33)2015-1_Dominguez Talamantes_Diana Gabriela
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Operaciones Unitarias II
El enfriamiento por evaporación y el calor transferencia en ropa interior funcional
Domínguez Talamantes Diana Gabriela11 DE FEBRERO DE 2015
El enfriamiento por evaporación y el calor transferencia en ropa interior
Por Markus Weder and Rene’ M. RossiEmpa materiales ciencia y tecnología. Suiza
Cyril Chaigneau Brice Tillmann, Francia
Revista internacional de ropa ciencia y tecnologíaVol. 20
pp. 68 - 78
ÍndicePropósito
Diseño
Limitaciones
Factores y parámetros para cuantificar la transferencia de energía
Introducción
Estudios anteriores
Materiales de ensaño
Método de medición
Resultados y discusión
Conclusión
Propósito• Medir siete tipos de ropa interior afectados por lasudoración del torso, con diversos niveles de humedadrelativa a 30°C.
• Determinar la influencia de la presión parcial de vapor deagua del entorno en las propiedades de transporte dehumedad.
Diseño• Se seleccionaron cuatro tasas de sudoración diferentes:50, 75, 100 y 150 g/h * torso.
Limitaciones de la investigación• Los resultados son en base a una temperatura delambiente de 30°C
Factores y parámetros para cuantificar latransferencia de energía• Características del calor
• Transporte de humedad en la tela
• Humedad producida por el metabolismo del cuerpohumano
• Condiciones climáticas
IntroducciónPara que el cuerpo humano se sienta cómodo esindispensable que exista un equilibrio entre la producción yla pérdida de calor.
En esta investigación se comparó ropa interior de diferentesmateriales con ropa de algodón puro a diversas humedadesrelativas y tasas de sudoración del torso.
Estudios anteriores• Gibson, 1993, 2000; Osczevski, 1996.
Cuando se usaron capas de polímero hidrófilo, se estableció queel transporte de vapor de agua fue afectado en menor medidapor la temperatura que por la concentración de la humedad.
• Nefzi (2004)
Se encontró que el tipo de material y la construcción de la telaafectan el transporte de vapor de agua. Se estableció un ligeroaumento en la difusión del vapor de agua con el aumento de latemperatura.
Materiales de ensayo• Siete muestras de tela de diferentes materiales.
Método de medición Se colocaron las siete muestras libres de pliegues en posiciónvertical y se les hizo pasar una corriente de viento a 1 m/shorizontalmente.
La sudoración del torso fue regulada a una temperaturaconstante de 35°C con diferentes mediciones de sudoración.
Método de medición
𝑄𝑡𝑜𝑡 = 𝑄𝑐 + 𝑄𝑒 + 𝑄𝑐𝑤 = 𝑄𝑐 + 𝑄𝑤
𝑄𝑡𝑜𝑡 = 𝑄𝑤 − 𝑄𝑐
Donde:
𝑄𝑡𝑜𝑡= Pérdida total de calor
𝑄𝑐 = Pérdida de calor en seco
𝑄𝑒 = Pérdida de calor por evaporación
𝑄𝑐𝑤 = Pérdida de calor debida a la conductividad del material
𝑄𝑤 = Influencia total de sudor
Resultados y Discusión• Influencia del peso específico en el aislamiento térmico
El tipo de fibra y construcción de la fabrica afecta elaislamiento térmico mucha mas que el peso especifico delos materiales, por ejemplo la muestra de poliéster exhibeun alto aislamiento térmico de 31x10-3 m2K/W comparadocon las otras muestras, a pesar de su peso más bajo.
Muestra Material Peso específico (g/m2)
Construcción Rct x 10-3(m2K/W)
Rct / peso
CIA 85% clorofibra/15% acrílico
210 Interlock 50 0.238
CO 100% algodón 210 Interlock 35 0.167
PES 100% poliéster 145 Piqué 31 0.214
MTM 46% Modacryl/43% TEK/8%
Modal/ 3% poliamida
200 Piqué 35 0.175
PeM 85% poliéster/15%Modal
210 Interlock 36 0.171
MoM 85%vModacryl/ 15% Modal
215 Interlock 40 0.186
PeV 82% Poliester / 18% vinil
190 Piqué 24 0.126
Pérdida de calor por evaporación en función de la presión parcial para los cuatro casos
a) poliéster
Discusión•Influencia del material de la tela y su elaboración
En las tasas de sudoración más altas se observó una pérdida de calorhúmedo con el aumento de la humedad relativa del aire.
La material relativamente hidrofóbico, y por lo tanto no se absorbeo absorbe y expulsa el líquido también.
El algodón absorbe y almacena humedad, evitando la evaporacióndel agua.
Discusión• Influencia de las tasas de sudoración en la pérdida de calorhúmedo
A mayor humedades relativas (80 y 95 por ciento), se produjo unareducción notable del aumento en la pérdida de calor húmedo con elaumento de las tasas de sudoración.
La pérdida de calor húmedo de todas las muestras fue muy similarpara una tasa de sudoración de 50 g / h.
Discusión• Influencia de la humedad relativa en la pérdida de calor húmedo
Como resultado del aumento de la presión parcial con una mayorhumedad relativa, una mayor conductividad térmica compensa lareducción en la pérdida de calor a través del enfriamiento porevaporación.
ConclusiónSe estableció que la diferencia de presión parcial no serelacionó directamente con la refrigeración porevaporación.
Clima seco
Tejido mezclado de poliéster/vinil
Humedades relativas altas y tasas de sudoración bajas