相变调温面料中相变区域分布对温度的影响

第３１卷㊀第５期２０２３年９月
现代纺织技术
ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｘｔｉｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ.３１ꎬＮｏ.５Ｓｅｐ.２０２３
ＤＯＩ:１０.１９３９８∕ｊ.ａｔｔ.
２０２３０２００３
相变调温面料中相变区域分布对温度的影响
陈晓辉ａꎬ张国庆ｂꎬ杨㊀罡ａꎬ杨㊀柳ａꎬ王雪琴ａ
(浙江理工大学ꎬａ.纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)ꎻｂ.材料科学与工程学院ꎬ杭州㊀３１００１８)㊀㊀摘㊀要:为探究相变区域分布对相变调温面料温度变化的影响ꎬ首先利用相变石蜡和纯棉织物制成相变调温面料ꎬ在控制相变区域与非相变区域面积相同情况下ꎬ分别制作１㊁３㊁５㊁７散点数量的相变调温面料样品ꎮ
然后利用热红外成像仪观察㊁记录不同分布情况下相变调温面料的温度变化ꎬ探究在降温过程中不同分布相变调温面料温度变化的规律ꎮ最后利用有限元软件建立相变调温传热模型ꎬ对不同分布的相变调温模型进行验证ꎮ结果表明:在降温过程中ꎬ随着散点数量的增加ꎬ相变调温面料在相变温度区域内的平均温度升高ꎬ保温性能提高ꎮ建立的相变调温面料简化模型具有较好的模拟精度ꎬ可通过此模型对相变调温面料在不同条件下进行模拟与预测ꎮ
关键词:相变材料ꎻ调温面料ꎻ有限元仿真ꎻ数值模拟
中图分类号:ＴＳ１９５.６４４㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００９￣２６５Ｘ(２０２３)０５￣０１７４￣０７
收稿日期:２０２３０２０３㊀网络首发日期:２０２３０５１８基金项目:国家自然科学基金项目(２２０７５２５２)
作者简介:陈晓辉(１９９６ )ꎬ男ꎬ湖北咸宁人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事纺织品设计方面的研究ꎮ通信作者:王雪琴ꎬＥ￣ｍａｉｌ:９１７５８９３７３＠ｑｑ.ｃｏｍ
㊀㊀在 碳达峰 碳中和 及能源问题日益严峻的时代背景下ꎬ相变材料作为新型储能材料被广泛地运用在建筑㊁能源㊁纺织等领域ꎮＡｇｕａｙｏ等[１]研究两种不同相变微胶囊的结构特性对水泥空隙结构的影响ꎮＪｉｌｔｅ等[２]采用双层纳米颗粒增强相变材料改进电池模块配置ꎬ在４０ħ的环境下电池温度能维持在４６ħ以下ꎮ利用相变材料随着温度变化时吸收或释放热量这一特性可以将相变材料应用在纺织领域ꎬ使得纺织面料具有双向调温功能ꎮ根据相变材料的相变形式㊁相变温度㊁化学组成等特性ꎬ将相变材料与面料结合制成的服装应用在不同领域ꎬ如寒冷环境中的防寒手套[３]㊁防寒服[４]ꎬ高温环境中的热防护服[５]㊁消防服[６]等ꎮ
相变材料在纺织领域应用过程中ꎬ主要存在相
变材料泄露㊁服装服用性能差等一系列问题ꎮ而针对相变材料的稳定性问题ꎬ目前最为普遍的做法是利用微胶囊技术[７]㊁纺丝法[８]㊁中空纤维填充法[９]对相变材料进行封装固定ꎮ后整理法是将相变微胶囊通过后整理制成调温纺织品的方法ꎬ是在生产实践中最简易快速的一种方法ꎬ且其流程成本较低ꎮ
所以后整理法应用较为广泛ꎬ后整理法制备相变微胶囊调温面料主要有浸轧法㊁涂层法等[１０]ꎮ
随着计算机水平的不断进步ꎬ利用计算机软
件进行宏观途径的热传递模拟仿真ꎬ优化设计并预测实验结果方兴未艾[１１]ꎮ数值模拟可以得出相应的仿真结果ꎬ达到对实验设计过程优化㊁节约成本的目的ꎮ如建筑领域中模拟仿真桥梁的极限压力来指导设计流程ꎬ纺织领域中模拟子弹射击防弹背心过程进一步优化设计方案ꎮ在研究面料的传热过程中Ｐｅｉｊｉａｎ等[１２]㊁孙亚博等[１３]㊁张洁等[１４]使用建模软件建立平面织物模型ꎬ基于有限元法模拟仿真ꎬ深入探究了织物的传热性能并验证了仿真的科学性ꎮ
目前关于相变调温面料设计生产过程中的研究主要集中在不同相变材料用量㊁后整理工艺优化等领域ꎮ关于如何优化设计相变材料的分布ꎬ同时利用有限元软件进行优化设计的研究较少ꎮ本文主要是将石蜡作为相变材料ꎬ通过后整理工艺制备不同相变区域分布的相变调温面料ꎮ利用热红外成像仪器记录分析不同散点分布的相变调温样品温度变
化ꎬ同时利用有限元软件构建不同散点相变调温模型ꎬ并验证不同散点分布相变调温模型温度变化ꎮ该研究可为相变调温面料的优化设计及在实际环境中的调温效果进行预测提供理论基础ꎮ
１㊀相变调温面料的制备与测试
１.１㊀实验材料和仪器
实验材料:相变石蜡(标号３３ꎬ工业级ꎬ浙江皇星化工股份有限公司)ꎻ十二烷基苯磺酸钠(分析纯ꎬ天津科密欧化学试剂有限公司)ꎻ聚丙烯酸酯
(分析纯ꎬ上海吉至生化科技有限公司)ꎮ
实验仪器:电子天平(ＪＤ２１０￣４Ｐꎬ沈阳龙腾电子有限公司)ꎻ差示扫描量热仪(ＤＣＳＱ２０００ꎬ北京五洲东方科技发展有限公司)ꎻ差示扫描量热仪(ＤＣＳＱ２０００ꎬ北京五洲东方科技发展有限公司)ꎻ导热系数测量仪(ＴＣ３００ꎬ西安夏溪电子科技有限公司)ꎻ红外热成像仪(Ｈ２在线式成像仪ꎬＴＯＰＲＩＥ)ꎻ数字式织物厚度仪(ＹＧ(Ｂ)１４１Ｄꎬ温州际高检测仪器有限公司)ꎻ电热恒温鼓风烘燥机(ＤＨＧ￣９０７０Ａꎬ上海精宏实验设备有限公司)ꎻ平板硫化机(２５Ｔꎬ湖州顺力橡胶机械有限公司)ꎮ
１.２㊀相变调温面料的制备及分布设计相变调温面料的制备:首先将石蜡作为芯材分散在十二烷基苯磺酸钠乳液中ꎬ聚丙烯酸酯作为壁材ꎬ两者体积比２ʒ１进行混合搅拌３０ｍｉｎ制备成相变微胶囊ꎮ随后将织物充分浸润在混合液中ꎬ利用隔热薄膜将充分浸润的织物放置其中ꎬ用平板硫化机进行充分热压ꎮ最后将织物放入烘箱中烘干成相变调温织物ꎮ
在保证相变微胶囊区域与非相变微胶囊区域面积相同的情况下ꎬ分别制作１㊁３㊁５㊁７散点数量的相变调温面料ꎬ并标记为１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃面料ꎬ示意图如图１所示ꎮ
为研究相变调温面料在降温过程中的调温效果ꎬ将冰袋放在保温盒的４个角落ꎬ实验样品放置在保温盒的中心位置以保证温度的均匀性ꎮ用温度计测量中心位置温度为８ħꎬ用冰袋和保温盒自制的寒冷环境可以保证温度短时间内恒定ꎬ同时环境的空气流动小ꎬ减少对实验的影响ꎮ
实验步骤:首先将相变调温面料放在６０ħ的烘箱内加热３ｍｉｎꎬ紧接着将面料放置在保温盒中并利用红外测温仪记录降温过程中平均温度的变化
ꎮ
图１㊀不同散点的相变调温面料示意
Ｆｉｇ.１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｆａｂｒｉｃｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｔｔｅｒｐｏｉｎｔｓ１.３㊀测试与表征
１.３.１㊀相变微胶囊负载量测试
为了定量分析面料上相变微胶囊的负载量ꎬ分别取相变微胶囊调温面料和纯棉机织面料并将其裁剪成１０ｃｍˑ１０ｃｍ的正方形ꎬ放在电子天平上进行称重３次取平均值ꎬ计算相变微胶囊调温面料和纯棉机织面料重量的差值ꎮ纯棉机织物面料和相变微胶囊调温面料样品的表面形貌照片如图２所示
ꎮ
图２㊀纯棉面料与相变微胶囊调温面料对比
Ｆｉｇ.２㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｐｕｒｅｃｏｔｔｏｎｆａｂｒｉｃａｎｄｐｈａｓｅ
ｃｈａｎｇｅｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｆａｂｒｉｃ
１.３.２㊀织物厚度
利用ＹＧ(Ｂ)１４１Ｄ数学式织物厚度仪对相变调温微胶囊面料厚度进行测量ꎬ为后续有限元模拟仿真中建立模型提供数据支持ꎮ该仪器执行国家标准ＧＢ∕Ｔ３８２０ １９９７«纺织品和纺织制品厚度的测定»ꎮ
５７１
第５期陈晓辉等:相变调温面料中相变区域分布对温度的影响
具体操作步骤:首先在无试样条件下进行试验ꎬ选择压脚面积２０００ｍｍ２㊁加压压力１０００Ｐａ㊁加压时间
１０ｓ后清零ꎮ将本实验样品正面放置在仪器上ꎬ保证样品表面无褶皱ꎬ加压１０ｓ后读取数据后根据标准计算织物厚度ꎮ
１.３.３㊀储热性能
称取相变微胶囊调温一定质量面料ꎬ利用差示扫描量热仪(ＤＳＣ)对其进行储热性能测试ꎮ测试温度区间为０~５０ħꎬ升温速率为１０ħ∕ｍｉｎꎬ氮气保护ꎮ１.３.４㊀导热性能利用ＴＣ３００导热系数测量仪对相变微胶囊调温面料导热系数进行测试与分析ꎮ将准备好的待测试样进行湿热平衡ꎬ再选择合适的探头对织物进行测试ꎮ
１.３.５㊀红外热成像
利用拓普瑞Ｈ２在线式红外热成像仪对１＃㊁２＃㊁
３＃㊁４＃相变调温面料降温过程温度进行记录分析ꎮ
２㊀结果与分析
２.１㊀负载量及厚度
通过涂层整理前后面料重量的变化ꎬ使用增重法测定相变微胶囊在织物表面的负载量:
Ｑ∕％＝ｗ１－ｗ０
ｗ０
ˑ１００
(１)
式中:Ｑ为相变微胶囊负载量ꎬ％ꎻｗ０为织物整理前重量ꎬｇꎻｗ１为整理后的重量ꎬｇꎻ
通过式(１)ꎬ计算出相变微胶囊负载量Ｑ为６２.
６％ꎮ说明通过浸轧加热压可以使相变微胶囊有效的附着在纯棉织物上ꎮ
通过ＹＧ(Ｂ)１４１Ｄ数学式数字式织物厚度仪测量相变调温面料厚度ꎮ测量５次ꎮ分别为０.５７９㊁
０.５６３㊁０.５７１㊁０.５６５㊁０.５６３ｍｍꎬ平均值为０.５６８ｍｍꎮ用同样的方法测量没有后整理的纯棉面料ꎬ厚度分别为０.５１２㊁０.５０４㊁０.５１０㊁０.５０６㊁０.５０２ｍｍꎬ平均值为０.５０６ｍｍꎮ
２.２㊀热学性能分析
图３为相变微胶囊调温面料的ＤＳＣ曲线ꎮ从图３中可以看出ꎬ曲线的特征峰对应着相变微胶囊调温面料的放热过程ꎬ相变温度点为２５.１ħꎮ通过ＤＳＣ仪器计算可得结晶相变焓值为４２.１７Ｊ∕ｇꎬＤＳＣ数据可以体现出覆着在面料上的相变微胶囊发生了明显的相变过程且有一定的储热性能ꎮ通过导热系数测量仪测出相变微胶囊调温面料导热系数为
０ １２Ｗ∕(ｍ Ｋ)ꎮ相变微胶囊调温面料的相变区间与潜热及导热系数的测试结果汇总如表１所示
ꎮ
图３㊀相变微胶囊调温面料的ＤＳＣ曲线
Ｆｉｇ.３㊀ＤＳＣｃｕｒｖｅｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ
ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｆａｂｒｉｃｓ表１㊀相变微胶囊调温面料热学性能
Ｔａｂ.１㊀Ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ
ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｆａｂｒｉｃｓ相变区间∕ħ
潜热∕(Ｊ ｇ－１)
导热系数∕(Ｗ ｍ－１ Ｋ－１)
２０~３５
４２.１７
０.１２
２.３㊀红外热成像分析
利用红外热成像仪记录１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃相变调温面料在低温环境下的温度变化情况ꎮ１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃相变调温面料５０ｓ时刻的红外热成像图如图４所示ꎬ在５０ｓ时ꎬ非相变区域温度已经接近环境温度在８ħ左右ꎬ而相变区域由于相变材料的存在温度维持在２５ħ左右
ꎮ
图４㊀不同散点数量相变调温面料的红外热成像Ｆｉｇ.４㊀Ｉｎｆｒａｒｅｄｔｈｅｒｍａｌｉｍａｇｉｎｇｏｆｆａｂｒｉｃｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｎｕｍｂｅｒｏｆｓｃａｔｔｅｒｐｏｉｎｔｓ
６７１ 现代纺织技术第３１卷
图５为１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃相变调温面料温度随时间变化的曲线ꎮ从图５中可以看出ꎬ在４０~８０ｓ时间段内１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃面料的温度依次升高ꎮ说明随着散点数量的增加ꎬ相变温度区间内的平均温度略微升高ꎬ即相变调温面料的保温效果变好ꎮ
这是由于１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃相变调温面料相变区域随着散点数量的增加ꎬ导致相变区域与非相变区域的传热面积增加ꎬ并且相变区域的相变微胶囊更加均匀地分布在整个相变调温面料中ꎬ所以在４０~
８０ｓ时间段内相变区域将更多的热量传递给非相变区域而使得相变调温面料整体的平均温度增加ꎮ３㊀微胶囊调温面料有限元模拟
本文利用Ａｎｓｙｓ有限元软件对相变调温面料传热过程进行分析ꎬ对于相变材料的相变过程采用焓值法进行求解ꎮ
３.１㊀几何模型的建立及材料定义
利用有限元软件进行模拟仿真首先需要构建有限元模型ꎬ建立有限元模型需要根据实际模型的尺寸创建分析对象的几何模型ꎮ将相变调温面料中实验模型简化为长１０ｃｍ㊁宽１０ｃｍ㊁高０.０５ｃｍ的长方体ꎬ中间方形部分为相变微胶囊部分ꎬ剩余部分为纯棉织物ꎬ如图６所示ꎮ分别对１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃面料建立几何模型ꎬ并根据相变微胶囊调温面料的表征数据对模型进行赋予ꎬ数值如表２所示
ꎮ
图５㊀不同散点数量的面料温度变化曲线
Ｆｉｇ.５㊀Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅｃｕｒｖｅｏｆｆａｂｒｉｃｓｗｉｔｈ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｕｍｂｅｒｓｏｆｓｃａｔｔｅｒｅｄ
ｐｏｉｎｔｓ
图６㊀不同分散率的有限元模型
Ｆｉｇ.６㊀Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｒａｔｅｓ
７７１ 第５期陈晓辉等:相变调温面料中相变区域分布对温度的影响
表２㊀材料热物理性质
Ｔａｂ.２㊀Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ
材料密度∕(ｋｇ ｍ－３)
导热系数∕(Ｗ ｍ－１ Ｋ－１)
比热容∕(Ｊ ｋｇ－１ Ｋ－１)
纯棉织物４７３０.０７１１２１０相变调温面料
７６９
０.２００
４２１７
３.２㊀网格划分及施加边界条件
对于简单模型一般采用系统自带的网格划分功能ꎬＥｌｅｍｅｎｔＳｉｚｅ选择０.５ｍｍꎬ１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃模型网格数量分别为２８６８９１㊁２９２５０４㊁２９９０２３㊁３００６５７ꎮ
由于相变调温面料热量传递主要是热传导和热对流ꎬ根据传热分析对模型施加载荷和约束ꎮ施加边界条件初始温度为５０ħꎬ打开自动时间步ꎬ步长为１０ｓꎮ施加热对流系数载荷ꎬ热对流系数６ ４６Ｗ∕(ｍ２ Ｋ)ꎬ环境温度８ħꎮ同时将ＡｎａｌｙｓｉｓＳｅｔｔｉｎｇ分支中ＮｏｎｌｉｎｅａｒＣｏｎｔｒｏｌｓ的非线性搜索打开ꎮ
３.３㊀仿真结果及分析
通过构建几何模型㊁材料赋予㊁网格划分㊁施加载荷等步骤ꎬ最后仿真模拟出１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃相变调温面料的温度变化ꎬ如图７所示ꎮ图７中可以看出不同散点数量的相变调温面料温度变化模拟结果曲线与实验结果曲线趋势一致ꎬ并且都随着散点数量的增加平均温度升高
ꎮ
图７㊀不同散点数量的面料温度变化仿真曲线Ｆｉｇ.７㊀Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｆａｂｒｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅ
ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｕｍｂｅｒｓｏｆｓｃａｔｔｅｒｅｄｐｏｉｎｔｓ
综合对比模拟结果与实验结果计算相关系数
Ｒ２ꎬ分别为０.９５５㊁０.９４８㊁０.９６４㊁０.９５１(保留３位
小数)ꎬ建立的相变调温面料简化模型具有较好的模拟精度ꎬ可通过此模型对相变调温面料在不同条件下进行模拟与预测ꎮ
４㊀结㊀论
本文利用相变石蜡制备相变调温面料ꎬ同时探究相变材料在调温面料上不同分布对温度的影响ꎬ得到主要结论如下:
ａ)利用界面聚合法制成的相变微胶囊整理到
棉织物上获得了具有调温效果的相变调温面料ꎮ并进一步探究相变区域散点数量变化对温度的影响ꎬ结果表明随着相变区域散点数量越多ꎬ相变区域与非相变区域的传热面积增加ꎬ相变调温面料在相变过程中保温效果提高ꎮ
ｂ)通过有限元软件建立了不同分布的相变调
温模型ꎬ同时模拟分析１＃㊁２＃㊁３＃㊁４＃相变调温面料的传热过程ꎬ与实验数据进行对比验证了相变调温模型ꎮ可通过此模型对相变调温面料在不同条件下进行模拟仿真ꎬ为预测相变调温面料的温度变化提供了理论基础及实际意义ꎮ参考文献:
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８７１ 现代纺织技术
第３１卷
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ＺＨＡＮＧＪｉｅꎬＬＩＵＸｉｎｊｉｎꎬＸＩＥＣｈｕｎｐｉｎｇ.Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆａｂｒｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｌｋꎬ２０２０ꎬ５７(２):１３￣１８.
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第５期陈晓辉等:相变调温面料中相变区域分布对温度的影响
０８１ 现代纺织技术第３１卷ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｒｅａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｆａｂｒｉｃｓＣＨＥＮＸｉａｏｈｕｉａꎬＺＨＡＮＧＧｕｏｑｉｎｇｂꎬＹＡＮＧＧａｎｇａꎬＹＡＮＧＬｉｕａꎬＷＡＮＧＸｕｅｑｉｎａ
(ａ.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｘｔｉｌｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ(ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｉｌｋ)ꎻｂ.ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ
ＺｈｅｊｉａｎｇＳｃｉ￣ＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１００１８ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｕｍａｎｓｏｃｉｅｔｙａｎｄｅｃｏｎｏｍｙ ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｐｒｏｂｌｅｍｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓ.Ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｃａｎａｂｓｏｒｂｏｒｒｅｌｅａｓｅｈｅａｔｂｙｐｈａｓｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆａｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ａｓａｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｔｈａｔｃａｎｂｅｒｅｕｓｅｄａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙｓｔｏｒｅｄｅｎｅｒｇｙ ｉｔｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｖａｒｉｏｕｓｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ.Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ ｗｉｔｈｔｈｅｇｒａｄｕａｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｌｉｆｅ ｐｅｏｐｌｅ'ｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｃｌｏｔｈｉｎｇｆａｂｒｉｃｓａｒｅｍｏｒｅｔｈａｎｔｏｍｅｅｔｔｈｅｓｉｍｐｌｅｗａｒｍｔｈｆｕｎｃｔｉｏｎ.Ｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｔｈｅｒｍｏ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄｆａｂｒｉｃｃａｎｋｅｅｐｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔａｂｌｅｉｎｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｗｈｅｎｔｈｅａｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅｓ ｗｈｉｃｈｃａｎｅｎｓｕｒｅｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｆｏｒｔｏｆｔｈｅｈｕｍａｎｂｏｄｙｔｏａｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔ.Ｄｕｅｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌ ｔｈｅｔｈｅｒｍｏ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄｆａｂｒｉｃｃａｎｂｅｒｅｃｙｃｌｅｄｍａｎｙｔｉｍｅｓ ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅｌｏｗ￣ｃａｒｂｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ.Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎｔｈｅｃｏｎｔｅｘｔｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ.Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｆａｂｒｉｃｓ ｗｈｉｃｈｃａｎｍｏｒｅｃｌｅａｒｌｙｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｒｅａｗａｓｍａｉｎｌｙｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｔｔｅｒｐｏｉｎｔｓｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ ｓｏａｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｈａｒｄｈａｎｄａｎｄｐｏｏｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｆａｂｒｉｃ.Ｆｉｒｓｔｌｙ ｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｐａｒａｆｆｉｎｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｃｏｒｅｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｔｈｅｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｗａｌｌｍａｔｅｒｉａｌｔｏｐｒｅｐａｒｅｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｅｍｕｌｓｉｏｎｂｙｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｅｍｕｌｓｉｏｎｗａｓｆｉｎｉｓｈｅｄｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｐｕｒｅｃｏｔｔｏｎｗｏｖｅｎｆａｂｒｉｃｂｙｐａｄｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｆａｂｒｉｃ.Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｆａｂｒｉｃｗａｓｔｅｓｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ ｍａｉｎｌｙｆｒｏｍｔｈｅｌｏａｄ ａｐｐｅａｒａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｈｅａｔｓｔｏｒａｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ.Ｔｈｅｎ ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｒｅａｏｆｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｆａｂｒｉｃｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ.Ｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｒｅａｗａｓｄｉｓｐｅｒｓｅｄｉｎｔｏａｎｕｍｂｅｒｏｆｓｑｕａｒｅｆｉｇｕｒｅｓｏｆ１ ３ ５ａｎｄ７ ａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｔｈｅｒｍｏｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｆａｂｒｉｃｓｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｉｎｆｒａｒｅｄｔｈｅｒｍａｌｉｍａｇｅｒ.Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｆａｂｒｉｃｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｔｔｅｒｐｏｉｎｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ.Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｆａｂｒｉｃｓ ｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｒａｔｅｓ.
Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｓｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｃａｔｔｅｒｅｄｐｏｉｎｔｓｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔａｒｅａｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｒｅａａｎｄｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｒｅａｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈａｔｉｓ ｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｒｅａｉｎｃｒｅａｓｅｓ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｗｈｅｎｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｕｎｄｅｒｇｏｅｓｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅ ｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｒｅａｔｒａｎｓｍｉｔｓｍｏｒｅｈｅａｔｔｏｔｈｅｎｏｎ￣ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅａｒｅａ ａｎｄｔｈｅｏｖｅｒａｌｌａｖｅｒａｇｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｆａｂｒｉｃｗｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅ.Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｆａｂｒｉｃｍｏｄｅｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｆａｂｒｉｃａｎｄｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅａｃｔｕａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｆａｂｒｉｃ ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ。