамках розробленої моделі отримано основні визначальні співвідношення, які описують взаємозв’язки між процесами фільтрації сухого і вологого повітря в ізотермічних і неізотермічних умовах, та складом пакетів матеріалів бар’єрного одягу. Розроблено системний підхід до побудови динамічної моделі вологопровідності для пакетів бар’єрного одягу, з використанням якого проведено розрахунки для порівняння властивостей різних пакетів і визначення їхньої перспективності для подальшого практичного застосування. Обгрунтовано вибір пакетів матеріалів, які забезпечують оптимальне сполучення бар'єрної функції й умов комфортності при експлуатації бар’єрного одягу; вироблені рекомендації по складу декількох найбільш перспективних пакетів.
Проведено в лабораторних умовах і в умовах діючого виробництва фізіологогігієнічну оцінку комплектів бар’єрного одягу, які відрізняються за складом пакетів, досліджено вплив накопичення вологи у матеріалах пакету на гігієнічні властивості, запропоновані альтернативні методи визначення комфортності бар’єрного одягу.
Проведена класифікація факторів, які впливають на комфортність бар’єрного одягу, на основі якої розроблені загальні принципи конфекціювання матеріалів в пакети бар’єрного одягу для чистих приміщень.

Проведений детальний аналіз сучасного стану розробки бар’єрного одягу, який є необхідною складовою функціонування чистих приміщень, показав, що проектування пакетів матеріалів не має достатнього теоретичного та експериментального обгрунтування і виконано для обмежених груп матеріалів. Відсутні наукові основи визначення властивостей пакетів бар’єрного одягу з урахуванням особливостей експлуатації. Це призводить до використання пакетів, які не сприяють створенню нормального мікроклімату у підодяговому просторі, що негативно впливає на самопочуття та працездатність людини.
Для описання процесів ізотермічної фільтрації флюїду (газу, паро-рідинної суміші та краплинно-рідиної вологи) розроблена фізична модель порової структури пакету матеріалів основного елементу бар’єрного одягу, в якій запропоновано принцип моделювання різних варіантів геометрії наскрізних пор у текстильному матеріалі з урахуванням в’язко-пружніх властивостей пористого середовища і динаміки транспорту флюїду. Отримана інтегральна кількісна модель, в рамках якої виведене узагальнення відомої формули Козені для максимального значення проникності, визначені співвідношення, за допомогою яких, через значення пористості можна розрахувати мінімальне, максимальне та найбільш ймовірне значення ефективного поперечного розміру наскрізних пор в текстильному матеріалі

Проведена експериментальна перевірка кількісної моделі ізотермічної фільтрації повітря через пакети з однорідних (однакових) та різнорідних матеріалів, які використовуються для бар’єрного одягу чистих приміщень. З’ясовано вплив швидкості переносу маси, яка визначається експериментально, на проникність однорідних та різнорідних пакетів бар’єрного одягу. Описана залежність ефективної провідності пакетів із декількох шарів однакових матеріалів при різних значеннях перепаду тиску. Визначено критичне число Рейнольдса Rec=l2 та знайдене граничне значення швидкості фільтрації повітрячерез пакети однорідних матеріалів, яке відокремлює область стало-ламінарного проходження повітря (прим/с) від області (з), де можлива турбулізація потоку. Проведено дослідження повітропроникності багатошарових пакетів бар’єрного одягу, складених із різнорідних матеріалів; зроблено порівняльний аналіз отриманих експериментальних даних з розрахунковими. Показано, що для пакетів матеріалів, які значно розрізняються за показниками швидкості фільтрації повітря, на відміну від пакетів однорідних матеріалів, можливе використання формули Клейтона для прогнозування повітропроникності. Експериментально досліджено вплив зміни вологості матеріалів, які складають пакети бар’єрного одягу, на їх повітропроникність.
На основі термодинамічного описання системи людина бар’єрний одяг оточуюче середовище” розроблена нова модель переносу в неізотермічних умовах вологого повітря з підодягового простору через матрицю плоско-паралельних шарів пакету текстильних матеріалів. Побудована диференційна модель оболонки, яка базується на системі рівнянь тепломасообміну та їх аналогії з електричними ланцюгами, в рамках якої отримані рівняння для визначення характерних масштабів часу в описанні процесів переносу вологи і тепла в шарах тканин, які складають пакети бар’єрного одягу, та повітряних прошарках між ними. Визначені необхідні умови стаціонарного тепломасообміну в «моделі оболонки», які забезпечують комфорт при експлуатації бар’єрного одягу в чистих приміщеннях. Регулюючим чинником цих умов визначена спроможність сукупності всіх шарів пакету одягу відводити зайву вологу з мікрокліматичного прошарку.
Вперше запропоновано для характеристики текстильних матеріалів різної порової структури, заповнених флюїдом, використовувати значення фрактальної розмірності. Розроблено комп’ютерний метод визначення наскрізної пористості шляхом сканування зразків текстильних матеріалів на просвічування”.
Розроблено та реалізовано методику вимірювання вологопередачи в трьохшарових пакетах бар’єрного одягу. Запропонована схема обробки експериментальних даних, яка дозволяє провести оцінку якості та здійснити відбір оптимальних за співвідношенням захисних та гігієнічних властивостей варіантів пакетів бар’єрного одягу для чистих приміщень.
Розроблено методику розрахунку граничних значень переносу сухого та вологого повітря в пакетах бар’єрного одягу, встановлена гранична величина співвідношення цих величин, яка передбачає появу крапель вологи за рахунок занадто високої швидкості зволоження. Запропоновано залежності для розрахунку швидкості зволоження пакета бар’єрного одягу. Розроблено рекомендації, з урахуванням динамічної моделі вологопровідності, для практичного формування складу пакетів бар’єрного одягу для чистих приміщень.
Проведено визначення комфортності бар’єрного одягу для чистих приміщень за результатами інструментального визначення параметрів мікроклімату в повітряних прошарках пакетів, а також при фізіологогігієнічних дослідженнях в умовах діючого виробництва. Визначено залежність отриманих оцінок ступеню комфортності від типу вегето-судинних реакцій організму людини, що рекомендовано враховувати при виборі осіб, які будуть працювати в бар’єрному одязі.
Розроблено новий спосіб визначення комфортності матеріалів по ступеню пропускання та відбивання власного електромагнітного випромінювання тіла людини, вивчено вплив накопичення вологи в матеріалах бар’єрного одягу на ці показники.
Запропонована структурна схема взаємодії показників, які визначають комфортність бар’єрного одягу для чистих приміщень з урахуванням функціональних вимог до нього. Проведена експертна оцінка якості та дослідження зміни властивостей матеріалів верху бар’єрного одягу в результаті експлуатації в чистих приміщеннях фармацевтичного виробництва. Встановлені загальні принципи вибору та розроблена номенклатура показників якості матеріалів бар’єрного одягу, яка впроваджена в галузеві стандарти України ГСТУ 64-8-2000. Належна виробнича практика. Комплекти одягу для працюючих у чистих приміщеннях виробництва медичної та мікробіологічної промисловості. Загальні технічні вимоги”, ГСТУ 64-9-2000. Належна виробнича практика. Комплекти одягу для працюючих у чистих приміщеннях виробництва медичної та мікробіологічної промисловості. Види і комплектність”, ГСТУ 64-10-2000. Належна виробнича практика. Комплекти одягу для працюючих у чистих приміщеннях виробництва медичної та мікробіологічної промисловості. Номенклатура показників якості”.