Badania właściwości cieplnych materiałów ochron osobistych

• Autorzy: Pietrak K. , Kubiś M. , Wiśniewski T. S.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Właściwości cieplne materiałów wykorzystywanych do produkcji ochron osobistych strażaków zostały wyznaczone w zakresie temperatur 25÷200°c. Badania obejmowały materiały stosowane w ubraniach specjalnych i elementach hełmu strażackiego. Ciepło właściwe materiałów zostało wyznaczone metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC, ang. Differential Scanning Calorimetry), natomiast dyfuzyjność cieplna metodą impulsu cieplnego (LFA, ang. Laser Flash Analysis). Zbadano przykładowy zestaw tkanin pochodzący z ubrania specjalnego. Badanie dotyczyło zarówno zestawu fabrycznie nowego, jak i poddanego uprzednio obciążeniom cieplnym. Dodatkowo, wykonano symulację warunków pocenia się strażaka i porównano wyznaczone wartości efektywnego ciepła właściwego dla siedmiu różnych pakietów materiałowych w warunkach zawilgocenia oraz dla próbek suchych. Pozwoliło to na określenie wpływu rzeczywistych warunków użytkowania ubrań specjalnych na ich właściwości cieplne.

EN

Thermal properties of materials used for production of firefighters’ personal protective equipment have been determined in the temperature range of 25÷200°C. The research regarded materials used in garments and helmet. The specific heats of materials have been determined with use of Differential Scanning Calorimetry (DSC) whereas the thermal diffusivities were obtained by Laser Flash Analysis (LFA). The set of fabrics applied in protective garments offered by domestic manufacturer was tested, including factory -new clothing as well as sample previously subjected to heat load. Additionally, simulation of firefighter sweating was performed and its influence on effective specific heat values of seven different sets of fabrics was investigated. The latter measurements allowed to evaluate the influence of real service conditions on the thermal properties of protective clothing.

Słowa kluczowe

PL

ochrony osobiste; właściwości cieplne; ciepło właściwe; dyfuzyjność cieplna; laserowa metoda impulsowa; skaningowa kalorymetria różnicowa

EN

personal protective equipment; thermal properties; specific heat; thermal diffusivity; laser flash method; differential scanning calorimetry

• Wydawca: Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 58 (tom 2) (2)
• Strony: 173--192
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pietrak K.

• Politechnika Warszawska

autor

Kubiś M.

• Politechnika Warszawska

autor

Wiśniewski T. S.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Węsierski T.: Właściwe stosowanie ochron osobistych a bezpieczeństwo pracy, Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza 2011/2, str. 59 ‒66.
• [2] Czarnecki R.: Zmiany w wyposażeniu strażaków w ochrony osobiste, konferencja „xx lat Państwowej Straży Pożarnej – postęp w technice pożarniczej”, Poznań, 25.04.2012.
• [3] Roguski J., Błogowski M., Kubis D., Metody badawcze w ocenie odporności środków ochrony indywidualnej na działanie termicznych czynników zewnętrznych, BITP Vol. 39 Issue 3, 2015, pp. 43–57.
• [4] Lee S., Park Ch., Kulkarni D., Tamanna S., Knox T.: Heat and Mass Transfer in a Permeable Fabric System Under Hot Air Jet Impingement, Proc. 2010 14th International Heat Transfer Conference, Volume 5, Washington, DC, USA, August 8–13, 2010.
• [5] Lawson J. R., Walton W. D., Bryner N. P., Amon F. K., Estimates of Thermal Properties for Fire Fighters’ Protective Clothing Materials, Report by National Institute of Standards and Technology, U.S. Department of Commerce, June 2005.
• [6] Penczek S. (red.), Florjańczyk Z. (red.).: Chemia polimerów t. ii. Podstawowe polimery syntetyczne i ich zastosowanie, praca zbiorowa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002.
• [7] PN-EN367: 1996, Odzież ochronna. Ochrona przed ciepłem i promieniowaniem. Metoda wyznaczania współczynnika przenikania ciepła przy działaniu płomienia.
• [8] Haines P.J., Reading M. and Wilburn F.W., Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry Vol.1, Elsevier, Amsterdam, 1998.
• [9] Biedrzycki J., Chalecki J., Drozd Z., Jaszczuk W., Mednis W., Mrugalski Z., Niewczas W., Oleksiuk W., Paprocki K., Pawłowski J., Pieczerak D., Pochanke A., Smorawiński A., Surd S., Tryliński W., Zawistowski H., Żelazny M.: Konstrukcja przyrządów i urządzeń precyzyjnych, WN-T, Warszawa: 1996;
• [10] Parker W. J., Jenkins R. J., Butler C. P., Abbott G. L., Flash method of determining thermal diffusivity, heat capacity, and thermal conductivity, J. Appl. Phys., 32, (1961), pp. 1679–84.
• [11] Netzsch LFA 447 Nanoflash® Instrument Manual, NETZSCH Gerätebau GmbH, 2011;
• [12] Cowan R. D., Pulse method of measuring thermal diffusivity at high temperatures, J. Appl. Phys., 34, (1963), 4, pp. 926–7.
• [13] Cape J. A., Lehman G. W., Temperature and finite- time effects in the flash method for measuring thermal diffusivity, J. Appl. Phys., 34 (1963) pp. 1909;
• [14] Pietrak K., Wiśniewski T. S., Methods for experimental determination of solid- solid interfacial thermal resistance with application to composite materials, Journal of Power Technologies, 94, (2014), pp. 270 ‒285;
• [15] Hartmann J., Nilsson O., Fricke J., Thermal diffusivity measurements on two- layered and three- layered systems with the laser flash method, High Temperatures -High Pressures, 25 (1993), pp. 403 ‒410;
• [16] Osswald T. A., Menges G., Material Science of Polymers for Engineers, 3rd edition, Hanser, Munich 2010;
• [17] O’Neill, M. J.: Measurement of Specific Heat Functions by Differential Scanning Calorimetry, Analytical Chemistry, vol. 38, no. 10, 1966, pp. 1331 ‒1336;

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.