Исследование зависимости релаксационных свойств пуха от температуры

Учёных и покупателей тёплой одежды объединяет интерес к качеству утеплителя: покупателю важно знать, какой утеплитель самый эффективный; учёные идут дальше и пытаются объяснить почему один утеплитель лучше другого.

По способности сохранять тепло пуховые утеплители можно расположить в следующем порядке: первый — гагачий пух, далее гусиный и в конце утиный или лебединый.

Теплоизолирующие свойства любого утеплителя определяет количество воздуха, которое он содержит в своей структуре — между пушинками, и оно зависит от упругости пуха. Для измерения этой характеристики утеплителя учёные ввели понятие Fill Power или наполняющей способности пуха. С методикой измерения величины F.P. вы можете познакомиться в отдельной статье. 

А как упругие характеристики пуха зависят от температуры окружающей среды? Этим вопросом задались наши исследователи в лаборатории БАСК. Совместно с учёными ИСОиП (филиал) ДГТУ (г. Шахты) мы разработали методику определения упругих свойств пуха и провели эксперимент. В ходе исследований мы получили данные о восстановлении пухо-перовой смеси при четырёх температурах: 18С, 4С, -12С, -22С. Для полноты выводов в эксперименте кроме традиционных видов пуха был использован редкий пух северного гуся — казарки. Что позволило нам проверить гипотезу о лучшем восстановлении пуха северной птицы при понижении температуры на двух примерах — гаги и казарки. Их южными оппонентами стали обычные гусь и утка. Из результатов экспериментов можно сделать два вывода*:

— способность пухо-перовой смеси восстанавливать объём после сжатия падает с понижением температуры

— у северной птицы эта тенденция выражена меньше

Параллельным и не менее интересным экспериментом стало изучение поведения пуха в зависимости от того, сжимаем мы его из расправленного состояния или снимаем нагрузку с пуха после сжатия. Результаты показали, что сжатие не равно восстановлению — упругие свойства пуха восстанавливаются при медленном снятии нагрузки не в полном объёме. Это подтверждает народную мудрость — перед применением пуховое изделие нужно хорошенько встряхнуть, то есть полностью расправить утеплитель. Если этого не сделать, эффективность утеплителя будет ниже.

О подробностях эксперимента и других не менее интересных результатах читайте в статье «Исследование зависимости релаксационных свойств пуха от температуры». Журнал «Инженерный вестник Дона», №1 (2018).

* Для корректности эксперимента плотность набивки и распределение пуха во всех четырёх пакетах одинаковы. Это исключает совпадение теплоизоляционных свойств пакетов. У исследователей не было задачи изучить пакеты с одинаковыми теплоизоляционными свойствами или измерить эти свойства. Такой подход никак не влияет на результаты исследований. Подробное объяснение вы найдёте в статье.

** На 7 стр текст содержит опечатку. Следует читать: При этом абсолютная величина восстановления высоты ячейки при температуре, равной -22С, составляет для гагачьего пуха 0,08 м, пуха казарки 0,084 м, гусиного пуха 0,055 м, утиного пуха 0,065 м.