生地乾燥特性に対する空気衝突パラメータの影響を研究する生地水分均一制御

このプロトコルは、従来の方法である単一点温度ではなく、表面温度分布に基づいて乾燥性能分析を行う方法を提供します。その一環として、布地の乾燥性能や空気の衝突を調べるための生地中の水分分布をも得る技術を開発しました。この方法は、熱扇動プロセスにおける繊維の乾燥に関する洞察を提供することができ、それは紙乾燥産業で適用することができます。

まず、オーブンを摂氏120度に加熱し始めます。その温度で30分間乾燥させてください。一方、熱風ブロワーがエアノズルに接続されていることを確認します。

約30秒間、サンプル位置に対して空気ノズルを60度から90度の間にゆっくりと移動します。次に、エアブロアファンをオンにし、次に発熱体の抵抗線に電力を供給します。希望する空気温度が得られるまで電流を調整します。

ノズルと空気が非常に熱い場合があります。ノズルに触れないようにし、実験中に熱風ブロアを直接体に向けないようにしてください。次に、風速計プローブをエアノズルに垂直に持ち、空気速度を測定します。

ファンの回転速度を調整して、希望の速度に到達します。その後、セットアップ中にサンプル領域をシールドするために、保温カバーで空気ノズルをカバーします。次に、エアノズルの上に1メートルほどの赤外線サーモグラフィーカメラを取り付けます。

サーモグラフィーカメラをコンピュータに接続し、計測器ソフトウェアを開きます。次に、針プレートの器具を使用して、空気ノズル出口の上に30ミリメートルの標準的な生地サンプルを取り付けます。カメラをファブリックに焦点を合わせます。

次に、温度単位を摂氏度、熱放射度を 0.95、周囲相対湿度を周囲温度を摂氏25度に 50%、測定対象物とカメラの距離を 1.5 メートルに設定します。次に、均一なパッド・システムが空気圧縮機に接続されていることを確認します。コンプレッサーを起動し、最大出力を0.8メガパスカルに設定します。

クランプシリンダーの圧力調整器を手動で調整して、上部ローラの両側で圧力が等しくなるようにします。上部ローラーに水飽和、あらかじめ計量された生地のサンプルを置き、均一なパッドを実行します。その後、パッドをオフにし、水分含有量がサンプル全体に均一であることを確認します。

最後に、オーブンが乾燥したら、サンプル乾燥温度に設定します。生地サンプルの調製を開始するには、400ミリメートル/280ミリメートルの生地の正方形をカットし、オーブンで約3時間乾燥させます。乾燥した生地の重さを量り、5分間水に浸します。

次に、パッドをオンにして、希望の初期圧力を設定します。均一なパッドの上のローラーに飽和生地を置きます。サンプルがローラーを通過したら、サンプルを取り出し、パッドをオフにします。

湿布サンプルの重量を量り、水分量を計算します。必要に応じて、ペーパータオルでローラーを乾燥させ、必要な水分が得られるまで、均一なパッドを通して生地を再び実行します。次に、風速機の温度と速度が正しく設定されていること、およびノズルが熱絶縁ボードで覆われていることを確認します。

針板の据え付けにサンプルを取り付け、サーモグラフィーカメラでサンプル温度の記録を開始します。熱気がサンプルの下側に衝突するように断熱カバーを取り外します。コンピュータ上のファブリック温度の上昇を監視します。

温度が少なくとも30秒間安定したら、生地は目標レベルまで乾燥した。温度の記録を停止し、ノズルを断熱カバーで覆い、サンプルをフィクスチャから取り外します。ビデオ内の分析対象領域を設定し、温度データを抽出します。

ビデオをナビゲートし、疑似色の画像として時間の注目すべきポイントから個々のフレームを保存します。保存したフレームをグレースケールに変換し、熱気温度に近いファブリックの強度値を特定します。その値を閾値として使用して、乾燥した領域を表示するグレースケール画像を二元化します。

この綿織物は、空気衝突乾燥下の周辺の中心から澄んだ温度減衰を示した。乾燥布の中心は、20秒の加熱後に定常温度に達した。衝突領域の縁部での発熱は最小限に抑えられた。

衝突空気の温度を上げると、空気速度が上昇したように、乾燥までの時間がスピードアップしました。また、生地の厚さも乾燥時間に大きな影響を与えました。75度以下の空気衝突角は乾燥中心で温度を大幅に低下させ、乾燥までの時間を長くした。

75度以下の空気衝突角も小さい衝突領域に対応します。二値化分析の結果、70度の衝突角により乾燥面積が約20%減少し、65度の角度で面積が90度の角度に対して約40%減少することが示されました。見られる生地の正確な乾燥性能を得るための鍵は、初期の水分含有量の均等な分布と表面温度の連続測定です。

この研究は、布や紙などのシート材料の乾燥特性に関する将来の研究への道を開きます。