Испытание теплового манекена на сопротивление испарению, определённое стандартом ASTM F2370, является стандартизированной процедурой для измерения испарительного сопротивления тканей и комплектов одежды. Этот тест оценивает, насколько материал или одежда позволяют влаге испаряться с поверхности тела, что является критическим фактором теплового комфорта и эксплуатационных характеристик, особенно в условиях, где потоотделение и отвод тепла играют ключевую роль. Тест особенно важен для защитной одежды, спортивной экипировки, военной формы и одежды для активного отдыха в разных климатических условиях.
Испарительное сопротивление — это мера способности материала препятствовать прохождению влаги (пота) от кожи в атмосферу.
Высокое испарительное сопротивление означает, что материал препятствует испарению, что может привести к повышению температуры тела и дискомфорту.
Низкое испарительное сопротивление указывает на то, что одежда позволяет поту легко испаряться, способствуя охлаждению и комфорту.
Испарительное сопротивление одежды — ключевой показатель для оценки теплового комфорта и риска теплового стресса. В условиях высокой температуры, например, на производстве, в военных операциях или при интенсивной физической нагрузке, управление испарением пота важно для предотвращения перегрева и сохранения производительности.
Стандарт ASTM F2370 описывает методику измерения испарительного сопротивления с использованием тепловых манекенов. Манекен оснащён датчиками для имитации поверхности человеческого тела и измерения испарительного сопротивления различных тканей и комбинаций одежды. Стандарт устанавливает конкретные процедуры и условия тестирования для обеспечения точности и повторяемости результатов.
1. Настройка испытания
Тепловой манекен: Манекен нагревается для имитации температуры человеческого тела. Он воспроизводит тепловые свойства кожи, включая температуру и характеристики передачи влаги.
Контроль окружающей среды: Испытания проводятся в контролируемых условиях: температура воздуха, относительная влажность и скорость потока воздуха. Это гарантирует, что результаты отражают реальные условия ношения.
2. Измеряемые параметры
Температура кожи: Манекен поддерживается на определённой температуре кожи для имитации тепла тела при нормальном потоотделении.
Скорость испарения: Измеряется скорость испарения влаги с поверхности манекена. Она напрямую связана с испарительным сопротивлением материала.
Скорость потока воздуха и влажность: Поток воздуха вокруг манекена и уровень влажности тщательно контролируются, поскольку они значительно влияют на испарительное сопротивление.
3. Расчёт испарительного сопротивления
Формула испарительного сопротивления (Ret):
Ret=Tm−Tsm⋅ARet = \frac{T_m - T_s}{m \cdot A}Ret=m⋅ATm−Ts
Где:
TmT_mTm — температура кожи манекена (°C или °F)
TsT_sTs — температура окружающего воздуха (°C или °F)
mmm — скорость испарения пота (г/мин)
AAA — площадь поверхности манекена (м² или фут²)
Результат измеряется в единицах m2⋅Pa/Wm^2·Pa/Wm2⋅Pa/W или cm2⋅Pa/Wcm^2·Pa/Wcm2⋅Pa/W, в зависимости от используемой системы измерений.
4. Условия испытания
Испытания обычно проводятся при постоянных условиях окружающей среды, но могут изменяться для имитации различных условий:
Температура воздуха: примерно 20–30°C
Относительная влажность: 20–80%
Скорость потока воздуха: 0,1–1,0 м/с
1. Защитная одежда для экстремальных условий
Военная и тактическая экипировка: Для персонала в жарких и влажных условиях важно, чтобы одежда обеспечивала испарение пота и комфорт. Тест ASTM F2370 подтверждает это.
Экипировка пожарных: Позволяет управлять тепловым стрессом во время экстремально интенсивной работы.
2. Спортивная и outdoor-одежда
Спортивная одежда: Обеспечивает испарение пота и предотвращает перегрев, улучшая производительность.
Outdoor-одежда: Для туристов, альпинистов или рабочих в жарком климате проверяется способность одежды поддерживать охлаждение при физической нагрузке.
3. Промышленная одежда
Рабочая одежда в горячих условиях: В строительстве, добыче и производстве одежда должна обеспечивать испарение пота для предотвращения теплового стресса.
4. Научные и лабораторные исследования
Производители и исследователи используют ASTM F2370 для оценки новых тканей и материалов, разрабатывая одежду с оптимальными термокомфортными характеристиками.
Точные и воспроизводимые результаты: Тепловые манекены дают объективные данные, обеспечивая высокую надёжность теста.
Реалистичная имитация: Манекен имитирует теплообмен и испарение пота человека.
Улучшение дизайна продукции: Данные помогают оптимизировать одежду для теплового комфорта.
Соответствие нормативам: Для защитной одежды или военной формы ASTM F2370 является признанным стандартом для проверки соответствия требованиям безопасности и качества.
