Новое исследование воздуховодов из нетканых материалов

Расчёт напряжённо-деформированного состояния оболочки воздуховода из нетканых материалов «Холлофайбер», проведённый специалистами МГУ М.В.Ломоносова, Костромского государственного университета и завода «Термопол-Москва», открывает новые возможности внедрений технического текстиля.

В связи с возрастающим спросом на воздуховоды из текстильных нетканых материалов, которые обладают теплоизоляционными и акустическими свойствами, всё более острыми становятся вопросы потери энергии в конструкциях.

Разработчики утверждают, что с точки зрения физики, при прохождении воздуха в прямом канале, мягкая волокнистая оболочка «подстраивается» под режим течения (как правило, турбулентного), демпфируя поток, тем самым создавая устойчивый пограничный слой на стенках и уменьшая возможность вихреобразований, что, как следствие, приводит к сокращению потерь энергии.

Исследователи рассмотрели возможность изготовления таких инновационных воздуховодов из нетканых материалов «Холлофайбер» и модификации существующих технологических решений. Для этого они провели комплексный расчёт напряженно-деформированного состояния волокнистой оболочки, обусловленного движением воздуха внутри воздуховода.

«Полученные результаты позволяют наиболее точно и оптимально рассчитать характеристики нетканого материала, используемого для изготовления воздуховодов», - сообщается в исследовании.

В жёстких трубопроводах, достижение таких эффектов практически невозможно, говорится в итогах работы.

Более того, гибкость конструкции, возможность создания эластичных съёмно-разъёмных конструкций, позволяет производить монтаж комплектующих элементов в помещениях, зданиях, сооружениях любых конфигураций.

Также был проведён расчёт прогибов и изгибающих моментов волокнистого воздуховода.

Коэффициент Пуассона нетканых материалов находится в интервале 0,09 ÷ 0,1. Зная величину деформации εθ, посредством приведённых уравнений и допущении об упругом деформировании, определяется радиальное напряжение в применяемом текстильном материале, делятся авторы методикой исследования.

Таким образом, производится расчёт максимальной радиальной деформации волокнистого воздуховода и соответствующее этой деформации напряжение.

По полученным значениям представляется возможность сделать оценку работоспособности спроектированного воздуховода, выбирая в качестве критерия прочности либо величину предельной деформации, или максимальное напряжение.

Исходя из анализа напряженно-деформированного состояния оболочки, делают вывод исследователи, вычисляется минимально допустимая толщина нетканых полотен, предназначенных для изготовления различных воздухопроводящих каналов. Всё это открывает новые возможности внедрений в отечественную промышленность продукции технического текстиля, нетканых материалов «Холлофайбер».

Источник: https://science.ivgpu.ru/journal