בד לחות אחידה שליטה כדי ללמוד את ההשפעה של פרמטרים השחתת האוויר על מאפייני ייבוש בד

סיכום

מוצג כאן הוא פרוטוקול אשר מבטיח הפצה אחידה של לחות ראשונית בתוך הבד וחוקר את ההשפעות של האוויר חם פרמטרים תרמודינמיים (מהירות, טמפרטורה, וכיוון) עובי על ייבוש של הבד מאפיינים (לדוגמה, וריאציה של טמפרטורה) במצב של השחתת אוויר.

תקציר

יובש impinging הוא כעת דרך נפוצה ויעילה לייבוש בד בשל חום גבוה שלה מקדם העברה המונית. מחקרים קודמים על ייבוש בד הזנחתי את התרומות של אחידות לחות ומקדם דיפוזיה לתהליך הייבוש; למרות, הם הוכחו לאחרונה יש השפעה משמעותית על מאפייני ייבוש. דו ח זה מתאר הליך צעד אחר צעד כדי לחקור את ההשפעות של הפרמטרים הפיזור האוויר על מאפייני ייבוש של הבד על ידי שליטה על אחידות התפלגות הלחות באזור שלה. יחידת מפוח אוויר חם מצויד זרבובית מתכווננת זווית משמש כדי ליצור זרימת אוויר עם המהירויות שונות וטמפרטורות בעוד תהליך הייבוש הוא נרשם וניתח באמצעות התרמוגרף אינפרא אדום. בנוסף, פאדדר אחיד מותאם כדי להבטיח את אחידות הלחות של הבד. ייבוש impinging הוא למד בתנאים הראשוניים שונים על ידי שינוי טמפרטורת זרימת האוויר, מהירות, וכיוון, אז הישימות והתאמתו של הפרוטוקול מוערכים.

מבוא

ייבוש impinging היא שיטת ייבוש יעיל מאוד בשל חום גבוה שלה, מקדם העברה המונית, וזמן ייבוש קצר. היא משכה תשומת לב נרחבת בשל היישומים הרבים שלה כולל התעשייה הכימית, מזון¹, טקסטיל, צביעת², נייר עושה^3,4, וכו '. כעת, ייבוש המפינג משמש רבות לתכונות התחבורה המשופרות שלה, במיוחד לייבוש הטקסטיל בתהליך החום⁵.

בד הוא מיובש מיובשים על ידי מערך החרירים עבור החום. פריסת זרבובית משפיעה על אחידות של הטמפרטורה ייבוש, אשר יש השפעה משמעותית על המאפיינים בד, ייבוש יעילות, ועל משטח הבד ישירות. לכן, יש צורך להבין את התפלגות הטמפרטורה על משטח הטקסטיל כדי לעצב מערך זרבובית טוב יותר. יש חקירה קטנה בתחום זה בהווה, למרות שהיה הרבה מחקר על חום וביצועים העברת לחות של תהליך ייבוש בד עד כה. חלק מהמחקר התמקד בעיקר אידוי הטבעי של טקסטיל תחת מקור חום מסוים, שבו תהליך ייבוש גישו לא היה מעורב במחקרים אלה^6,7. חלקם התמקדו חום והעברת לחות של הטקסטיל עם ייבוש אוויר חם, אבל לחות טקסטיל וטמפרטורה הניחו להיות אחיד במחקרים אלה^8,9,10,11. יתר על כן, כמה מחקרים אלה ניסו להשיג את וריאציה התפלגות טמפרטורה עם הזמן ללמוד את החום ואת העברת הלחות של הטקסטיל תחת ייבוש גישו.

Etemoglu et al^.2 פיתחה ניסיוני הערכה להשגת וריאציה טמפרטורה עם הזמן של הבד ואת הזמן ייבוש הכולל, אבל זה ההגדרה מוגבלת מדידות טמפרטורה נקודה אחת. התפלגות תוכן הלחות הראשונית במרקם מוזנחת גם בסוג זה של מחקר. וואנג ואח '¹² נועד להשיג התפלגות טמפרטורה על הבד על ידי הדבקת זוגות תרמיים על משטח הטקסטיל בנקודות שונות, אבל התפלגות טמפרטורת פני השטח לא היתה אפשרות לקבל במדויק עם השיטה שלהם. השגת התפלגות טמפרטורה באזור המיזוג באוויר על בד עם הפצת לחות אפילו חשובה להדפסה תעשייתית וצביעת הייצור, והיא תספק הדרכה טובה יותר לגבי ההפצה והסידור של האסטרטגיה לאובייקט ייבוש עם מולטי-זרבובית¹³. ההליך הבא מספק פרטים כדי ללמוד את החום ואת העברת הלחות של בד במהלך ייבוש התהליך. התוכן הראשוני לחות הוא נשלט היטב כדי להיות מופץ באופן שווה, בעוד הטמפרטורה פני השטח בכל נקודה של הבד מושגת באמצעות הגדרת ניסיוני.

המערכת הניסיונית מורכבת מיחידת מפוח אוויר חם, יחידת תרמוגרף אינפרא-אדום, מערכת התקנים אחידה ומכשירי עזר אחרים. יחידת מפוח אוויר חם מספקת את האוויר החם בטמפרטורה מוגדרת ומהירות בכיוון מתכוונן על פי הדרישות הנסיוניות. יחידת התרמוגרף אינפרא-אדום מתעדת את היסטוריית הטמפרטורה של כל תהליך ייבוש בקירור; לפיכך, הטמפרטורה בכל נקודת פיקסל של הווידאו המוקלט ניתן לחילוץ באמצעות כלי תמיכה לאחר עיבוד. מערכת המדים האחידה שולטת בפיזור החומר האחיד של תכולת הלחות בכל נקודה של הבד. לבסוף, ההשפעה של האוויר הפרמטרים השפעה על ייבוש בד מאפיין עם לחות בד שיטת שליטה אחידה נחקרים. ניתן לבצע את התהליך בצורה מיובאה בעקבות הפרוטוקול הסטנדרטי המתואר להלן.

פרוטוקול

1. הגדרת מעטה ניסיוני

הערה: ראה איור 1.

1. יחידת מפוח אוויר חם
   1. ודא כי מפוח אוויר חם מחובר זרבובית האוויר דרך צינור סיליקון עמיד בטמפרטורה גבוהה כי הוא מבודד חום עם חומר אסבסט. התאימו בהדרגה את זרבובית האוויר לזווית השיפוע הרצויה כדי לשלוט בכיוון זרימת האוויר. עבור עבודה זו, זווית השיפוע, α, מגוון בין 60 ° ו 90 °.
   2. הפעל את מאוורר מפוח האוויר. ואת חוט ההתנגדות
      הערה: אין אפשרות להפוך את הסדר שבו המאוורר וחוט ההתנגדות מופעלים.
   3. הגדר את טמפרטורת השקע של מפוח האוויר החם על ידי התאמת הזרם דרך חוט ההתנגדות עם הבקר של מפוח האוויר, ולמדוד את טמפרטורת זרימת האוויר באמצעות חיישן הטמפרטורה הדיגיטלית. עבור עבודה זו, טמפרטורת האוויר החם, T, מגוונת בין 70 ° c ו 130 ° c.
   4. מדדו את מהירות זרימת האוויר בשקע האוויר בעזרת מד הרוח הידני בטמפרטורת החדר (RT). עבור עבודה זו, מהירות אוויר חם, V_a, מגוונת בין 8-20 m. למדידה מדויקת של מהירות האוויר, הגשוש צריך להיות בניצב לכיוון זרימת האוויר.
   5. בהדרגה להתאים את מהירות הסיבוב של אוהד מפוח אוויר עם ממיר תדר כדי להשיג את מהירות זרימת האוויר הרצויה. כסו את זרבובית האוויר עם לוח התנגדות תרמי גבוה כדי לפזר את זרימת החום כדי למנוע נזק תרמי לאנשים או מכשירים.
2. יחידת תרמוגרף אינפרא-אדום
   1. תקן את התרמוגרף אינפרא אדום על מסגרת התמיכה ישירות מעל זרבובית האוויר עם מרחק של 1 מטר. חבר את התרמוגרף אינפרא-אדום עם המחשב באמצעות כבל הרשת. מתח על התרמוגרף אינפרא אדום ולפתוח את תוכנת הפעולה של התרמוגרף אינפרא אדום במחשב. בחר את מצב החיבור כ-Ethernet כך שכתובת IP מוקצית אוטומטית לגרף התרמי של האינפרא-אדום על-ידי המחשב, וניתן לקרוא את טמפרטורת האובייקט בזמן אמת עם התרמוגרף האינפרא-אדום.
   2. לתקן פיסת מדגם בד סטנדרטי מעל זרבובית האוויר עם מתקן לוחית המחט ולהתאים את המרחק בין זרבובית האוויר ולדגום את הערך הרצוי. בעבודה זו, 30 מ"מ משמש, אשר 3x קוטר של הזרבובית.
   3. התאימו את מוקד המצלמה וקבעו פרמטרים בסיסיים באמצעות המחשב. פתח את תיבת הדו "פרמטרים", להגדיר את יחידת הטמפרטורה על ° צ', לקבוע את הזוהר התרמי ל 0.95, להגדיר את הלחות יחסית הסביבה ל 50%, להגדיר את טמפרטורת הסביבה ל 25 ° c, ולהגדיר את המרחק בין האובייקט מדוד מצלמה ל 1.5 m. הדבר יבטיח כי הטמפרטורה הנמדדת תהיה נכונה.
   4. כמו דגימת הבד נבדק מוכן, לתקן אותו באותו מיקום כמו דגימת בד סטנדרטי, ואז להקליט את הטמפרטורה של הבד עם המחשב כמו וידאו.
3. מערכת הפדר
   1. ודא כי padder אחיד מחובר מדחס האוויר דרך צינור. כוח על מדחס האוויר ולהגדיר לחץ התפוקה המקסימלית שלה כדי 0.8 MPa.
   2. באופן ידני להתאים את הרגולטורים הלחץ כדי לשלוט על הלחץ האוויר לזוג צילינדרים מהדק, אשר מחוברים הרולר העליון של padder, כך לחות שיורית במרקם יכול להיות נשלט. ודא כי הלחץ משני צידי הרולר שווים כך את תכולת הלחות של הבד מופץ על כל אזור הוא אפילו.
   3. כוח על padder, לוודא רולר יכול להסתובב בחופשיות, ואז לשים את המדגם בד רווי עם קליטת לחות מספקת על הרולר העליון של מדים אחידה, כך הבד נבדק ניתן לסחוט דרך הזוג הרים ולחות התפלגות בתוך הבד יכול להיות נשלט כדי להיות אחיד.
   4. . לכבות את החשמל
4. יחידת מדידה של משקל ועובי
   1. מניחים סולם אלקטרוני על מצע אופקי לאריזה אותו. הניחו משקולות סטנדרטיות על היתרה עבור כיול כך שהדגימה יכולה להיות משוקלל במדויק.
   2. גזור מדגם בד מלבני עם רוחב ואורך של 10 ס"מ ו -31 ס"מ, בהתאמה. מתח על מכשיר בדיקת עובי (ראה טבלת חומרים) ולחבר אותו למחשב. מניחים דגימות בד אלה על פלטפורמת הבדיקה של FTT. פתח את תוכנת הפעולה של FTT, לחץ על "התחל" על ממשק הפעולה, ולאחר מכן באופן אוטומטי לבדוק את עובי הבד על ידי FTT ולהקליט אותו על ממשק הפעולה.
5. תנור ייבוש
   1. הכוח על הכיריים ייבוש ולוודא שאין דוגמיות בחדר הייבוש. הגדר את התנור ייבוש בטמפרטורה גבוהה (120 ° c משמש בעבודה זו) עבור 30 דקות כדי לאדות את הלחות נספג על ידי הקיר הפנימי של התנור.
   2. מחממים את תנור הייבוש לטמפרטורה הרצויה (45 ° c משמש בעבודה זו) כך שהתנור ניתן להשתמש ישירות לייבוש דגימות בד.

2. בדיקת הדגימה ותהליך הייצור

1. גזור בדים רבועים של 250 mm x 250 מ"מ מאותו בד המשמש למדגם בד מלבני עם מספריים וסרגל משולש לייצור של דגימות בדיקה (אזור של בד = 6.25 × 10⁴ מ"מ²). לשים את דגימות הבד לתוך התנור ייבוש להתאדות הלחות תושב נספג מהסביבה, כך שמשקל נטו שלהם ניתן להשיג.
2. להוציא חתיכה אחת של הדגימה מהתנור ייבוש, ואז למדוד את המשקל הראשוני, W₀, של המדגם עם האיזון האלקטרוני.
3. לטבול את המדגם בד במים עבור 5 דקות כדי להבטיח כי הבד סופג את הלחות עד הרוויה. אריח את המדגם בד רווי על הרולר העליון של מדים האחיד כדי להשיג את התוכן הרצוי אפילו התחלתי הלחות.
4. כוח על המטה ולהפעיל לחץ ראשוני עם הרגולטורים הלחץ. כמו מדגם האריחים עובר דרך הזוג רולר, הכוח מחוץ למטה ולהסיר את המדגם מן המגלגל.
5. למדוד את המשקל של דגימת הבד רטוב, W₁, של המדגם עם האיזון האלקטרוני. הלחות שיורית של הבד ניתן לחשב כ C = (w₁-w₀)/W₀, ואת האזור הממוצע תוכן לחות במרקם ניתן לחשב כמו W_a = (w ₁-W₀)/A.
6. אם התוכן הרצוי לחות, C_d, לא מתקבל, לייבש את הגלילים עם מגבת או נייר מגבת תחילה, ולאחר מכן חזור על שלבים 2.4-2.5 עד C_d מוגדר.
7. במקרה הצורך, לגזור רצועת לדוגמה מאותו הבד המשמש להכנת הדגימה בדיקה, לאחר מכן למדוד ולהקליט את עוביו.

3. רכישת נתונים, שלאחר עיבוד וניתוח

1. כפי שנעשה בשלב 1.1, הגדר את טמפרטורת השקע ואת המהירות של מפוח האוויר לערכים הרצויים ולכסות את הזרבובית עם לוח ההתנגדות התרמי גבוה. לאחר דגימת הבד נבדק מוכן (סעיף 2), לתקן את זה עם מתקן לוחית המחט עבור בדיקות רצף כוח על התרמוגרף אינפרא אדום. התחל להקליט את הטמפרטורה לדוגמה.
2. הסר את הלוח המכוסה כי האוויר החם יכול פגוע על פני השטח התחתון של המדגם נבדק ישירות. צפו בשינויים בטמפרטורת הייבוש של הבד במחשב במהלך תהליך הייבוש. כאשר הטמפרטורה הייבוש עולה ערך קבוע ונמשך כ 30 s, כלומר הבד שנדגם הוא יבש למצב היעד, להפסיק את ההקלטה. קח את המדגם הרחק מתקן ולכסות את הזרבובית עם לוח ההתנגדות התרמית גבוה שוב.
3. במידת הצורך, להגדיר את אזור ניתוח היעד עם כלי תומך לאחר העיבוד עבור התרמוגרף אינפרא אדום (עבור נתונים התוויית, שמירה, וכו ') כך את התכונות ייבוש (בדרך כלל הטמפרטורה משתנה עם הזמן) של אותה נקודה של הבד נבדק יכול להיות השיג.
4. במקרה הצורך, נווטו את הווידאו לחלק משלבי הייבוש השונים ושמרו את מסגרת הוידיאו כתמונה צבעונית. לאחר מכן, ניתן לחשב את אזור האזור היבש באוויר חם על-ידי שיטת עיבוד התמונה בהתאם לשלבים הבאים¹⁴. ראשית, התמונה הצבעונית עם השיטה הממוצעת המשוקללת לגווני אפור היא התמונה, ולאחר מכן משווה את התמונה המתקבלת בגווני אפור עם שיטת OSTU על-ידי הגדרת הסף לערך גווני האפור שבו הטמפרטורה בתמונה קרובה לאוויר החם טמפרטורה. לפיכך, ניתן לחשב את אזור האזור היבש על התמונה הבינריזציה.
5. חזור על שלבים 3.1-3.4 ולהקליט את המאפיינים ייבוש של כל דגימת בד על ידי התאמת מהירות זרימת האוויר, טמפרטורה, כיוון, כמו גם חומר בד, פרמטרים פיזיים, וכו '.
6. שימו לב לכל ההבדלים בטמפרטורת האוויר המשתנה, במהירות האוויר, בכיוון זרימת האוויר ועובי הבד.

תוצאות

הנתונים המוצגים באיור 2 הם מתארי טמפרטורה טיפוסית עבור בד כותנה בשלבי ייבוש שונים תחת התנאי כי מהירות האוויר והטמפרטורה בשקע החרירים הם 20.0 מ מ ו 120 ° c, בהתאמה. ניתן להבין מאיור 2א, ב, ג, D כי תחת התייבשות האוויר ייבוש, הטמפרטורה מגיע מהמרכז לפריפריה וצורות של מעגלים קונצנטריים. בינתיים, הטמפרטורה היא באופן דרמטי בקצה אזור השחתה ישירה. התפלגות הטמפרטורות לאורך מסלול שרירותי יכולה להיות מצוירת עם הכלי התומך המי...

דיון

סעיף זה מספק כמה טיפים הדרושים כדי להבטיח תוצאות כמותיים אמין. ראשית, יש לשמור על דגימות הבדים היבשות לחלוטין כדי להבטיח שהמשקולות הראשוניות יהיו נכונות. זה השגה דרך תהליך הייבוש (כלומר, באמצעות תנור ייבוש מתאים). במידת האפשר, לחות סביבה שנשמרת באופן קבוע מועילה לניסוי.

שנית, דגימות הבד חייב להיות מעובד היטב כדי להבטיח כי הלחות בכל אזור של הבד הוא אחיד. זה יכול להיעשות על ידי עיבוד ידני עם מדים אחיד או תהליך דומה. המפתח להפעלת המדים האחידים הוא לוודא כי הלחץ האווירי המסופק להצילינדרים משני ציד...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
מפוח אוויר	Zhejiang jiaxing hanglin ציוד אלקטרומכני ושות', בע"מ	HLJT-3380-TX10A-0.55	נפח אוויר: 900 m3/s;
מד רוח	KIMO	MP210	טווח מדידה: 0-40 מ' לשנייה; דיוק: ± 0.1 מ 'לשנייה
תנור ייבוש	שנחאי Shangyi ציוד מכשירים ושות', בע"מ	דיוק DHG 101-0A	: 1 & deg; C; טווח בקרת טמפרטורה: 10-300 & deg; C
איזון אלקטרוני	Hangzhou Wante Weighing Instrument Co., Ltd.	WT1002	דיוק: 1 ° C; טווח: 100 גרם
מכשיר מדידה בסגנון בד	SDL Atlas	M293
בודק מגע בד	SDLATLAS Ltd		בודק עובי בד
לוח עמידות תרמית גבוהה	Baiqiang		עמידות להבה, עמידות בחום גדולה מ-200 & deg; C
צינור סיליקון עמיד בטמפרטורה גבוהה	Kamoer	18 #	טווח טמפרטורות: -60-200 & deg; C
אינפרא אדום תרמוגראג	האנגג'ואו Meisheng אינפרא אדום אופטואלקטרוניקה טכנולוגיה ושות', בע"מ	R60-1009	טווח מדידת טמפרטורה: -20-410 ו-deg; C; שגיאת מדידה מקסימלית: ± 2 ° C
Padder	Yabo מכונות טקסטיל ושות', בע"מ		לחץ רולר: 0.03-0.8 מגה פיקסל; לחץ יציב; התאמה קלה
מחשב אישי	Lenovo Group.	חיישן טמפרטורה L460
	טייוואן TES תעשיית אלקטרוניקה ושות', בע"מ	רזולוציה של 1311A	: 1 ° C; טווח מדידת טמפרטורה: -50-1350 ו-deg; ג