XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
KÖPÜKLE İŞLEM GÖRMÜŞ KUMAŞLARIN TERMODİNAMİĞİNİN
ARAŞTIRILMASINDA GELENEKSEL OLMAYAN YÖNTEMLER
Mohanapriya Venkataraman, Rajesh Mishra, Jiri Militky,
Department of Material Engineering, Faculty of Textile Engineering, Technical University of Liberec, Çek
Cumhuriyeti
[email protected]
Nano boyutta gözenekli yapısı ve kütlesi ile köpük, süper yalıtkan madde olarak kullanılmaya
çok uygundur. Yüksek gözenekli yapısı ve özel yüzeyi sayesinde çok düşük yoğunluk ve ısıl
iletkenliğe sahiptir. Silika köpüklerde ısı iletim olayı, karmaşık nano gözenekli yapısı ile
yakından ilişkilidir [1,2]. Tekstil mamullerinin en önemli özelliklerinden olan ısıl özellikleri
üzerine bu zamana kadar birçok çalışma yapılmış ve bunların çoğu ısıl iletkenlik, ısıl direnç
ve ısıl yayılma gibi statik ısıl özelliklerin ölçülmesine odaklanmıştır. Isıl yalıtım, giyim
konforunun tahmin edilebilmesi açısından önemli bir faktördür. Isıl yalıtım özellikleri
kumaşların fiziksel ve yapısal parametreleri tarafından belirlenmektedir [5]. Kışlık giysilerde,
ara katmanın rolü insan vücudunu soğuğa karşı korumaktır. Dokusuz yüzeyler gibi çeşitli
tekstil malzemeleri, çok katmanlı giysilerde ısıl yalıtım ara katmanı olarak kullanılmaktadır.
İleri düzeyde yüksek ısıl yalıtım malzemesi olarak köpük, dokusuz kumaşlara
uygulanmaktadır. Bu kumaşlar mükemmel ısıl yalıtım sağlar. Ticari olarak, dış kumaşların
içinde hala geleneksel astarların kullanıldığını görmekteyiz. Bu standart ısıl yalıtım
malzemelerinin, ısıl dayanım karakteristikleri genelde bilinmemektedir [4]. Bu çalışmada
köpük kullanımının düşük sıcaklıklardaki ısıl iletkenlik, ısıl direnç ve ısıl yayılma üzerine
etkileri ele alınmıştır. Çeşitli sıcaklık değişimlerinde tekstil mamulleri üzerindeki ısıl taşınım
sonucu oluşan akışkan akışının vektörel ve skaler haritaları incelenmiştir.
Parçacık Görüntülemeli Akış Ölçüm Cihazı (Velosimetre)
Parçacık görüntülemeli akış ölçüm cihazı (velosimetre) (PIV) akışkan davranışlarının
ölçülmesi ve görüntülenmesine yönelik yöntemler ailesine bağlıdır. PIV tekniği, geniş
aralıktaki akış hızında ölçümlerin yapılabilmesine olanak sağlar. Başarılı bir ölçüm için temel
koşul, incelenen ortam özellikleri ile baş edebilmektir. Ölçüm sisteminin temel yapısı Dantec
Dynamics’e ait PIV lazer sistemidir. PIV ölçüm tekniği, akan bir akışkanda hızın iki boyutlu
olarak anlık dağılımı hakkında bilgi alınmasına olanak tanır. Akışkanın hareketi, akışa
eklenen parçacıklar üzerinden görüntülenir. Sistem, seçilen düzlemsel ışık kesitinde
parçacıkların hareketini analiz eder ve görüntüler. Uygun olarak yerleştirilen ışık düzlemi,
güçlü bir lazer ve optik sistem bileşenleri ile oluşturulur. Parçacıkların seçilen ışık
düzlemindeki pozisyonları fotoğrafik film veya CCD kamera detektörü gibi ışığa hassas
cihazlar ile kaydedilir. Kaydedilen kamera görüntülerinden hesaplamalar; hız, mesafe ve süre
arasındaki bağlantılara bağlı temel denklemlere dayanır. Mesafe ile belirtilen; iki lazer sinyali
arasında belirlenen zaman aralıklarında akışa katılan parçacıkların yer değişimidir.
274
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
Şekil 1. 21.5oC sıcaklıkta vektörel ve skaler haritalar
Şekil 2. 23.8oC sıcaklıkta vektörel ve skaler haritalar
SONUÇ
Poliester/polietilen bikomponent dokusuz yüzey olan farklı kalınlıklardaki termal sargıların
ısıl özellikleri köpük ile işlem gören sargı ile karşılaştırılmıştır. Köpükle işlem gören
kumaşların fiziksel özelliklerinin karşılaştırılabilmesi için SEM görüntüleri de çekilmiştir. Isıl
iletkenlik, ısıl direnç ve ısıl yayılma gibi ısıl özellikler C-Therm TCi ısıl iletkenlik analiz
cihazı ile ölçülmüştür. Termal sargıların ısıl iletimi sonucu meydana gelen ısı aktarımı, akan
bir akışkanda hızın iki boyutlu olarak anlık dağılımı hakkında bilgi alınmasına olanak
sağlayan PIV ölçüm tekniği ile ölçülmüştür. Tekstil mamulü üzerinde farklı sıcaklıklarda ısıl
yayılımın incelenmesi ile akışa ait vektörel ve skaler haritalar elde edilmiştir. Amorf silika
köpük ile işlem gören dokusuz yüzeylerde ısıl özelliklere ait davranışların anlaşılması
amacıyla bu testler yapılmıştır. Deney sonuçları istatistiksel olarak değerlendirilmiş ve
istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur.
Anahtar Kelimeler: Parçacık görüntülemeli akış ölçüm cihazı (velosimetre) (PIV), ısıl
iletkenlik analizi, ısıl yayılım, iletkenlik
KAYNAKLAR
[1] KISTLER, S.S., 1931, Coherent expanded-aerogels J. Phys. Chem., 36 (1) (1931), pp. 52–64.
[2] TAO X., YA-LING H., ZI-JUN H.., 2013, Theoretical study on thermal conductivities of silica
aerogel composite insulating material International Volume 58, Issues 1–2, March 2013, Pages 540–
552.
[3] GIORGIO MAZZUCHETTI, GIUSEPPINA LOPARDO, ROBERTO DEMICHELIS., 2007,
Influence of Nonwoven Fabrics’ Physical Parameters on Thermal and Water Vapor Resistance.,
J.Ind.Text.,Vol. 36, No. 3—January 2007.
[4] MAŁGORZATA MATUSIAK., 2006, Investigation Of The Thermal Insulation Properties Of
Multilayer FIBRES & TEXTILES In Eastern Europe January / December 2006, Vol. 14, No. 5 (59).
[5] FRYDRYCH, G. DZIWORSKA AND J. BILSKA., 2002, Comparative Analysis of the Thermal
Insulation Properties of fabrics Made of Natural and Man-Made Cellulose Fibres., FIBRES &
TEXTILES in Eastern Europe October/December 2002.
275
Download

köpükle işlem görmüş kumaşların termodinamiğinin araştırılmasında