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“透气量”和“透气率”

时间:19-06-25 08:35
       关于“透气量”和“透气率”发表在《纺织标准与计量》的文章有人要求对某试样分别测试其“透气量”和“透气率”,因为某种织物透气性能测试仪上有“透气量/透气率”两种指标。殊不知“透气量”和“透气率”是一回事,只是在不同的标准和书籍上的叫法不同而已。
       出现以上情况是由于对“透气量”和“透气率”这一织物透气性指标的物理意义不明白,对其名称的历史演变不知道而致。
       以下加以说明:
       1、“透气量”和“透气率”名称的演变织物透气性能的测试由来已久,国产仪器最早出现的是“中/低压织物透气量仪”它的测试指标中采用“透气量”一词,后来国家方法标准“GB 5453-85织物透气性试验方法”也沿用了这个单位名称,此后一些文章和书籍便沿用下去,如“纤维和纺织品测试技术”等等,一些外文资料也作如此翻译。
       国家方法标准“GB 5453-85织物透气性试验方法”修订时,参照了“ISO 9237-1995(E)纺织品织物透气性的测定”。修订为“GB/T 5453-1997纺织品织物透气性的测定”。在主要技术内容上与ISO 9237-1995(E)等效。将透气性指标由“透气量”改为“透气率”。透气性指标由“透气量”改为“透气率”只是名称的改变,其物理意义、量纲、单位、计算公式都相同。
       2、各文献中“透气量”和“透气率”的物理意义在GB 5453-85中,“透气量”定义为:织物两面在规定的压差下,单位时间内,流过织物单位面积的空气体积,单位为:m3/(m2·s)。在“纤维和纺织品测试技术”中:所谓织物透气性,是指织物两面存在压差的情况下,织物透过空气的性能。习惯上用透气量表示,即织物两面在规定的压差下,单位时间内流过织物单位面积的空气体积,单位为L/(m2·s)。在ISO 9237-1995中,采用的定义:透气性在规定的试验面积、压降和时间条件下,气流垂直通过试样的速度。用下式计算透气率R,用每秒毫米表示
       [图片]×167        (1)
       式中:[图片]—气流的算数平均值流量,dm3/min(L/min);A—受试织物面积,cm2;167—由dm3/(cm2·min)换算成mm/s的换算系数;
       在GB/T 5453-1997中,采用的定义:透气性空气透过织物的性能。以在规定的试验面积、压降和时间条件下,气流垂直通过试样的速率表示。按公式(2)或(3)计算透气率R,结果按GB8170修约至测量范围的2%。
       [图片]×167(mm/s)   (2)   或    [图片]×0.167(m/s)   (3)
       式中:[图片]—平均气流量,dm3/min(L/min);A—试验面积,cm2;167—由dm3/(cm2·min)换算成mm/s的换算系数;0.167—由dm3/(cm2·min)换算成m/s的换算系数;
       其中式(2)主要用于稀疏织物、非织造布等透气率较大的织物。由以上可见,“透气量”和“透气率”仅仅是名称的改变,实质相同。但是各标准中所规定的压差及试验面积是有区别的。
       3、各标准中所规定的压差及试验面积的区别及换算压差是空气赖以流动的必要条件,只有在被测织物两面保持一定的压差,才能在织物中产生流动。织物透气率并不与织物两侧压差成线性关系。一般可用下列幂函数形式表示Q=c+a(ΔP)b(4)式中:Q为织物透气率;ΔP为织物两面压差。系数a、b、c与原料的类别、织物的组织结构、工艺参数及后整理等因素有关。
       由于织物透气率并不与织物两侧压差成线性关系,因此透气率试验应测定透气率-压差曲线,才能推求出织物的透气性能。但是这样作试验工作量太大。实用的做法是规定固定压差作为透气率试验的基准。各国试验标准规定的压差并不一致,美国ANSI/ASTM、D773、FS191/5450及日本的JISL1096规定为127.4Pa(约13mm水柱);法国NF G07-111规定为196Pa(约20mm水柱);德国DIN53887规定服装织物为100Pa(10mm水柱)、降落伞织物为160Pa(16mm水柱)、过滤织物及工业用织物为200Pa(20mm水柱);英国BS5636规定为98Pa(约10mm水柱);ISO9237规定与德国相同;我国原标准GB 5453-85与美国相同;新标准则与ISO相同。由于各试验标准规定的压差并不一致,为便于换算我国制定了FZ/T01072-1999不同压差条件下织物透气量的换算方法(原ZB W 55001-87)。
       FZ/T01072-1999适用于棉布类及锦丝绸类特种工业用织物。压差范围为3~19mmH2O。对不同压差条件下测得的透气率按下列公式换算:
       QM=QN·KT   (5) 
       [图片]             (6)
        式中:ΔPM——织物两面压差为MmmH2O(M=3~19)ΔPN——织物两面压差为NmmH2O(N=3~19;QM——ΔPM条件下的透气率,L/m2·s;QM——ΔPN条件下的透气率,L/m2·s;KT——换算系数;b——幂指数(织物流量曲线),根据试验,b值取决于织物的类别与组织并同组织本身的透气率有关,如下所示:织b  值棉布类原色、本色、染色平布平纹b=1.3554-0.0926InQ5锦丝绸类锦丝绸小花纹b=1.0876-0.0791InQ5锦丝及锦丝66绸斜纹、1/2斜b=1.4517-0.1285InQ5锦丝绸平纹、平纹格b=1.2614-0.1006InQ5
       注:Q5代表织物两面压差为5mmH2O条件下的透气率。 结论透气性指标由“透气量”改为“透气率”只是名称的改变,其物理意义、量纲、单位、计算公式都相同。从物理意义讲“透气率”比“透气量”更为确切。“透气量”容易与透过试样的气体流量混淆,“透气率”则更符合各个标准的定义。

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