“透氣量”和“透氣率”
發(fā)布時間:2020-11-02
關于“透氣量”和“透氣率”發(fā)表在《紡織標準與計量》的文章有人要求對某試樣分別測試其“透氣量”和“透氣率”,因為某種織物透氣性能測試儀上有“透氣量/透氣率”兩種指標。殊不知“透氣量”和“透氣率”是一回事,只是在不同的標準和書籍上的叫法不同而已。
出現(xiàn)以上情況是由于對“透氣量”和“透氣率”這一織物透氣性指標的物理意義不明白,對其名稱的歷史演變不知道而致。
以下加以說明:
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(chǎn)儀器最早出現(xiàn)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“透氣量”和“透氣率”的物理意義在GB 5453-85中,“透氣量”定義為:織物兩面在規(guī)定的壓差下,單位時間內,流過織物單位面積的空氣體積,單位為:m3/(m2·s)。在“纖維和紡織品測試技術”中:所謂織物透氣性,是指織物兩面存在壓差的情況下,織物透過空氣的性能。習慣上用透氣量表示,即織物兩面在規(guī)定的壓差下,單位時間內流過織物單位面積的空氣體積,單位為L/(m2·s)。在ISO 9237-1995中,采用的定義:透氣性在規(guī)定的試驗面積、壓降和時間條件下,氣流垂直通過試樣的速度。用下式計算透氣率R,用每秒毫米表示
[圖片]×167 (1)
式中:[圖片]—氣流的算數(shù)平均值流量,dm3/min(L/min);A—受試織物面積,cm2;167—由dm3/(cm2·min)換算成mm/s的換算系數(shù);
在GB/T 5453-1997中,采用的定義:透氣性空氣透過織物的性能。以在規(guī)定的試驗面積、壓降和時間條件下,氣流垂直通過試樣的速率表示。按公式(2)或(3)計算透氣率R,結果按GB8170修約至測量范圍的2%。
[圖片]×167(mm/s) (2) 或 [圖片]×0.167(m/s) (3)
式中:[圖片]—平均氣流量,dm3/min(L/min);A—試驗面積,cm2;167—由dm3/(cm2·min)換算成mm/s的換算系數(shù);0.167—由dm3/(cm2·min)換算成m/s的換算系數(shù);
其中式(2)主要用于稀疏織物、非織造布等透氣率較大的織物。由以上可見,“透氣量”和“透氣率”僅僅是名稱的改變,實質相同。但是各標準中所規(guī)定的壓差及試驗面積是有區(qū)別的。
3、各標準中所規(guī)定的壓差及試驗面積的區(qū)別及換算壓差是空氣賴以流動的必要條件,只有在被測織物兩面保持一定的壓差,才能在織物中產(chǎn)生流動??椢锿笟饴什⒉慌c織物兩側壓差成線性關系。一般可用下列冪函數(shù)形式表示Q=c+a(ΔP)b(4)式中:Q為織物透氣率;ΔP為織物兩面壓差。系數(shù)a、b、c與原料的類別、織物的組織結構、工藝參數(shù)及后整理等因素有關。
由于織物透氣率并不與織物兩側壓差成線性關系,因此透氣率試驗應測定透氣率-壓差曲線,才能推求出織物的透氣性能。但是這樣作試驗工作量太大。實用的做法是規(guī)定固定壓差作為透氣率試驗的基準。各國試驗標準規(guī)定的壓差并不一致,美國ANSI/ASTM、D773、FS191/5450及日本的JISL1096規(guī)定為127.4Pa(約13mm水柱);法國NF G07-111規(guī)定為196Pa(約20mm水柱);德國DIN53887規(guī)定服裝織物為100Pa(10mm水柱)、降落傘織物為160Pa(16mm水柱)、過濾織物及工業(yè)用織物為200Pa(20mm水柱);英國BS5636規(guī)定為98Pa(約10mm水柱);ISO9237規(guī)定與德國相同;我國原標準GB 5453-85與美國相同;新標準則與ISO相同。由于各試驗標準規(guī)定的壓差并不一致,為便于換算我國制定了FZ/T01072-1999不同壓差條件下織物透氣量的換算方法(原ZB W 55001-87)。
FZ/T01072-1999適用于棉布類及錦絲綢類特種工業(yè)用織物。壓差范圍為3~19mmH2O。對不同壓差條件下測得的透氣率按下列公式換算:
QM=QN·KT (5)
[圖片] (6)
式中:ΔPM——織物兩面壓差為MmmH2O(M=3~19)ΔPN——織物兩面壓差為NmmH2O(N=3~19;QM——ΔPM條件下的透氣率,L/m2·s;QM——ΔPN條件下的透氣率,L/m2·s;KT——換算系數(shù);b——冪指數(shù)(織物流量曲線),根據(jù)試驗,b值取決于織物的類別與組織并同組織本身的透氣率有關,如下所示:織b 值棉布類原色、本色、染色平布平紋b=1.3554-0.0926InQ5錦絲綢類錦絲綢小花紋b=1.0876-0.0791InQ5錦絲及錦絲66綢斜紋、1/2斜b=1.4517-0.1285InQ5錦絲綢平紋、平紋格b=1.2614-0.1006InQ5
注:Q5代表織物兩面壓差為5mmH2O條件下的透氣率。 結論透氣性指標由“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。從物理意義講“透氣率”比“透氣量”更為確切。“透氣量”容易與透過試樣的氣體流量混淆,“透氣率”則更符合各個標準的定義。