بررسی همزمان انتقال حرارت و رطوبت در منسوجات متخلخل همراه با جذب رطوبت در الیاف

پیشرفت ها در صنعت نساجی مرزهای اجرایی برای تولید البسه و پارچه های صنعتی را گسترش می دهد. درک بهتر پدیده های انتقال در منسوجات می تواند به بهینه ساختن جوانب زیادی از فرایند ساخت منسوجات کمک کند و توسعه ی منسوجات جدید با کاربردهای خاص را ممکن سازد. قبلاً مطالعه پدیده انتقال با صرف زمان و نیروی زیادی همراه بود اما امروزه با پیشرفت روش های عددی و وجود ابزاری همچون دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، امکان شبیه سازی منسوجات و الیاف و همچنین جذب سطحی الیاف به منظور پیش بینی های دقیق و مناسب بوجود آمده است. در پروژه حاضر، با استفاده از این ابزار، تحلیل پدیده های انتقال (انتقال جرم و انرژی) در محیط الیاف متخلخل ارائه می شود. حضور رطوبت در منسوجات به شدت بر کارایی و عملکرد آن ها تاثیرگذار است. در این پروژه قابلیت منسوجات در انتقال حرارت و رطوبت اضافی از بدن بررسی می شود. به این منظور شرایط تعریق بدن انسان در مجاورت پارچه شبیه سازی می شود. پارچه با گرفتن رطوبت از پوست توسط لایه زیری که در تماس با پوست بدن است رطوبت گرفته شده را از طریق دیفیوژن به سطح رویی پارچه منتقل می کند و در آنجا این رطوبت وارد محیط اطراف می شود. بنابراین در این پژوهش معادلات انتقال جرم و حرارت برای شبیه سازی این محصولات و روابط ساختاری و معادلات کمکی استخراج شده و با استفاده از نرم افزار تجاری fluent 6.3.26این معادلات با مدل کردن پارچه به صورت یک محیط متخلخل برای منسوجات متشکل از الیاف pan و پشم حل شده و نهایتاً بررسی پارامتریک روی متغیرهای موثر بر ساختار پارچه و متغیرهای موثر محیطی صورت می-گیرد. برای صحت سنجی نتایج، از داده های آزمایشگاهی برای الیاف pan استفاده می شود. همچنین روش جدیدی برای شبیه سازی پارچه بصورت شبکه ای از الیاف برای منسوج متشکل از الیاف pan ارائه خواهد شد. دراین حالت معادلات انتقال بر روی الیاف و همچنین جذب بخار آب موجود در هوا درون الیاف توسط شرایط مرزی مناسب بر روی الیاف شبیه سازی می شود. به این منظور از یک udf برای تعیین شرایط مرزی بر روی دیواره ی الیاف استفاده می شود. به این ترتیب در سطح مشترک سیال- جامد غلظت جزء جذب شونده از شار ورودی به جامد محاسبه شده و همچنین دیفیوژن بخارآب در داخل لیف نیز مدل می شود. به کمک این مدل می توان از فرضیات بکار گرفته شده در مدل محیط متخلخل اجتناب کرد.