ГОСТ 12.4.104-81

Группа Т58

    
    
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

    
    
Система стандартов безопасности труда

    
ОБУВЬ СПЕЦИАЛЬНАЯ КОЖАНАЯ

    
Метод определения суммарного теплового сопротивления

    
Safety standarts system*. Leather protective footwear.
Method for the determination of summary termal resistance

_______________
    * Текст соответствует оригиналу. - Примечание .          

ОКП 880000

Срок действия с 01.07.1984
до 01.07.1994*
______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 5-6, 1993 год). - Примечание .

    
    
    РАЗРАБОТАН Министерством легкой промышленности СССР
    
    ИСПОЛНИТЕЛИ
    
    В.П.Рохлин, Л.В.Кедров, А.В.Тимофеева
    
    ВНЕСЕН Министерством легкой промышленности СССР
    
    Член Коллегии Н.В.Хвальковсиий
    
    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 марта 1981 г. N 1615
    
    
    Настоящий стандарт распространяется на специальную кожаную обувь различных видов для защиты от повышенных и пониженных температур и устанавливает метод определения суммарного теплового сопротивления.
    
    Стандарт предназначается для проведения исследовательских испытаний.
    
    

1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

    
    1.1. Для проведения испытания отбирают полупары обуви следующих размеров: мужской - 270, женской - 240.
    
    Примечание. Для удобства проведения испытаний допускается отрезать верхнюю часть голенищ сапог.
    
    

2. АППАРАТУРА

    
    2.1. Для поведения испытания применяют прибор типа ПТС-0 (см. чертеж).
    
    

    Прибор состоит из испытательного стенда, на столе 1 которого смонтированы механизм закрепления и подъема образца 2 с поворотным устройством 3, следящая система 9, камера спокойного воздуха 10, аэродинамическая труба 14.
    
    Механизм закрепления и подъема образца представляет собой узел, состоящий из плиты 5, на которой установлены подвижные кронштейны 6 и регулировочный винт 4, с помощью которых образец фиксируется в заданном положении. Поворотное устройство позволяет поворачивать образец на 180 °С* относительно продольной оси прибора.
________________
    * Текст соответствует оригиналу. - Примечание .     
    
    Следящая система представляет собой стойку с площадкой, на которой смонтированы механизм вращения мешалки 7 с электродвигателем, датчик режима работы 15, термометр 11 для контроля режима работы прибора и для настройки автоматического режима испытаний прибора.
    
    Камера спокойного воздуха 10 представляет собой четыре панели из органического стекла, которые монтируются на столе при помощи четырех стоек.
    
    Аэродинамическая труба представляет собой корпус с диффузором, вентилятор, приводящийся во вращение электродвигателем и конфузор. Труба позволяет создавать воздушный поток с регулируемой скоростью. Для проведения испытания обуви при вынужденной конвекции панели камеры спокойного воздуха снимают.
    
    2.2. В комплект прибора входят каучуковые баллоны 8, выполненные по форме колодок для спецобуви.
    
    Баллоны в верхней части имеют площадку 12 из пористого материала (резина) с отверстием для контрольного термометра и крышку 13, через которую проходит стержень мешалки и терморезистор.
    
    

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

    
    3.1. Подготовка прибора к испытанию
    
    Перед проведением испытания следует проверить заземление прибора и установку его в горизонтальном положении по уровню, а затем включить вилку штепсельного разъема в электросеть переменного тока напряжением 220 В с частотой 50 Гц.
    
    3.2. Подготовка образцов обуви к испытанию
    
    3.2.1. Перед проведением испытания обувь должна быть выдержана при нормальных условиях температуры и относительной влажности воздуха (=293±3 К/20±3 °С, = 60±5%) не менее 24 ч.
    
    3.2.2. В испытуемый образец закладывают каучуковый баллон, присыпанный тальком, зашнуровывают ботинок, закрепляют место соединения ботинка с площадкой баллона резиновым зажимом и устанавливают ботинок на кронштейн. Затем через имеющееся в площадке баллона отверстие заливают в баллон дистиллированную воду по ГОСТ 6709-72 до полного заполнения баллона (до верхней площадки) и закрывают баллон крышкой.
    
    3.2.3. Расположение верхней площадки баллона в обуви должно быть такое, чтобы высота ее от поверхности стельки составляла в женской обуви исходного размера (88±1) мм, а в мужской (95±1) мм, которая может быть измерена металлической линейкой, установленной в отверстии на площадке баллона.
    
    При необходимости проведения испытаний обуви других размеров высоту расположения площадки () в миллиметрах вычисляют по формуле
    

,

    
где - метрический размер обуви.
    
    

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

    
    4.1. Испытания проводят при одной из указанных ниже фиксированных температур окружающего воздуха, поддерживаемой постоянной на протяжении всего испытания: 291,0 К (18,0 °С); 291,5 К (18,5 °С); 292,0 К (19,0 °С); 292,5 К (19,5 °С); 293,0 К (20,0 °С), 293,5 К (20,5 °С); 294,0 К (21,0 °С); 294,5 К (21,5 °С); 295,0 К (22,0 °С).
    
    4.2. Прибор настроен таким образом, что охлаждение ядра (тонкий каучуковый баллон, заполненный водой), автоматически фиксируемого прибором, происходит на 5 К. При этом температурный напор (разница между температурой ядра и окружающего воздуха) в начальный и конечный моменты испытаний всегда составляет постоянную величину: =15 К; =10 К.
    
    Например, при =293 К (20 °С) фиксированное охлаждение ядра происходит от =308 К (35 °С) до =303 К (30 °С), т.е. на 5 К (°С).
    
    Температура воды в баллоне должна быть на 1,0-1,5 К выше начальной температуры воды при испытании, т.е. в данном примере начальная температура воды в баллоне должна быть 309-309,5 К.
    
    4.3. До начала испытаний необходимо установить тумблер "Сеть" в положение "вкл.", тумблер "мешалка" в положение "руч.", тумблер "обдув" (при вынужденной конвекции) в положение "авт.", переключатель "Режим работы" на режим "охлаждение", переключатель "Температура окружающего воздуха" в положение, соответствующее температуре в помещении с возможным округлением ее до 0,5 К.
    
    4.4. Включение прибора на испытание проводят нажатием на кнопку "Пуск". В заданном интервале температур автоматически произойдет отсчет времени , в течение которого происходит охлаждение ядра на 5 К. Величина фиксируется на счетчике "Отсчет времени" в секундах.
    
    

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

    
    5.1. Темп регулярного охлаждения () в с вычисляют по формуле
    

,

    
где и - натуральные логарифмы температурных напоров воды в баллоне (ядре) и окружающего воздуха в начальный () и конечный () отсчеты времени;
    
     - время от начала до окончания испытания, фиксируемое прибором на счетчике "Отсчет времени", с.
    
    При заданном в приборе начальном и конечном температурных напорах разность логарифмов имеет постоянную величину, равную 0,405:
    

.

    
    5.2. Суммарное тепловое сопротивление обуви () вычисляют по формуле
    

,

    
где - константа ядра, равная отношению полной теплоемкости ядра к его поверхности, Дж/м·К;
    
     - коэффициент, учитывающий соотношение теплоемкости ядра и теплоемкости внешней оболочки (обуви), вычисляемый по формуле
    

,

    
где - теплоемкость ядра, Дж/К, равная , где и - средняя теплоемкость и масса воды ядра;
    
     и - средняя удельная теплоемкость и масса участков термометра, терморезистора и мешалки, находящихся в воде.
    
    Произведение имеет постоянное значение, равное 0,034·10 Дж/К;
    
     - теплоемкость обуви, Дж/К, равная
    

,

    
где , , - средние удельные теплоемкости материалов верха, низа и верхней площадки баллона;

    , , - массы материалов верха, низа и верхней площадки;
    
     - коэффициент, представляющий собой поправку на рассеивание теплового потока через верхнюю площадку баллона, равный 0,1·10 с.
    
    Величина изменяется в пределах от 0,95 до 0,99. Чем больше теплоемкость материала, тем меньше значение величины .
    
    5.3. Суммарное тепловое сопротивление вычисляют как среднее арифметическое результатов двух измерений с точностью до 0,01 м·К/Вт.
    
    5.4. Пример расчета и форма записи результатов испытаний приведены в справочном приложении 1 и рекомендуемом приложении 3.
    
    

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

    
    6.1. Перед проведением испытания необходимо проверить наличие и исправность электропроводки, исправность штепсельной вилки, розетки электрической сети, наличие заземления.
    
    6.2. Допускается устанавливать и закреплять испытуемый образец, производить ремонт только при выключенном приборе.
    
    6.3. Закончив работу на приборе, необходимо выключить переключатель "Сеть" и отключить штепсельную вилку из розетки электрической сети.
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

    
ПРИМЕР РАСЧЕТА
СУММАРНОГО ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБУВИ

    
    Испытанию подвергают мужской ботинок с верхом из юфти хромового дубления, стелька кожаная, подошва и каблук из пористой резины, клеевого метода крепления.
    
    Характеристика обуви: обувь изготовлена на колодке фасона 5А, размер 270, полнота 12.
    
    Данные испытания: =4091 с.
    
    1. Определение общей площади обуви:
    

;

м;

м;

м.

    
    Значение для размеров обуви мужской - 270 и женской - 240 определяют по табл.1 и 2 справочного приложения 2.
    
    2. Определение теплоемкости ядра:
    
    ;
    
     Дж/кг·К - средняя удельная теплоемкость воды;
    
     кг - масса воды ядра;
    
     Дж/К - теплоемкость воды в баллоне;
    
     Дж/К - постоянная теплоемкость участка термометра, терморезистора и мешалки, находящихся в воде;
    
    ;
    
     Дж/К.
    
    3. Определение величины константы ядра:
    

;   ;

Дж/м·К.

    
    4. Определение темпа регулярного охлаждения:
    

;

;

с.

    
    5. Определение суммарного теплового сопротивления:
    

,

    
где с - коэффициент, представляющий собой поправку на рассеивание теплового потока через верхнюю площадку баллона;
    

;

    
где Дж/кг·К - средняя удельная теплоемкость материалов деталей верха;
    
    =0,15 кг - масса материалов верха;
    

Дж/К

    
    =1,38 Дж/кг·К - средняя удельная теплоемкость материалов деталей низа;
    
    =0,3 кг - масса деталей низа;
    

Дж/К;

    
    =0,6 Дж/кг·К - средняя удельная теплоемкость верхней площадки баллона;
    
    =0,025 кг - масса верхней площадки;
    

Дж/К; ;

Дж/К;

;

.

    
    Коэффициент вычислен и изменяется от 0,95 до 0,99
    

;

м·К/Вт.

    
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

    
ТАБЛИЦЫ ЗНАЧЕНИЙ
ОТДЕЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Таблица 1

Мужская обувь, фасон колодки 5А, размер 270

    
    
Таблица 2

    
Женская обувь, размер 240, 8-я полнота

    
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

    
ФОРМА ЗАПИСИ
результатов испытания теплового сопротивления
обуви ()

    
    
    
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1981