- •Міністерство освіти і науки україни херсонський національний технічний університет Кафедра переробки, стандартизації і сиртефікації сировини
- •Методичні рекомендації
- •Загальні вказівки до проведення лабораторних робіт
- •Лабораторна робота № 1 Класифікація текстильних волокон, їх властивості і методи розпізнавання
- •1.1. Стислі теоретичні відомості
- •1.1.1. Класифікація волокон за походженням і будовою
- •1.1.2. Хімічні властивості натуральних і штучних волокон
- •1.1.3. Розпізнавання текстильних волокон
- •1.2. Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 2 Загальні методи вивчення і дослідження текстильної сировини
- •2.1. Стислі теоретичні відомості
- •2.1.1. Кліматичні умови при попередньому витримуванні та випробуванні сировини і матеріалів
- •2.1.2. Методи відбору проб (вибірок) для випробувань
- •2.2. Експериментальна частина
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 3 Визначення довжини волокон
- •3.1. Стислі теоретичні відомості
- •3.1.1. Визначення довжини промірюванням окремих волокон
- •3.1.2. Визначення довжини волокон розсортовуванням штапелю на групи
- •3.2. Експериментальна частина.
- •Порядок виконання роботи
- •Характеристики довжини тіпаного льону
- •Характеристики довжини вовняного волокна
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 4 Визначення лінійної густини волокон і ниток
- •4.1. Стислі теоретичні відомості
- •Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •Основні характеристики лінійної густини лляного волокна
- •Таблиця 4.2 Основні характеристики лінійної густини ниток Довжина відрізків ниток 1 м
- •Контрольні питання
- •Визначення розщепленості волокна за показами манометра приладу впл
- •Лабораторна робота № 5 Хімічні волокна
- •5.1. Короткі теоретичні відомості.
- •5.2. Хімічні волокна на рубежі тисячоліть.
- •Загальне споживання пет волокон в світі
- •Світове споживання текстильних волокон, прогнозоване до 2050р.
- •Експериментальна частина.
- •Таблиця5.5
- •Таблиця 5.6
- •Контрольні питання.
- •Лабораторна робота № 6 Асортимент і оцінка якості хімічних ниток
- •6.1. Короткі теоретичні відомості.
- •6.2. Експериментальна частина
- •Контрольні питання
- •7.1.2. Електронна мікроскопія текстильних волокон
- •7.2. Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 8 Визначення характеристик механічних властивостей волокон при розтягуванні до розриву
- •8.1. Стислі теоретичні відомості
- •8.2. Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •Лабораторна робота № 9 Визначення напівциклових характеристик механічних властивостей ниток і полотен при розтягуванні
- •9.1. Стислі теоретичні відомості
- •9.2. Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 10 Визначення компонентів деформації текстильних ниток і полотен при розтягуванні
- •Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •1. Для визначення зміни в часі подовження розтягнутих ниток і компонентів їх подовження застосовують релаксомір рм-5. Схема приладу наведена на рис. 10.1.
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 11 Визначення втомних характеристик ниток при багаторазовому розтягуванні
- •11.1. Стислі теоретичні відомості
- •11.1.1. Методи визначення втомних характеристик
- •11.1.2. Будова і принцип дії пульсаторів
- •11.2. Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •Задана циклічна деформація і приблизна витривалість деяких видів ниток
- •Контрольні питання.
- •Лабораторна робота №12 Визначення зміни лінійних розмірів тканин після прання і замочування
- •12.1. Стислі теоретичні відомості
- •12.1.1. Будова і принцип дії приладу утш-1
- •12.2. Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •Нормативні показники усадки тканин
- •I 1,5 1,5 Безусадкові
- •Таблиця 12.3
- •13.1.1. Визначення стійкості тканини до стирання на приладі ті-1м
- •13.1.2. Визначення стійкості тканини до стирання на приладі іт-3м
- •13.2. Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •Таблиця 13.1 Умови випробувань при визначенні стійкості тканин до стирання
- •Контрольні питання
- •Асортимент льоновмісних сумішей різних виробників модифікованого лляного волокна
- •Аналіз суміші, що містить льон і гідратцелюлозне волокно
- •14.1.2. Застосовування оптичних методів для контролю різних параметрів текстильних матеріалів
- •Матеріалів:
- •Експериментальна частина
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 15 Визначення вологості текстильної сировини
- •15.1. Стислі теоретичні відомості
- •15.1.1. Визначення вологості матеріалів на сушильних (кондиційних) апаратах
- •15.1.2. Визначення вологості на електровологомірах
- •Експериментальна частина
- •Визначення вологості на сушильних апаратах
- •Визначення вологості на електровологомірі тев-1
- •Вологість волокон, визначена різними методами
- •Контрольні питання:
- •Лабораторна робота №16 Вивчення оптичних властивостей волокон і ниток
- •16.1 Короткі теоретичні відомості.
- •16.1.1. Фотоколориметричний метод аналізу.
- •Мал. 16.1. Оптична принципова схема колориметра кфк-2.
- •16.2. Експериментальна частина.
- •Контрольні питання:
- •Лабораторна робота № 17 Визначення діелектричної проникності і тангенса кута втрат ниток (волокон)
- •17.1. Короткі теоретичні відомості.
- •Мал. 17.1. Послідовна (а) і паралельна (б) еквівалентні схеми і векторні діаграми конденсора з втратами.
- •Мал. 17.2. Криві частотної (а) і температурної (б) залежності діелектричних характеристик.
- •17.2. Експериментальна частина.
- •Порядок виконання роботи.
- •Контрольні питання.
- •ДодатокA
- •Кондиційна вогкість різних текстильних матеріалів
- •Додаток б
- •Якісний аналіз волокон різного походження
- •Список літератури
Контрольні питання:
1. Які показники оптичних властивостей волокон і ниток ви знаєте?
2. Як характеризується діапазон електромагнітного випромінювання світла?
3. Забарвлення волокон і ниток.
4. Як визначають колір волокон і ниток?
5. Фотоколориметричний метод аналізу.
6. Які характеристики оптичних властивостей можна визначати за допомогою колороиметра?
7. Що таке коефіцієнт пропускання?
8. Методи оцінки оптичних властивостей волокон і ниток?
Лабораторна робота № 17 Визначення діелектричної проникності і тангенса кута втрат ниток (волокон)
Мета роботи - вивчення установки і методики дослідження діелектричних характеристик ниток (волокон).
17.1. Короткі теоретичні відомості.
Діелектричні властивості текстильних матеріалів характеризують їх здатність реагувати на зовнішнє електричне поле. Залежно від температури, частоти і амплітуди напруженості зовнішнього електричного поля характеристики діелектричних властивостей матеріалів різної молекулярної і надмолекулярної структури змінюються по-різному. Тому визначення діелектричних характеристик текстильних матеріалів в широкому інтервалі температур і частот зовнішнього електричного поля дає можливість вивчити особливості молекулярної будови речовин, що становлять текстильні матеріали, молекулярну взаємодію і явища релаксацій в них ( мал. 17.1, 17.2).
V R
З R I З
V
I V I V ωC
I ωR
δ δ V
IR
φ φ V/R
δ δ
а б
Мал. 17.1. Послідовна (а) і паралельна (б) еквівалентні схеми і векторні діаграми конденсора з втратами.
а б
Мал. 17.2. Криві частотної (а) і температурної (б) залежності діелектричних характеристик.
Однією з основних характеристик електричних властивостей матеріалу є його діелектрична проникність, яка звичайно характеризується відносною діелектричною проникністю (діелектричної постійної) ε:
ε = C / С0
де С - місткість конденсатора, заповненого досліджуваним матеріалом;
С0 - місткість конденсатора з повітряним діелектриком.
У разі ідеального конденсатора (без втрат) в ланцюзі змінного струму між струмом і напругою має місце зсув по фазі на 900. В реальному діелектрику, поміщеному в електричному полі, виникають втрати енергії, що перетворюється на теплову. Внаслідок цього зменшується кут здвигу фаз між струмом і напругою.
Характеристикою втрат електричної потужності змінного струму в діелектриці є тангенс кута втрат. Кутом втрат називається кут δ, доповнюючий кут між струмом і напругою в ланцюзі конденсатора до 900.
На мал. 17.1 приведені еквівалентні схеми і векторні діаграми конденсатора з втратами, тобто конденсатора ідеальної місткості, послідовно або паралель сполученого з активним опором, обумовлюючого виникнення еквівалентних втрат. При цьому для мал. 17.1, а
tg δ = ωRC
для мал. 17.1., б
tg δ = 1/ (ωRC)
де δ - кут втрат
ω - кутова частота струму;
R - активний опір;
C - місткість конденсатора.
δ = 900 - φ
де φ - кут зсуву між струмом і напругою для реального конденсатора.
Якщо волокна, що містять полярні групи, помістити в електричне поле, то спостерігається орієнтація сегментів (ланок) макромолекул і більш дрібних кінетичних одиниць, що забезпечує визначення діелектричної проникності і діелектричних втрат. В певних інтервалах температур і частот крива залежність tgд(f) ς і tgд(Т) f проходить через максимум, ΰ на кривих е/ (f) т і е/ (Т) f з'являється перегин (мал. 17.2).
На величину діелектричних втрат роблять вплив багато чинників: хімічна будова текстильних волокон, ступінь їх кристалізації, орієнтація надмолекулярної структури і ін. Все це необхідне враховувати при аналізі результатів дослідження.
температурно-частотні дослідження діелектричних параметрів текстильних волокон проводяться на спеціальній установці, блок-схема якої приведена на мал. 17.3.
Генератор частоти є низькочастотним генератором сигналів 3Г - 56/1 з діапазоном частот від 20 Гц до 200 Гц. Він призначений для подачі синусоїдальної напруги на вимірювальний міст. В плече вимірювального моста включений конденсатор Сх, в якому діелектриком служить досліджуваний матеріал (текстильні нитки або волокна).
Низькочастотний генератор сигналів ЗГ - 56/1 |
|
Міст для вимірювання місткості ВМ - 4006 |
|
Індикатор нуля Ф - 550 |
|
| |||
Термолегулятор |
Термостат з вимірювальним осередком |
Мал. 17.3. Блок-схема установки для діелектричних досліджень
Точний міст Шерінга (ВМ - 4006) призначений для вимірювання місткості в широких межах. Коефіцієнт втрат tgα можна відлічувати в межах 0 - 10-1. Принципова схема моста приведена на мал. 17.4.
Вимірювальний осередок з досліджуваною речовиною (змінна місткість Сх) включають в плече (аб) моста. Змінна напруга із заданою частотою подається в одну з діагоналей моста (бг), а в іншу діагональ (ав) включений індикатор нуля.
При урівноваженні моста змінними опором R1 і місткістю С2 досягають рівності нулю струму в діагоналі (ав); на екрані осцилографа індикатора нуля з'являється пряма лінія. З умови СхR1 = C1R2 визначають:
невідому місткість:
Сх = С1R2 / R1
і тангенс кута втрат:
tg δ = 1 / (ω R1 C2)
б
Сх С1
а в
R2
R1
С2
г
Мал. 17.4. Принципова схема моста Шерінга (живлення змінною напругою з частотою, на якій проводяться вимірювання)
Компенсація tgδ здійснюється за допомогою конденсатора змінної місткості С2. Більш високі значення tgδ компенсуються за допомогою опорів, включених послідовно з еталонним конденсатором.
Індикатор нуля Ф - 550 є високочутливим електронним виборчим підсилювачем змінного струму, що працює в діапазоні 20 - 105 Гц. Прилад застосовується як покажчик рівноваги в мостових схемах (включений в діагональ моста мал. 17.4).
Як індикатор рівноваги моста в приладі використовується електронно-променева трубка з розгорткою по горизонталі (вісь Х) від генератора звукового сигналу 3Г - 56/1. На вхід індикатора нуля (відхилення променя по вертикалі - вісь У) подається напруга розбалансу моста. Коли міст збалансований, вхідна напруга по осі У рівно 0 і на екрані осцилографа видна горизонтальна лінія.
Термостат і регулятор температури забезпечують термостатування вимірювального осередку в інтервалі температур 35 – 300 0С з точністю 0,4 0С. Задана температура виставляється поворотом барабана реохорда на передній панелі приладу.
Вимірювальний осередок є двома круглими вимірювальними електродами, що служать обкладаннями плоского конденсатора. Нижній електрод є базовим, а верхній - знімний, рухомий, що дозволяє змінювати площу обкладань конденсатора і відстані між ними. Між електродами розташовується досліджуваний матеріал - паралелізована система текстильних волокон. Відстань між електродами, тобто товщина діелектрика, визначається за шкалою мікрометра.