“透氣量”和“透氣率”
關(guan)于“透(tou)氣(qi)量(liang)”和(he)(he)(he)“透(tou)氣(qi)率(lv)”發表在(zai)《紡(fang)織標(biao)(biao)準與計量(liang)》的(de)文章有(you)人(ren)要(yao)求對某(mou)試(shi)樣分別測試(shi)其(qi)“透(tou)氣(qi)量(liang)”和(he)(he)(he)“透(tou)氣(qi)率(lv)”,因(yin)為某(mou)種織物透(tou)氣(qi)性能測試(shi)儀上(shang)有(you)“透(tou)氣(qi)量(liang)/透(tou)氣(qi)率(lv)”兩種指標(biao)(biao)。殊不知(zhi)“透(tou)氣(qi)量(liang)”和(he)(he)(he)“透(tou)氣(qi)率(lv)”是一回事,只是在(zai)不同的(de)標(biao)(biao)準和(he)(he)(he)書(shu)籍上(shang)的(de)叫法不同而已。
出現(xian)以上情況是由于對“透(tou)氣量”和“透(tou)氣率”這一織物透(tou)氣性指(zhi)標的(de)物理意義不明白,對其名稱的(de)歷史演變不知道而致。
以下加以說明(ming):
1、“透氣量”和“透氣率”名稱的演變織物透氣性能的測試由來已久,國產儀器最早出現的是“中/低壓織物透氣量儀”它的測試指標中采用“透氣量”一詞,后來國家方法標準“GB 5453-85織物透氣性試驗方法”也沿用了這個單位名稱,此后一些文章和書籍便沿用下去,如“纖維和紡織品測試技術”等等,一些外文資料也作如此翻譯。
國家方法標準“GB 5453-85織物透氣性試驗方法”修訂時,參照了“ISO 9237-1995(E)紡織品織物透氣性的測定”。修訂為“GB/T 5453-1997紡織品織物透氣性的測定”。在主要技術內容上與ISO 9237-1995(E)等效。將透氣性指標由“透氣量”改為“透氣率”。透氣性指標由“透氣量”改為“透氣率”只是名稱的改變,其物理意義、量綱、單位、計算公式都相同。
2、各文獻中(zhong)“透(tou)氣(qi)量”和(he)“透(tou)氣(qi)率”的物(wu)(wu)理意義在(zai)GB 5453-85中(zhong),“透(tou)氣(qi)量”定義為:織(zhi)物(wu)(wu)兩面(mian)在(zai)規(gui)(gui)定的壓(ya)差(cha)下,單(dan)位(wei)時間(jian)內(nei),流過(guo)織(zhi)物(wu)(wu)單(dan)位(wei)面(mian)積的空(kong)氣(qi)體積,單(dan)位(wei)為:m3/(m2·s)。在(zai)“纖維(wei)和(he)紡(fang)織(zhi)品測(ce)試技術”中(zhong):所(suo)謂(wei)織(zhi)物(wu)(wu)透(tou)氣(qi)性(xing),是指織(zhi)物(wu)(wu)兩面(mian)存在(zai)壓(ya)差(cha)的情況下,織(zhi)物(wu)(wu)透(tou)過(guo)空(kong)氣(qi)的性(xing)能。習(xi)慣上用透(tou)氣(qi)量表示,即織(zhi)物(wu)(wu)兩面(mian)在(zai)規(gui)(gui)定的壓(ya)差(cha)下,單(dan)位(wei)時間(jian)內(nei)流過(guo)織(zhi)物(wu)(wu)單(dan)位(wei)面(mian)積的空(kong)氣(qi)體積,單(dan)位(wei)為L/(m2·s)。在(zai)ISO 9237-1995中,采用(yong)的(de)定義:透(tou)氣(qi)(qi)性在(zai)規定的(de)試驗(yan)面(mian)積、壓降和(he)時間條件下,氣(qi)(qi)流垂直通過試樣的(de)速度。用(yong)下式計算透(tou)氣(qi)(qi)率R,用(yong)每秒毫(hao)米表示(shi)
[圖(tu)片]×167 (1)
式中(zhong):[圖片(pian)]—氣流(liu)的算數平(ping)均值流(liu)量(liang),dm3/min(L/min);A—受試織物面積(ji),cm2;167—由(you)dm3/(cm2·min)換算成mm/s的換算系(xi)數;
在GB/T 5453-1997中,采用的(de)(de)定(ding)義:透氣性空氣透過織(zhi)物的(de)(de)性能。以在規定(ding)的(de)(de)試驗面積、壓(ya)降(jiang)和(he)時間條(tiao)件下,氣流垂(chui)直通過試樣的(de)(de)速率(lv)表示。按公式(2)或(huo)(3)計算(suan)透氣率(lv)R,結果按GB8170修約至測量范圍的(de)(de)2%。
[圖(tu)片]×167(mm/s) (2) 或 [圖(tu)片]×0.167(m/s) (3)
式中:[圖片(pian)]—平(ping)均氣流量,dm3/min(L/min);A—試驗面積,cm2;167—由dm3/(cm2·min)換(huan)(huan)算成mm/s的換(huan)(huan)算系(xi)數(shu);0.167—由dm3/(cm2·min)換(huan)(huan)算成m/s的換(huan)(huan)算系(xi)數(shu);
其中式(shi)(2)主要(yao)用于稀(xi)疏織物、非織造布等(deng)透(tou)氣率較大(da)的織物。由以上(shang)可見,“透(tou)氣量”和“透(tou)氣率”僅僅是名稱(cheng)的改(gai)變,實質相同。但是各標準中所規(gui)定的壓差(cha)及試驗面(mian)積是有區別的。
3、各標準中(zhong)所規定(ding)的壓(ya)差(cha)及試(shi)驗(yan)面(mian)積(ji)的區別(bie)及換算壓(ya)差(cha)是空氣賴以(yi)流動(dong)的必(bi)要條件(jian),只有在(zai)被(bei)測織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)兩(liang)面(mian)保持一定(ding)的壓(ya)差(cha),才能(neng)在(zai)織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)中(zhong)產生流動(dong)。織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)透(tou)氣率并不(bu)與(yu)織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)兩(liang)側壓(ya)差(cha)成線性關系。一般可(ke)用下(xia)列冪函數形(xing)式(shi)表示Q=c+a(ΔP)b(4)式(shi)中(zhong):Q為織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)透(tou)氣率;ΔP為織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)兩(liang)面(mian)壓(ya)差(cha)。系數a、b、c與(yu)原(yuan)料的類(lei)別(bie)、織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的組(zu)織(zhi)(zhi)結構、工藝參數及后(hou)整理等(deng)因素有關。
由于(yu)織物(wu)(wu)透(tou)氣率并(bing)不(bu)與(yu)織物(wu)(wu)兩(liang)側壓差(cha)(cha)(cha)成線性關系(xi),因此透(tou)氣率試(shi)驗(yan)應測(ce)定(ding)(ding)(ding)透(tou)氣率-壓差(cha)(cha)(cha)曲線,才能推求出(chu)織物(wu)(wu)的(de)(de)(de)透(tou)氣性能。但是(shi)(shi)這(zhe)樣作(zuo)試(shi)驗(yan)工(gong)作(zuo)量(liang)太大。實(shi)用的(de)(de)(de)做法是(shi)(shi)規(gui)定(ding)(ding)(ding)固定(ding)(ding)(ding)壓差(cha)(cha)(cha)作(zuo)為(wei)透(tou)氣率試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)基(ji)準(zhun)(zhun)。各國(guo)試(shi)驗(yan)標(biao)準(zhun)(zhun)規(gui)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)壓差(cha)(cha)(cha)并(bing)不(bu)一致(zhi),美國(guo)ANSI/ASTM、D773、FS191/5450及日本的(de)(de)(de)JISL1096規(gui)定(ding)(ding)(ding)為(wei)127.4Pa(約(yue)(yue)13mm水(shui)柱(zhu)(zhu));法國(guo)NF G07-111規(gui)定(ding)(ding)(ding)為(wei)196Pa(約(yue)(yue)20mm水(shui)柱(zhu)(zhu));德國(guo)DIN53887規(gui)定(ding)(ding)(ding)服(fu)裝(zhuang)織物(wu)(wu)為(wei)100Pa(10mm水(shui)柱(zhu)(zhu))、降落傘織物(wu)(wu)為(wei)160Pa(16mm水(shui)柱(zhu)(zhu))、過(guo)濾織物(wu)(wu)及工(gong)業用織物(wu)(wu)為(wei)200Pa(20mm水(shui)柱(zhu)(zhu));英國(guo)BS5636規(gui)定(ding)(ding)(ding)為(wei)98Pa(約(yue)(yue)10mm水(shui)柱(zhu)(zhu));ISO9237規(gui)定(ding)(ding)(ding)與(yu)德國(guo)相同;我(wo)國(guo)原(yuan)標(biao)準(zhun)(zhun)GB 5453-85與(yu)美國(guo)相同;新(xin)標(biao)準(zhun)(zhun)則與(yu)ISO相同。由于(yu)各試(shi)驗(yan)標(biao)準(zhun)(zhun)規(gui)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)壓差(cha)(cha)(cha)并(bing)不(bu)一致(zhi),為(wei)便于(yu)換算(suan)我(wo)國(guo)制定(ding)(ding)(ding)了FZ/T01072-1999不(bu)同壓差(cha)(cha)(cha)條件下織物(wu)(wu)透(tou)氣量(liang)的(de)(de)(de)換算(suan)方法(原(yuan)ZB W 55001-87)。
FZ/T01072-1999適用于棉(mian)布類(lei)及錦絲綢類(lei)特種工業(ye)用織(zhi)物。壓差(cha)范圍為(wei)3~19mmH2O。對不同壓差(cha)條(tiao)件下(xia)測得的透(tou)氣率按下(xia)列(lie)公式換算(suan):
QM=QN·KT (5)
[圖片] (6)
式中:ΔPM——織(zhi)(zhi)物(wu)兩(liang)(liang)面壓差為MmmH2O(M=3~19)ΔPN——織(zhi)(zhi)物(wu)兩(liang)(liang)面壓差為NmmH2O(N=3~19;QM——ΔPM條件(jian)下的(de)透(tou)氣(qi)(qi)率,L/m2·s;QM——ΔPN條件(jian)下的(de)透(tou)氣(qi)(qi)率,L/m2·s;KT——換算(suan)系數;b——冪指(zhi)數(織(zhi)(zhi)物(wu)流量曲(qu)線),根(gen)據試驗,b值取(qu)決于織(zhi)(zhi)物(wu)的(de)類別與組織(zhi)(zhi)并同組織(zhi)(zhi)本身(shen)的(de)透(tou)氣(qi)(qi)率有關,如下所(suo)示:織(zhi)(zhi)b 值棉布(bu)類原(yuan)色、本色、染色平布(bu)平紋(wen)(wen)b=1.3554-0.0926InQ5錦(jin)絲(si)綢類錦(jin)絲(si)綢小花紋(wen)(wen)b=1.0876-0.0791InQ5錦(jin)絲(si)及錦(jin)絲(si)66綢斜(xie)紋(wen)(wen)、1/2斜(xie)b=1.4517-0.1285InQ5錦(jin)絲(si)綢平紋(wen)(wen)、平紋(wen)(wen)格b=1.2614-0.1006InQ5
注:Q5代表織(zhi)物(wu)兩面壓差為5mmH2O條件(jian)下的(de)透(tou)氣(qi)率。 結論透(tou)氣(qi)性指標(biao)由“透(tou)氣(qi)量”改為“透(tou)氣(qi)率”只是(shi)名稱的(de)改變,其物(wu)理(li)意義、量綱(gang)、單位、計(ji)算公式都(dou)相同。從物(wu)理(li)意義講“透(tou)氣(qi)率”比“透(tou)氣(qi)量”更(geng)為確切。“透(tou)氣(qi)量”容易與透(tou)過試(shi)樣的(de)氣(qi)體(ti)流量混淆(xiao),“透(tou)氣(qi)率”則更(geng)符合各個(ge)標(biao)準(zhun)的(de)定義。