纺织材料的热学性质.doc

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1、第十一章纺织材料的热学性质教学目标：1、使学生了解纺织材料的基本热学性质；2、使学生掌握纺织材料基本热学性质的涵义、影响因素及对纤维加工和使用的影响；3、使学生了解常规纺织材料的热学性质。教学重点与难点：1、教学重点：纺织材料热学性质的涵义及影响因素2、教学难点：热学性质的衡量标准及其对纤维加工和使用的影响教学与学习建议：1、教学建议授课形式：讲解与讨论通过详细讲解使学生掌握纺织材料热学性质的具体衡量方法及各种热学性质对纤维加工和使用的影响；充分做好实验准备。2、学习建议通过记忆和理解，掌握纺织

2、材料的基本热学性质如何衡量；通过讨论掌握纺织材料热学性质对纤维加工和使用的影响。一、比热1．比热的概念第十一章纺织材料的热学性质第一节比热与热焓单位质量的纤维，温度升高(或降低)1℃所需要吸收(或放出)的热量，叫纤维的比热。1．常见纺织纤维的比热表7-1常见干燥纺织纤维的比热表（测定温度为20℃）单位：J/g·℃纤维种类比热值纤维种类比热值纤维种类比热值棉1.21～1.34粘胶纤维1.26～1.36羽绒羊毛1.36锦纶61.84芳香聚酰胺纤维1.21桑蚕丝1.38～1.39锦纶662.05醋酯

3、纤维1.46亚麻1.34涤纶1.34玻璃纤维0.67大麻1.35腈纶1.51石棉1.05黄麻1.36丙纶(50℃)1.80木棉3.影响纺织纤维比热的主要因素(1)水分的影响WCC0CwC01W3)2.5℃g·2J/(1.5热比180℃40℃20℃0℃0.5010203040回潮率(%)羊毛纤维比热与回潮率三和温度的关系(2)温度的影响一般认为，温度较高时，具有一定回潮率纤维的比热增大。2.221.8)℃1.6g1.4·/J(1.2热1比0.80.60.40淬火PET系退火列PE1T系列240

4、80120温度(℃)160200240两种涤纶丝的比热随温度的变化规律(1)纤维结构的影响在220℃附近，出现第二次熔前结晶，比热稍有下降。而后者为缓慢上升曲线，无再结晶的现象4.比热对纤维加工和使用的影响二、热焓热焓它是表示物质系统能量的一个状态函数，通常用H来表示，其数值上等于系统的内能U加上压强P和体积V的乘积，即H＝U＋PV。热焓是状态函数，具有能量的量纲，但没有确切的物理意义，它的定义是由H=U+PV所规定下来的，不能把它误解为是“体系中含的热量”。虽然体系的内能和焓的绝对值目前还无法

5、知道，但是在一定条件下我们可以从体系和环境间热量的传递来衡量体系的内能与焓的变化值。在没有其它功的条件下，体系在等容过程中所吸收的热量全部用以增加内能，体系在等压过程中所吸收的热量，全部用于使焓增加。由于一般的化学反应大都是在等压下进行的，所以焓更有实用价值。第二节导热性质1.纤维的导热系数导热系数λ(W.m/m2.℃)，即以当材料的厚度为1m及表面之间的温差为1℃时，1h内通过1m2的材料传导的热量千卡数。λ值越小，表示材料的导热性越差，它的绝热性或保暖性越好。dSQλT1T2(T2T1)热传

6、递示意图克罗值(CLO)在室温21摄氏度，相对湿度小于50%，气流为10cm/s（无风）的条件下，一个人静坐不动，能保持舒适状态，此时所穿衣服的热阻为1克罗值。CLO越大，则隔热保暖性越好。1.影响纤维导热系数的因素（1）纤维的结晶与取向（2）纤维集合体密度两端压差大λ数系热导两端无压差静止空气00.050.10.150.20.25体积重量(δ)纤维层体积重量和导热系数间的关系（3））纤维排列方向（4）0.2750.25力0.225能数导0.2热系传导热0.1750.150.125热辐射方向

7、αf纤维层方向0102030405060708090纤维排列方向角αf(°)（1））纤维细度和中空度（2））环境温湿度纤维温度与纤维导热系数间的关系导热系数λ(W/m·℃)0℃30℃100℃棉0.0580.0630.069羊毛0.0350.0490.058亚麻0.0460.0530.062蚕丝0.0460.0520.0592.导热系数对加工和使用的影响3.纤维集合体的热导系数4.纤维集合体的热阻热阻：当热量在物体内部以热传导的方式传递时，遇到的热阻称为导热热阻。热阻反映阻止热量传递的能力的综合

8、参量。对于热流经过的截面积不变的平板热阻＝L/(kA)。其中L为平板的厚度，A为平板垂直于热流方向的截面积，k为平板材料的热导率。第三节热转变温度若对某一纤维施加一恒定外力，观察其在等速升温过程中发生的形变与温度的关系，便得到该纤维的温度--形变曲线（或称热机械曲线）。纤维典型的热机械曲线如下图，存在两个斜率突变区，这两个突变区把热机械曲线分为三个区域，分别对应于三种不同的力学状态。1.熔点它是指高聚物内晶体完全消失时的温度，也就是结晶融化时的温度。2.粘流温度(Tf)从高弹态向粘流态转变的温度