Enfriamiento por evaporación

1. Operaciones Unitarias II
El enfriamiento por evaporación y el calor
transferencia en ropa interior funcional
Domínguez Talamantes Diana Gabriela
11 DE FEBRERO DE 2015

2. El enfriamiento por evaporación y el calor
transferencia en ropa interior
Por Markus Weder and Rene’ M. Rossi
Empa materiales ciencia y tecnología. Suiza
Cyril Chaigneau Brice Tillmann, Francia
Revista internacional de ropa ciencia y tecnología
Vol. 20
pp. 68 - 78

3. Índice
Propósito
Diseño
Limitaciones
Factores y parámetros para cuantificar la transferencia de energía
Introducción
Estudios anteriores
Materiales de ensaño
Método de medición
Resultados y discusión
Conclusión

4. Propósito
• Medir siete tipos de ropa interior afectados por la
sudoración del torso, con diversos niveles de humedad
relativa a 30°C.
• Determinar la influencia de la presión parcial de vapor de
agua del entorno en las propiedades de transporte de
humedad.

5. Diseño
• Se seleccionaron cuatro tasas de sudoración diferentes:
50, 75, 100 y 150 g/h * torso.
Limitaciones de la investigación
• Los resultados son en base a una temperatura del
ambiente de 30°C

6. Factores y parámetros para cuantificar la
transferencia de energía
• Características del calor
• Transporte de humedad en la tela
• Humedad producida por el metabolismo del cuerpo
humano
• Condiciones climáticas

7. Introducción
Para que el cuerpo humano se sienta cómodo es
indispensable que exista un equilibrio entre la producción y
la pérdida de calor.
En esta investigación se comparó ropa interior de diferentes
materiales con ropa de algodón puro a diversas humedades
relativas y tasas de sudoración del torso.

8. Estudios anteriores
• Gibson, 1993, 2000; Osczevski, 1996.
Cuando se usaron capas de polímero hidrófilo, se estableció que
el transporte de vapor de agua fue afectado en menor medida
por la temperatura que por la concentración de la humedad.
• Nefzi (2004)
Se encontró que el tipo de material y la construcción de la tela
afectan el transporte de vapor de agua. Se estableció un ligero
aumento en la difusión del vapor de agua con el aumento de la
temperatura.

9. Materiales de ensayo
• Siete muestras de tela de diferentes materiales.
Método de medición
Se colocaron las siete muestras libres de pliegues en posición
vertical y se les hizo pasar una corriente de viento a 1 m/s
horizontalmente.
La sudoración del torso fue regulada a una temperatura
constante de 35°C con diferentes mediciones de sudoración.

10. Dispositivo para medir la sudoración

11. Método de medición
𝑄𝑡𝑜𝑡 = 𝑄 𝑐 + 𝑄 𝑒 + 𝑄 𝑐𝑤 = 𝑄 𝑐 + 𝑄 𝑤
𝑄𝑡𝑜𝑡 = 𝑄 𝑤 − 𝑄 𝑐
Donde:
𝑄𝑡𝑜𝑡= Pérdida total de calor
𝑄 𝑐 = Pérdida de calor en seco
𝑄 𝑒 = Pérdida de calor por evaporación
𝑄 𝑐𝑤 = Pérdida de calor debida a la conductividad del material
𝑄 𝑤 = Influencia total de sudor

12. Resultados y Discusión
• Influencia del peso específico en el aislamiento térmico
El tipo de fibra y construcción de la fabrica afecta el
aislamiento térmico mucha mas que el peso especifico de
los materiales, por ejemplo la muestra de poliéster exhibe
un alto aislamiento térmico de 31x10-3 m2K/W comparado
con las otras muestras, a pesar de su peso más bajo.

13. Muestra Material Peso específico
(g/m2)
Construcción Rct x 10-3
(m2K/W)
Rct / peso
CIA 85% clorofibra
/15% acrílico
210 Interlock 50 0.238
CO 100% algodón 210 Interlock 35 0.167
PES 100% poliéster 145 Piqué 31 0.214
MTM 46% Modacryl
/43% TEK/8%
Modal/ 3%
poliamida
200 Piqué 35 0.175
PeM 85% poliéster/15%
Modal
210 Interlock 36 0.171
MoM 85%vModacryl/
15% Modal
215 Interlock 40 0.186
PeV 82% Poliester /
18% vinil
190 Piqué 24 0.126

14. Pérdida de calor por evaporación en función de la
presión parcial para los cuatro casos
a) poliéster

15. Pérdida de calor por evaporación en función de la
presión parcial para los cuatro casos
a) algodón

16. Discusión
•Influencia del material de la tela y su elaboración
En las tasas de sudoración más altas se observó una pérdida de calor
húmedo con el aumento de la humedad relativa del aire.
La material relativamente hidrofóbico, y por lo tanto no se absorbe
o absorbe y expulsa el líquido también.
El algodón absorbe y almacena humedad, evitando la evaporación
del agua.

17. Discusión
• Influencia de las tasas de sudoración en la pérdida de calor
húmedo
A mayor humedades relativas (80 y 95 por ciento), se produjo una
reducción notable del aumento en la pérdida de calor húmedo con el
aumento de las tasas de sudoración.
La pérdida de calor húmedo de todas las muestras fue muy similar
para una tasa de sudoración de 50 g / h.

18. Discusión
• Influencia de la humedad relativa en la pérdida de calor
húmedo
Como resultado del aumento de la presión parcial con una mayor
humedad relativa, una mayor conductividad térmica compensa la
reducción en la pérdida de calor a través del enfriamiento por
evaporación.

19. Conclusión
Se estableció que la diferencia de presión parcial no se
relacionó directamente con la refrigeración por
evaporación.
Clima seco
Tejido mezclado de poliéster/vinil
Humedades relativas altas y tasas de sudoración bajas

20. Muchas Gracias Por Su Atención