結(jié)構(gòu)參數(shù)對玻纖織物隔熱性能影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、設(shè)計(jì)一種新型的熱防護(hù)織物，通常采用實(shí)驗(yàn)的方法來確定織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)，然而實(shí)驗(yàn)試樣需要量大、周期長、特別是一些實(shí)驗(yàn)需要在高溫的條件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)條件難控制，操作過程具有一定的危險(xiǎn)性，增加開發(fā)成本。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用熱傳遞數(shù)值模擬的方法來優(yōu)化織物結(jié)構(gòu)參數(shù)，具有快速、安全環(huán)保和成本低的優(yōu)點(diǎn)。它可以快速找到織物結(jié)構(gòu)參數(shù)的臨界值，為熱防護(hù)領(lǐng)域中設(shè)計(jì)、優(yōu)化及應(yīng)用玻纖織物提供重要的理論依據(jù)。本課題建立了玻璃纖維機(jī)織物的三維幾何模型，根據(jù)具體使用環(huán)

2、境定義了熱傳遞的邊界條件，對織物施加熱載荷，利用傅里葉定律、牛頓冷卻方程和斯蒂芬-玻爾茲曼定律及能量守恒定律求解熱量在織物內(nèi)的傳遞過程，獲得瞬態(tài)條件下織物內(nèi)溫度場的分布，建立起織物內(nèi)傳熱的數(shù)值模型，并利用實(shí)驗(yàn)的方法對該織物傳熱模型進(jìn)行驗(yàn)證，接下來利用該模型獲得了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對玻璃纖維織物傳熱性能的影響規(guī)律，即:
　　(1)在織物的經(jīng)向和緯向密度以及紗線線密度相同的情況下，玻璃纖維織物的隔熱性能按照由低到高的順序排列為:平紋＜2/1斜

3、紋＜2/2斜紋＜2/3斜紋＜3/3斜紋。
　　(2)在緯密和織物組織及紗線細(xì)度不變的情況下，玻纖織物的經(jīng)密由110根/10cm增加到160根/10cm，織物表面溫度上升變慢，隔熱效果越來越好;當(dāng)經(jīng)密為160根/10cm時(shí)，玻纖織物的溫度上升的最慢，隔熱效果最好;隨著織物的經(jīng)密繼續(xù)增加大于160根/10cm時(shí)，織物的溫度上升變快，其隔熱效果呈現(xiàn)減小的趨勢。
　　(3)當(dāng)織物的經(jīng)密和緯密以及組織結(jié)構(gòu)相同時(shí)，隨著紗線線密度從129