Medición de la Efusividad Térmica vs Humedad con el TPS-EFF

Medición de la Efusividad Térmica vs Humedad con el TPS-EFF

Se midió la efusividad térmica (W√s / m2K) de la tela utilizada debajo de chalecos antibalas como camisa refrigerante mediante el  TPS-EFF (Fuente de efusividad de plano transitorio) a diferentes niveles de humedad.

El TPS-EFF es un medidor portátil de efusividad térmica para textiles con un rango de  efusividad térmica de 35 a 1700 (W√s / m2K) y un rango de temperatura de -10 ºC a 50 ºC. La duración de una sola medición se encuentra entre 2 y 10 segundos . El experimento se realizó de acuerdo con el método estándar ASTM D7984-16 . El dato de la efusividad térmica generalmente se utiliza para predecir la sensación de cuan «frío» o «cálido» se siente un producto textil.

Tiene una proporcionalidad a la raíz cuadrada de la densidad, conductividad térmica y capacidad calorífica específica del material. Las telas secas a menudo contienen bolsas de aire entre las hebras, lo que resulta en valores de efusividad térmica generalmente bajos. Cuando las telas secas están expuestas a la humedad, el aire se reemplaza por agua, que tiene una efusividad térmica mucho mayor. Esto hará que el tejido exhiba un valor de efusividad térmica más alto cuando esté mojado, haciéndolo sentir «más fresco».

En este experimento, la efusividad térmica de una muestra de tela se midió a niveles variables de humedad usando TPS-EFF durante un tiempo de contacto de 2 segundos. Mayores niveles de humedad resultarán en una mayor saturación de agua en la tela. Por lo tanto, las mediciones de efusividad térmica a niveles más altos de humedad deberían ser mayores en comparación con las mediciones de efusividad térmica cuando el tejido está seco.

Gráfico de los valores de efusividad térmica
Imagen 1. Gráfico de los valores de efusividad térmica de la tela trazados contra el nivel de humedad (% de saturación de agua) con un tiempo de contacto de 2 segundos.

Como se esperaba, los resultados indican que la efusividad del tejido aumenta con niveles de humedad más altos, debido a que el aire (baja efusividad térmica) se reemplaza por agua (alta efusividad térmica). Hay una fuerte disminución de la efusividad térmica por debajo del 10% de saturación de agua. Como la tela se midió paralela al suelo con el sensor debajo de ella, parece que la gravedad ha arrastrado la humedad hacia el fondo de la tela a medida que el agua se evapora en el transcurso del tiempo, haciendo que la mayor parte de la humedad restante se acumule en la superficie de contacto con el sensor. Debido a que la saturación de agua no es homogénea a través del grosor del tejido, la pequeña cantidad de humedad restante tuvo una influencia desproporcionadamente grande en los valores medidos. Esto causó un contraste más agudo de lo esperado en los valores de efusividad para bajos niveles de saturación de agua en comparación con el tejido completamente seco.

a muestra de tela colocada en la parte superior. La tela se sujeta en un anillo para hacer que las capas de tela sean uniformes. Un peso de latón de 600 g garantiza un contacto adecuado entre la muestra y el sensor.
Imagen 2. Sensor TPS-EFF con una muestra de tela colocada en la parte superior. La tela se sujeta en un anillo para hacer que las capas de tela sean uniformes. Un peso de latón de 600 g garantiza un contacto adecuado entre la muestra y el sensor.
El TPS-EFF tiene una precisión superior al 5% y reproducibilidad superior al 2% , por lo que es altamente recomendado para medición de la efusividad térmica de textiles y otros materiales.