Имеются два основных препятствия для объективного сравнения свойств и выбора предпочтительного варианта из ряда подходящих текстильных материалов (ТМ), относящихся к тонким проницаемым средам: 1) различие экспериментальных методологий и инструментов, используемых разными авторами при оценке проницаемости тканей для влажного водяного пара; 2) различие лабораторных условий, при которых проводятся подобные эксперименты и разнообразие методик, предложенных к настоящему времени для опытного определения пористости ТМ. Недавно мы изучили первый из указанных факторов [В.Б. Роганков и др., Холодильная Техника и Технология, 51(1), 2015, стр.47-54] и наметили возможные пути преодоления этого препятствия. В данной работе основное внимание уделено второму фактору. Сформулирована новая концепция мезоскопической внутринитевой пористости для любых тканных и нетканных ТМ. На её основе введена альтернативная базовая (АБ) модель для теоретической оценки эффективной пористости как гидрофильных, так и идрофобных проницаемых сред. В качестве исходной информации в ней используются только стандартные (но зависимые от условий их измерения) данные по т.н. квадратной массе и толщине исследуемого ряда различных образцов ТМ. На основании разработанного нами метода анализа, применённого к массиву из 41 таких точек, взятых из пяти разных экспериментальных работ, предложены простые, физически-обоснованные и не содержащие подгоночных коэффициентов формулы АБ-модели. Они позволяют надёжно и без дополнительных измерений оценить такие фундаментальные для любого сопоставления различных ТМ параметры, как плотность матрицы (влаж-
ной и сухой), наблюдаемая эффективная пористость (при любом уровне влажности) и максимальная гигроскопичность ТМ.
There are two main obstacles to perform the objective comparison and choice of preferable variant within the set of appropriate textile materials (TM), related to the thin permeable media: 1) the different experimental methodologies and tools usable by different authors for an estimate of water-vapor-transmission rate; 2) the different ambient conditions of such measurements and a variety of experimental means proposed, at present, for an estimate of TM-porosity. Recently we have studied, in detail, the former factor [V.B. Rogankov et al, Refrigeration Engineering and Technology, 51(1), 2015, pp.47-54] and pointed out the possible strategy to overcome this obstacle. In this work we will pay the main attention to the latter factor. The novel concept of mesoscopic (nano-) porosity of threads is formulated for any woven and non-woven TMS. The resulting alternate basic (AB-) model for theoretical estimate of effective (observable) porosity in hydrophilic and hydrophobic permeable media is developed. It is based, exclusively, on the standard (but the measuring-laboratory-condition’s-dependent) measurements of so-called square mass and thickness for the wide set of 41 samples taken from 5 different experimental works. The proposed treatment of such data leads to the simple, well-founded relationships of AB-model without any adjustable coefficients. They provide a possibility to obtain the reliable estimates for the following fundamental TM-characteristics: density of moist and/or dry matrix; observable effective porosity at any level of ambient moisture; maximum hygroscopicity without the additional experiments.
Keywords: standard porosity; hydrophilic and hydrophobic media; effective porosity; alternate basic model of permeable media.
Є дві основних перешкоди для об’єктивного порівняння властивостей і вибору найкращого варіанту з ряду підходящих текстильних матеріалів (ТМ), які відносяться до тонких проникних середовищ: 1) відмінність експериментальних методологій і інструментів, використовуваних різними авторами при оцінюванні проникності тканин для вологої водяної пари; 2) відмінність лабораторних умов, при яких проводяться подібні експерименти, і різноманітність методик, запропонованих на цей час. Нещодавно ми детально вивчили перший з вказаних
факторів [В.Б. Роганков та ін., Холодильна Техніка та Технологія, 51(1), 2015, стор.47-54] і накреслили можливі шляхи подолання цієї перешкоди. В цій роботі основну увагу приділено другому фактору. Сформульовано нову концепцію мезоскопічної внутрішньонитяної пористості для будь-яких тканих і нетканих ТМ. На її основі введено альтернативну базову (АБ) модель для теоретичного оцінювання ефективної пористості як гідрофільних, так і гідрофобних проникних середовищ. Як початкова інформація в ній використовуються лише стандартні
(але залежні від умов їх вимірювання) дані по т.зв. квадратній масі і товщині досліджуваного ряду різних зразків ТМ. На підставі розробленого нами методу аналізу, застосованого до масиву з 41 таких точок, взятих з п’яти різних експериментальних робіт, запропоновані прості, фізично-обґрунтовані і такі, що не містять підгінних коефіцієнтів, формули АБ-моделі. Вони дозволяють надійно і без додаткових вимірювань оцінити такі фундаментальні для будь-якого зіставлення різних ТМ параметри, як густина матриці (вологої і сухої), спостережу-
вана ефективна пористість (при будь-якому рівні вологості) і максимальна гігроскопічність ТМ.
Ключові слова: стандартна пористість – гідрофильність и гідрофобність – еффективна пористість – аль-
тернативна базова модель проникних середовищ
