柔性加热织物、薄膜的结构设计与热学性能研究

发布时间：2017-12-07 03:22

本文关键词：柔性加热织物、薄膜的结构设计与热学性能研究

【摘要】：积极保暖服装可以主动为人体加热达到保暖的效果,被认为是未来保暖服装发展的方向,电加热服装在积极保暖服装中的研究和应用最为广泛。电热元件作为电加热服装中的热源,其加热效果和电热性能对于电加热服装至关重要,课题以开发低电压下电热性能优异的电热元件为目标,对针织电热织物和柔性电热膜两种类型的电热元件进行了研究。课题首先对镀银纱线的强力、最大负载电流、电阻稳定性以及电热温升性能等进行了测试表征,采用纬编针织的编织方式,在织物中加入镀银纱线横列制成针织电热织物,并对针织电热织物的电阻网络模型进行分析,讨论了三种连接方式对织物通电过程中电阻稳定性和表面温度均匀性的影响,随后研究了织物组织结构、导电横列数量和导电横列间隔等因素对针织电热织物电热性能的影响,比较了不同制作工艺针织电热织物的电热性能,得出最佳制作工艺。另外,课题以柔性印刷电路的方式在绝缘薄膜表面印刷铜箔线路制作了柔性电热膜,研究了温度和通电时间对电热膜电阻的影响,并对其电热温升性能进行了测试和分析。结果显示:低压条件下,随着环境温度升高镀银纱线电阻增幅小于6%,且通电过程中电阻稳定性好,具有良好的电热温升性能。针织电热织物中间四点连接时电阻最小,不同电压下通电后的电阻稳定性最好,且表面温度分布最均匀,电热温升性能较好,消耗功率与平衡温度呈高度线性相关。对于3种组织结构的针织电热织物,纬平针组织织物电阻最小,相同电压下的平衡温度最高,通电过程中电阻变化率最小。对于导电横列数量和间隔不同的针织电热织物,当镀银纱线横列和涤纶纱线横列以1隔2编织时,表面温度分布均匀性最好,镀银纱线横列数量越少或间隔越近,相同电压下的平衡温度越高,但通电过程中的电阻变化率也越大。因此,选取针织电热织物的最佳工艺为:组织结构选用纬平针组织,织物中镀银纱线横列和涤纶纱线横列以1隔2编织。此外,柔性电热膜电阻与环境温度呈线性相关,当温度从30℃升温至100℃时,其电阻先升高后趋于稳定,柔性电热膜消耗功率与平衡温度呈线性相关,通电过程中电阻有小于5%的增加,且表面温度分布均匀。两种电热元件在低电压工作时具有良好的发热温度且升温迅速,安全性较高,针织电热织物柔软透气,适合在温度需求较低时使用,而柔性电热膜具有良好的电阻稳定性和耐高温性能,可在温度需求较高时使用。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS106;TB383.2

【参考文献】

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