Prediction of air permeability and effective thermal conductivity of multifilament polyester yarn by finite element analysis

• Autorzy: Siddiqui Muhammad Owais Raza , Farooq Salma , Husain Muhammad Dawood , Faisal Saira

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2023.1.2

Warianty tytułu

PL

Przewidywanie przepuszczalności powietrza i efektywnej przewodności cieplnej wielowłókienkowej przędzy poliestrowej za pomocą analizy elementów skończonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effective thermal conductivity and air permeability of a multifilament polyester yarn used in sports T-shirts was investigated by computer modeling using finite element analysis (COMSOL Multiphysics, ABAQUS/CAE). It has been shown that the number of fibers, the porosity of the yarn and the proportion of fibers in the volume fraction of the yarn have a direct effect on the effective thermal conductivity and air permeability of the multifilament yarn. It was found that with the increase in the number of fibers, the porosity of the yarn decreases linearly, while the volume fraction of the fibers increases, and thus the effective thermal conductivity increases. In addition, air permeability decreases exponentially.

PL

Zbadano efektywne przewodzenie ciepła i przepuszczalność powietrza wielowłókienkowej przędzy poliestrowej stosowanej w koszulce sportowej poprzez modelowanie obliczeniowe z użyciem analizy elementów skończonych (COMSOL Multiphysics, ABAQUS/CAE). Wykazano, że liczba włókien, porowatość przędzy oraz udział objętościowy włókien w przędzy mają bezpośredni wpływ na przewodzenie ciepła i przepuszczalność powietrza przędzy wielowłókienkowej. Wraz ze wzrostem liczby włókien porowatość przędzy maleje liniowo, natomiast zwiększa się udział objętościowy włókien, a tym samym efektywne przewodnictwo cieplne. Ponadto przepuszczalność powietrza maleje wykładniczo.

Słowa kluczowe

EN

sportswear; thermal conductivity; air permeability; finite element analysis

PL

odzież sportowa; przewodzenie ciepła; przepuszczalność powietrza; analiza elementów skończonych

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 68, nr 1
• Strony: 6--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Siddiqui Muhammad Owais Raza

• Department of Textile Engineering, NED University of Engineering and Technology, University Road, 75270, Karachi, Pakistan
• School of Textiles and Design, Heriot-Watt University, TD1 3HF, Galashiels, UK

• https://orcid.org/0000-0002-4687-2125

autor

Farooq Salma

• Department of Textile Engineering, NED University of Engineering and Technology, University Road, 75270, Karachi, Pakistan

• https://orcid.org/0000-0002-7010-357X

autor

Husain Muhammad Dawood

• Department of Textile Engineering, NED University of Engineering and Technology, University Road, 75270, Karachi, Pakistan

• https://orcid.org/0000-0001-6317-7127

autor

Faisal Saira

• Department of Textile Engineering, NED University of Engineering and Technology, University Road, 75270, Karachi, Pakistan

• https://orcid.org/0000-0002-6947-1885

Bibliografia

• [1] Ogulata R.T.: Journal of Textile and Apparel Technology, and Management 2006, 5, 1.
• [2] Mavruz S., Ogulata R.T.: The Journal of the Textile Institute 2011, 102, 57. https://doi.org/10.1080/00405000903474907
• [3] Chen T.H., Chen W.P., Wang M.J.: Journal of Occupational and Environmental Hygiene 2014, 11, 366. https://doi.org/10.1080/15459624.2013.875181
• [4] Gebart B.R.: Journal of composite materials 1992, 26, 1100. https://doi.org/10.1177/002199839202600802
• [5] Militký J., Vik M., Viková M., Křemenáková D.: “Influence of fabric construction on their porosity and air permeability” Materials from 2nd SIENTEX Conference International Symposium of Textile Engineering, 2004, p. 1.
• [6] Pezzin,A., Ferri A.: Parameters 2011, 82, 117.
• [7] Peirce F.T., Rees W.H.: Journal of the Textile Institute (Transactions) 1946, 37, 181. https://doi.org/10.1080/19447024608659811
• [8] Schuhmeister J.E., Ber A.W.: Math. Naturw. Klasse 1883, 88, 205.
• [9] Crepeau J.: Comptes Rendus Mécanique, 2012, 340, 468.
• [10] Siddiqui M.O.R., Sun D: Journal of Industrial Textiles 2018, 48, 685. https://doi.org/10.1177/1528083717736104
• [11] Farnworth B.: Textile Research Journal 1983, 53, 717, https://doi.org/10.1177/004051758305301201
• [12] Stark C., Fricke J.: International Journal of Heat and Mass Transfer 1993, 36, 617. https://doi.org/10.1177/004051758305301201
• [13] Bhattacharyya R.: “Heat-Transfer Model for Fibrous Insulations” in “Thermal Insulation Performance”, (editor: R. Tye), ASTM International: West Conshohocken, PA 1980, p. 272.
• [14] Yamashita Y., Yamada H., Miyake H.: Journal of Textile Engineering 2008, 54, 111. https://doi.org/10.4188/jte.54.111
• [15] Iqbal K., Sun D.: Thermochimica Acta 2016, 636, 33. https://doi.org/10.1016/j.tca.2016.04.011
• [16] https://www.comsol.com/blogs/computing-porosity-and-permeability-in-porous-media-with-a-submodel/ (access date 27.09.2017)
• [17] Senoguz M.T., Dungan F.D., Sastry A.M. et al.: Journal of Composite Materials 2001, 35, 1285. https://doi.org/10.1106/HWL5-599F-8NA8-XAN0
• [18] Anand N., Jasper W., DenHartog E.A.: Modeling heat transfer through Filament Yarns by Random Geometry Creation, 2018.
• [19] Skartis L., Khomami B., Kardos J.L.: Polymer Engineering and Science 1992, 32, 4, 231. https://doi.org/doi:10.1002/pen.760320403

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).