Воздухопроницаемость – это способность материалов пропускать воздух. Она характеризуется коэффициентом воздухопроницаемости, показывающим, какой объем воздуха проходит через единицу площади материала в единицу времени при определенной разнице давлений по обе стороны материала. При условии разницы давлений Р по обе стороны материала воздух проникает через материал в направлении от большего давления к меньшему. Перепад давления (разрежение) выражается в Паскалях или миллиметрах водяного столба (1 мм. вод. ст. = 9,8 Па). Схема метода определения воздухопроницаемости представлена на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Схема метода определения воздухопроницаемости:1 - проба; 2 - счетчик; 3 - камера; 4 – манометр; P1 - давление окружающей среды; Р2 - остаточное давление в камере, создаваемое с помощью насоса или вентилятора. Объем прошедшего через пробу воздуха измеряется счетчиком, а перепад давлений Р - манометром.
Воздухопроницаемость является одним из основных показателей гигиеничности и теплозащитных свойств материалов и играет важную роль при их выборе для одежды. Материалы для летней одежды должны характеризоваться высокой воздухопроницаемостью и обеспечивать хорошую вентиляцию пододежного воздушного слоя; для зимней одежды, как правило, подбирают материалы с низкой воздухопроницаемостью.
Воздухопроницаемость бытовых тканей, трикотажных и нетканых полотен, тканей технических и для спецодежды, войлока, искусственного меха, комплексных (дублированных) материалов и изделий из них по ГОСТ 12088 - 77 /5/ характеризуют коэффициентом воздухопроницаемости Bp, дм3/(м2 ·с), который рассчитывается по формуле 2.2:
BP = V/(S·t), (2.2)
где V - объем воздуха, прошедшего через пробу, дм3;
S - площадь пробы, через которую проходил воздух, м2;
t - длительность прохождения воздуха через пробу, с,
Р - перепад давлений, Р=5 мм вод. ст. (49 Па), что соответствует перепаду давлений в пододежном слое и окружающем воздухе со скоростью ветра 8-10 м/с.
Для определения воздухопроницаемости материалов и изделий из них применяют приборы ВПТМ - 2, ATL - 2 (FF - 12) или УПВ - 2 (ГОСТ 12088-77).
Прибор ВПТМ - 2 (рисунок 2.4) состоит из индикатора разрежения, дифференциального манометра 1 класса точности с пределом измерения от 0 до 150 мм рт. ст., расходомеров (трубки Вентури) воздуха с переключателем, дросселя, вентилятора. К прибору прилагается комплект из шести сменных столиков с отверстиями площадью соответственно 2, 5, 10, 20, 50 или 100 см2 и к ним шесть соответствующих прижимных колец.
Приступая к работе на приборе, сначала с помощью ручки 12 (рисунок 2.5) устанавливают в нулевое положение уровень спирта в индикаторе разрежения, а затем ручкой 10 уровень спирта в дифференциальном манометре, который служит для фиксации и определения статических напоров в сужающем устройстве (трубке Вентури) расходомера. Действие расходомера основано на зависимости разрежения Р в камере прибора от расхода воздуха. При протекании воздуха через сужающее устройство средняя скорость потока в сужающем устройстве повышается (вследствие перехода части потенциальной энергии в кинетическую). В результате статическое давление потока после сужающего устройства становится меньше, чем перед ним. Разрежение в камере зависит от количества протекающего воздуха и служит мерой его расхода. Используя показания дифференциального манометра, по таблицам перевода определяют расход воздуха, проходящего через пробу.
Рисунок 2.5 - Прибор ВПТМ - 2: 1 - ручка подключения; 2 - крышка; 3 - прижимное кольцо; 4 - шток; 5 - ручка перемещения прижимного кольца; 6 - сигнальная лампа «Нагрузка»; 7 - сигнальная лампа «Сеть»; 8 - тумблер «Сеть»; 9 - индикатор разрежения; 10-ручка установки уровня спирта в манометре; 11 - манометр; 12 - ручка установки нулевого уровня спирта в индикаторе разрежения; 13 - ручка установки разрежения в индикаторе разрежения
Испытания на приборе ВПТМ - 2 проводят следующим образом. Поднимают шток, снимают крышку и устанавливают сменный рабочий столик, на котором размещают испытываемый образец. Для большинства текстильных материалов применяют столик с отверстием площадью 10 или 20 см2. Подбирают рабочий столик так, чтобы разрежение составляло по индикатору разрежения 5 мм вод. ст. (49 Па), если разрежение превышает 5 мм вод. ст. (49 Па), применяют столик с большей площадью отверстия, при разрежении менее 5 мм вод. ст. (49 Па) - столик с меньшей площадью отверстия.
Образец материала размещают на рабочем столике лицевой стороной вверх и прижимают прижимным кольцом. Плавно вращая ручку 13, устанавливают по индикатору разрежения заданное разрежение 5 мм вод. ст. (49 Па). После этого определяют уровень спирта шкалы дифференциального манометра с погрешностью до одного деления шкалы. На каждом образце испытания проводят в пяти местах в шахматном порядке.
С помощью таблиц перевода для среднего арифметического значения уровня спирта шкалы дифференциального манометра определяют коэффициент воздухопроницаемости Bp,дм3/(м2·с).
После окончания работы на приборе выключают тумблер «Сеть» (погаснет красная сигнальная лампа), закрывают камеру разрежения крышкой и отключают прибор от сети.