Operaciones Unitarias II

El enfriamiento por evaporación y el calor transferencia en ropa interior funcional

Domínguez Talamantes Diana Gabriela11 DE FEBRERO DE 2015

El enfriamiento por evaporación y el calor transferencia en ropa interior

Por Markus Weder and Rene’ M. RossiEmpa materiales ciencia y tecnología. Suiza

Cyril Chaigneau Brice Tillmann, Francia

Revista internacional de ropa ciencia y tecnologíaVol. 20

pp. 68 - 78

ÍndicePropósito

Diseño

Limitaciones

Factores y parámetros para cuantificar la transferencia de energía

Introducción

Estudios anteriores

Materiales de ensaño

Método de medición

Resultados y discusión

Conclusión

Propósito• Medir siete tipos de ropa interior afectados por lasudoración del torso, con diversos niveles de humedadrelativa a 30°C.

• Determinar la influencia de la presión parcial de vapor deagua del entorno en las propiedades de transporte dehumedad.

Diseño• Se seleccionaron cuatro tasas de sudoración diferentes:50, 75, 100 y 150 g/h * torso.

Limitaciones de la investigación• Los resultados son en base a una temperatura delambiente de 30°C

Factores y parámetros para cuantificar latransferencia de energía• Características del calor

• Transporte de humedad en la tela

• Humedad producida por el metabolismo del cuerpohumano

• Condiciones climáticas

IntroducciónPara que el cuerpo humano se sienta cómodo esindispensable que exista un equilibrio entre la producción yla pérdida de calor.

En esta investigación se comparó ropa interior de diferentesmateriales con ropa de algodón puro a diversas humedadesrelativas y tasas de sudoración del torso.

Estudios anteriores• Gibson, 1993, 2000; Osczevski, 1996.

Cuando se usaron capas de polímero hidrófilo, se estableció queel transporte de vapor de agua fue afectado en menor medidapor la temperatura que por la concentración de la humedad.

• Nefzi (2004)

Se encontró que el tipo de material y la construcción de la telaafectan el transporte de vapor de agua. Se estableció un ligeroaumento en la difusión del vapor de agua con el aumento de latemperatura.

Materiales de ensayo• Siete muestras de tela de diferentes materiales.

Método de medición Se colocaron las siete muestras libres de pliegues en posiciónvertical y se les hizo pasar una corriente de viento a 1 m/shorizontalmente.

La sudoración del torso fue regulada a una temperaturaconstante de 35°C con diferentes mediciones de sudoración.

Dispositivo para medir la sudoración

Método de medición

𝑄𝑡𝑜𝑡 = 𝑄𝑐 + 𝑄𝑒 + 𝑄𝑐𝑤 = 𝑄𝑐 + 𝑄𝑤

𝑄𝑡𝑜𝑡 = 𝑄𝑤 − 𝑄𝑐

Donde:

𝑄𝑡𝑜𝑡= Pérdida total de calor

𝑄𝑐 = Pérdida de calor en seco

𝑄𝑒 = Pérdida de calor por evaporación

𝑄𝑐𝑤 = Pérdida de calor debida a la conductividad del material

𝑄𝑤 = Influencia total de sudor

Resultados y Discusión• Influencia del peso específico en el aislamiento térmico

El tipo de fibra y construcción de la fabrica afecta elaislamiento térmico mucha mas que el peso especifico delos materiales, por ejemplo la muestra de poliéster exhibeun alto aislamiento térmico de 31x10-3 m2K/W comparadocon las otras muestras, a pesar de su peso más bajo.

Muestra Material Peso específico (g/m2)

Construcción Rct x 10-3(m2K/W)

Rct / peso

CIA 85% clorofibra/15% acrílico

210 Interlock 50 0.238

CO 100% algodón 210 Interlock 35 0.167

PES 100% poliéster 145 Piqué 31 0.214

MTM 46% Modacryl/43% TEK/8%

Modal/ 3% poliamida

200 Piqué 35 0.175

PeM 85% poliéster/15%Modal

210 Interlock 36 0.171

MoM 85%vModacryl/ 15% Modal

215 Interlock 40 0.186

PeV 82% Poliester / 18% vinil

190 Piqué 24 0.126

Pérdida de calor por evaporación en función de la presión parcial para los cuatro casos

a) poliéster

Pérdida de calor por evaporación en función de la presión parcial para los cuatro casos

a) algodón

Discusión•Influencia del material de la tela y su elaboración

En las tasas de sudoración más altas se observó una pérdida de calorhúmedo con el aumento de la humedad relativa del aire.

La material relativamente hidrofóbico, y por lo tanto no se absorbeo absorbe y expulsa el líquido también.

El algodón absorbe y almacena humedad, evitando la evaporacióndel agua.

Discusión• Influencia de las tasas de sudoración en la pérdida de calorhúmedo

A mayor humedades relativas (80 y 95 por ciento), se produjo unareducción notable del aumento en la pérdida de calor húmedo con elaumento de las tasas de sudoración.

La pérdida de calor húmedo de todas las muestras fue muy similarpara una tasa de sudoración de 50 g / h.

Discusión• Influencia de la humedad relativa en la pérdida de calor húmedo

Como resultado del aumento de la presión parcial con una mayorhumedad relativa, una mayor conductividad térmica compensa lareducción en la pérdida de calor a través del enfriamiento porevaporación.

ConclusiónSe estableció que la diferencia de presión parcial no serelacionó directamente con la refrigeración porevaporación.

Clima seco

Tejido mezclado de poliéster/vinil

Humedades relativas altas y tasas de sudoración bajas

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