纺织学报 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (08): 11-15.doi: 10.13475/j.fzxb.20160806405

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羊毛纤维集合体的分形结构与其保暖性的关系

  

  • 收稿日期:2016-08-29 修回日期:2017-04-10 出版日期:2017-08-15 发布日期:2017-08-10

Relationship between fractal structure and warmth retention properties of wool fiber assembly

  • Received:2016-08-29 Revised:2017-04-10 Online:2017-08-15 Published:2017-08-10

摘要:

针对羊毛纤维集合体结构特征往往难以得到有效表征这一问题,将分形的概念引入羊毛纤维集合体的结构表征,利用计盒维数的方法,计算了5种不同质量的羊毛纤维集合体的分形维数,同时采用平板式保温仪测定了羊毛纤维集合体的保暖性能;随后定量关联了羊毛纤维集合体的分形维数与其基本结构参数和保暖性指标之间的关系。结果表明:利用分形维数来表征纤维集合体的结构特征是可行的,随羊毛纤维质量和体积分数的增大,集合体的分形维数增大,这说明集合体中的纤维结构更杂乱;随分形维数增大,集合体的克罗值和保温率增大,而传热系数减小,即纤维集合体的保暖性增强。

关键词: 羊毛纤维, 集合体, 计盒法, 分形维数, 保暖性能

Abstract:

Wool fiber assembly is a porous media whose structure is too complicated to be characterized. To solve this question, the concept of fractal was introduced to fiber assembly. A box-counting method was used to calculate fractal dimension, and a flat fabric heat retention tester was adopted to test thermal properties of wool fiber assemblies. Then quantitative relation between the fractal dimension and basic structural parameters and also thermal properties were acquired. Results indicate that fractal dimension is applicable in characterizing structure of fiber assemblies, and increasing with the increased of the fiber mass and volume fraction, showing more complicated structure. Furthermore, the CLO and warmth retention rate increase with increasing of the fractal dimension, while the heat transfer coefficient tends to decrease, i.e. the warmth retention property of fiber assemblies is enhanced.

Key words: wool fiber, fiber assembly, box-counting method, fractal dimension, warmth retention property

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