Hava Sıkışma Parametrelerinin Kumaş Kurutma Özellikleri Üzerindeki Etkisini İncelemek Için Kumaş Nem Tektip Kontrolü

Özet

Burada sunulan bir kumaş içinde ilk nem düzgün dağılımı nı garanti eder ve sıcak hava termodinamik parametreleri (hız, sıcaklık ve yön) ve kumaş kurutma kalınlığı etkilerini araştırıyor özellikleri (örn. sıcaklık değişimi) hava sıkışması koşulu altında.

Özet

Impinging kuruluk şimdi yüksek ısı ve kütle transfer katsayısı nedeniyle kumaş kurutma için yaygın olarak kullanılan ve etkili bir yoldur. Kumaş kurutma ile ilgili daha önceki çalışmalarda nem tekdüzeliği ve difüzyon katsayısının kurutma sürecine katkıları ihmal edilmiştir; rağmen, son zamanlarda kurutma özellikleri üzerinde önemli bir etkisi olduğu gösterilmiştir. Bu rapor, alan nem dağılımının tekdüzeliğini kontrol ederek hava sıkışma parametrelerinin kumaşın kurutma özellikleri üzerindeki etkilerini araştırmak için adım adım bir prosedürü özetlemektedir. Bir açı ayarlanabilir meme ile donatılmış bir sıcak hava üfleyici ünitesi kurutulması işlemi kaydedilir ve bir kızılötesi termograf kullanılarak analiz ederken farklı hız ve sıcaklıklar ile hava akışı oluşturmak için kullanılır. Buna ek olarak, tek tip bir padder kumaşın nem tekdüzeliğini sağlamak için uyarlanmıştır. Imping kurutma, hava akış sıcaklığı, hız ve yön değiştirilerek farklı başlangıç koşullarında incelenir, daha sonra protokolün uygulanabilirliği ve uygunluğu değerlendirilir.

Giriş

Kurutmanın sıkışması, yüksek ısı, kütle transfer katsayısı ve kısa kuruma süresi nedeniyle çok etkili bir kurutma yöntemidir. Bu kimya endüstrisi, gıda^1,tekstil, boyama^2,kağıt yapımı^3,4, vb dahil olmak üzere çok sayıda uygulama nedeniyle yoğun ilgi çekmiştir. Şimdi, impinging kurutma yaygın ısı ayarı sürecinde tekstil kurutma için, gelişmiş taşıma özellikleri için kullanılır⁵.

Kumaş ısı ayarı için meme dizisi tarafından kurutulmuş impinging olduğunu. Nozul düzeni, kumaş özellikleri, kurutma verimliliği ve doğrudan kumaş yüzeyinde önemli bir etkisi olan kurutma sıcaklığının tekdüzeliğini etkiler. Bu nedenle, daha iyi bir meme dizisi tasarlamak için tekstil yüzeyindeki sıcaklık dağılımını anlamak gerekir. Şu anda bu alanda çok az araştırma olmuştur, ancak şimdiye kadar kumaş kurutma işleminin ısı ve nem transfer performansı üzerinde çok araştırma olmuştur. Bazı araştırmalar ağırlıklı olarak belirli bir ısı kaynağı altında bir tekstil doğal buharlaşma üzerinde duruldu, hangi impinging kurutma işlemi bu çalışmalarda yer değildi^6,7. Bazı sıcak hava kurutma ile tekstil ısı ve nem transferi üzerinde duruldu, ancak tekstil nem vesıcaklık bu çalışmalarda 8,^9,10,11üniforma olduğu kabul edildi. Ayrıca, bu çalışmalardan birkaçı, tekstilin ısı ve nem transferini incelemek için zamanla sıcaklık dağılımı değişimini elde etmeye çalışmıştır.

Etemoğlu ve ark. 2, kumaşın zamanı ve toplam kuruma süresi ile sıcaklık değişimi elde etmek için deneysel bir kurulum geliştirmiştir, ancak bu kurulum tek noktalı sıcaklık ölçümleri ile sınırlıdır. Kumaştaki ilk nem içeriği dağılımı da bu tür araştırmalarda ihmal edilir. Wang ve ark.^12, tekstil yüzeyindeki termokuplları çeşitli noktalara yapıştırarak kumaşta sıcaklık dağılımı elde etmeyi amaçlamış, ancak yüzey sıcaklığı dağılımı metotları ile doğru bir şekilde elde edilememektedir. Hatta nem dağılımı olan bir kumaş üzerinde hava sıkışma alanında sıcaklık dağılımı elde etmek endüstriyel baskı ve boyama üretimi için önemlidir ve nesne için dağıtım ve düzenleme stratejisi konusunda daha iyi rehberlik sağlayacaktır bir multi-nozul¹³ile kurutma . Aşağıdaki prosedür, sıkışma kurutma işlemi sırasında bir kumaşın ısı ve nem transferini incelemek için ayrıntılar sağlar. İlk nem içeriği eşit olarak dağıtılmak üzere iyi kontrol edilirken, kumaşın her noktasındaki yüzey sıcaklığı deneysel kurulum yoluyla elde edilir.

Deneysel kurulum sıcak hava üfleyici ünitesi, kızılötesi termograf ünitesi, üniforma padder sistemi ve diğer yardımcı cihazlardan oluşur. Sıcak hava üfleyici ünitesi, sıcak havayı deneysel gereksinimlere göre ayarlanabilir bir yönde belirli bir sıcaklık ve hızile sağlar. Kızılötesi termograf ünitesi, her bir sıkışma kurutma işleminin sıcaklık geçmişini kaydeder; böylece, kaydedilen videonun her piksel noktasındaki sıcaklık destekleyici bir işlem sonrası aracıyla ayıklanabilir. Tek tip padder sistemi kumaşın her noktasında nem içeriğinin eşit dağılımını kontrol eder. Son olarak, kumaş nem üniforma kontrol yöntemi ile kumaş kurutma karakteristik üzerinde hava sıkışma parametrelerinin etkisi araştırılır. İşlem, aşağıda açıklanan standart protokolü izleyerek tekrarlanabilir bir şekilde gerçekleştirilebilir.

Protokol

1. Deneysel teçhizat kurulumu

NOT: Bkz. Şekil 1.

1. Sıcak hava üfleyici ünitesi
   1. Sıcak hava üfleyiciasbest malzeme ile ısı yalıtımlı yüksek sıcaklığa dayanıklı silikon boru hattı ile hava meme bağlı olduğundan emin olun. Hava akış yönünü kontrol etmek için hava nozülünü istenilen eğim açısına kademeli olarak ayarlayın. Bu çalışma için eğim açısı, α, 60° ile 90° arasında değişmektedir.
   2. Hava üfleyici fanını ve direnç kablosunu açın.
      NOT: Fan ve direnç telinin açık olduğu sıra tersine çevrilemez.
   3. Sıcak hava üfleyicisinin çıkış sıcaklığını, hava üfleyicisinin kumandasıyla direnç teli aracılığıyla kademeli olarak ayarlayarak ayarlayın ve dijital sıcaklık sensörünü kullanarak hava akış sıcaklığını ölçün. Bu çalışma için sıcak hava sıcaklığı, T, 70 °C ile 130 °C arasında değişmektedir.
   4. Oda sıcaklığında (RT) el yapımı çok fonksiyonlu anemometreyi kullanarak hava nozulunun çıkışındaki hava akış hızını ölçün. Bu çalışma için sıcak hava hızı, V_a,8-20 m/s arasında değişmektedir. Hava hızının doğru ölçümü için, prob hava akımının yönüne dik olmalıdır.
   5. İstenilen hava akış hızını elde etmek için frekans dönüştürücüile hava üfleyici fanının dönüş hızını kademeli olarak ayarlayın. Kişi veya cihazlara termal zarar vermemek için ısı akışını dağıtmak için hava nozülünü yüksek termal direnç kartıyla kapatın.
2. Kızılötesi termograf ünitesi
   1. Kızılötesi termomugrafı yaklaşık 1 m mesafedeki hava nozülün üzerindeki destek çerçevesine sabitleyin. Kızılötesi termografı net kabloyu kullanarak bilgisayara bağlayın. Kızılötesi termografüzerinde güç ve bilgisayarda kızılötesi termograf çalışma yazılımı açın. Ethernet olarak bağlantı modunu seçin, böylece ip adresi bilgisayar tarafından kızılötesi termografa otomatik olarak atanır ve nesne sıcaklığı kızılötesi termografla gerçek zamanlı olarak okunabilir.
   2. İğne plakası fikstürü ile hava nozulu üzerinde standart kumaş numunesi bir parça sabitleyin ve hava nozulu ile numune arasındaki mesafeyi istenilen değere ayarlayın. Bu çalışmada, 30 mm, hangi 3x nozul çapı kullanılır.
   3. Kameranın odak noktasını ayarlayın ve bilgisayar aracılığıyla temel parametreleri ayarlayın. "Parametreler" iletişim kutusunu açın, sıcaklık birimini °C'ye ayarlayın, Termal Parlaklığı 0,95'e ayarlayın, ortam bağıl nemini %50'ye ayarlayın, ortam sıcaklığını 25 °C'ye ayarlayın ve ölçülen nesne ile kamera arasındaki mesafeyi 1,5 m'ye ayarlayın. Bu, ölçülen sıcaklığın doğru olmasını sağlayacaktır.
   4. Test edilmiş kumaş numunesi hazırlanırken, standart kumaş numunesiyle aynı yerde sabitlenin, ardından kumaşın sıcaklığını bilgisayarla video olarak kaydedin.
3. Tek tip padder sistemi
   1. Tek tip padder boru hattı üzerinden hava kompresörü bağlı olduğundan emin olun. Hava kompresöründeki güç ve maksimum çıkış basıncını 0,8 MPa'ya ayarlayın.
   2. Kumaştaki artık nem kontrol edilebilsin diye, padder'in üst silindirine bağlanan kelepçe silindirlerinin çiftine hava basıncını kontrol etmek için basınç regülatörlerini manuel olarak ayarlayın. Silindirin her iki tarafındaki basıncın eşit olduğundan emin olun, böylece her alana dağılmış kumaşın nem içeriği eşit olur.
   3. Padder üzerinde güç, silindir serbestçe dönüş olabilir emin olun, sonra tek tip padder üst silindir üzerine yeterli nem emilimi ile doymuş kumaş örnek koymak, böylece test kumaş silindir çift ve nem ile sıkılabilir kumaş içinde dağıtım tek tip olarak kontrol edilebilir.
   4. Padder'ı kapatın.
4. Ağırlık ve kalınlık ölçüm ünitesi
   1. Yatay bir platform üzerine elektronik bir ölçek yerleştirin ve tare. Numunenin doğru bir şekilde ağırlıklandırılaması için kalibrasyon için dengeye standart ağırlıklar yerleştirin.
   2. Sırasıyla 10 cm ve 31 cm genişliğinde dikdörtgen kumaş numunesi kesin. Kalınlık test aletinin gücü (bkz. MalzemelerTablosu) ve bilgisayara bağlayın. Bu kumaş örneklerini FTT'nin test platformuna yerleştirin. FTT'nin çalışma yazılımını açın, işlem arabiriminde "başlat"ı tıklatın, ardından kumaşın kalınlığını FTT ile otomatik olarak test edin ve işlem arabirimine kaydedin.
5. Kurutma sobayı ünitesi
   1. Kurutma sobayına güç ve kurutma odasında numune olmadığından emin olun. Sobayın iç duvarı tarafından emilen nemi buharlaştırmak için 30 dk kuruyan sobayı yüksek sıcaklığa (bu işte 120 °C kullanılır) ayarlayın.
   2. Kurutma sobayını istenilen sıcaklığa göre önceden ısıtın (bu işte 45 °C kullanılır) böylece sobay doğrudan kumaş numunelerinin kurutulması nda kullanılabilir.

2. Numunenin ve üretim sürecinin test edilmesi

1. Makaslı dikdörtgen kumaş numunesi için kullanılan aynı kumaştan 250 mm x 250 mm kare kumaş ve test numunelerinin imalatı için üçgen cetvel (kumaşın alanı = 6,25 × 10⁴ mm²⁾kesilir. Kumaş numunelerini kurutma sobayına koyarak çevreden emilen yerleşik nemi buharlaştırarak net ağırlıklarının elde edilebilebiyi ortaya koyun.
2. Kurutma sobayından bir parça kumaş numunesi alın, sonra elektronik denge ile numunenin ilk ağırlığı, W₀, ölçmek.
3. Kumaşın doygunluğa kadar nemi emdiğinden emin olmak için kumaş numunesini 5 dakika suya batırın. İstenilen hatta ilk nem içeriğini elde etmek için tek tip padder üst silindir üzerine doymuş kumaş örnek fayans.
4. Padder güç ve basınç regülatörleri ile bir başlangıç basıncı ayarlayın. Karo numune silindir çiftiniçingeç geçerken, padişahı kapatın ve örneği padişahtan çıkarın.
5. Islatma kumaş numunesinin ağırlığını ölçün, W₁, numunenin elektronik dengesi ile. Kumaşın artık nemi C = (W₁-W₀)/W₀olarak hesaplanabilir ve kumaştaki alan ortalama nem içeriği W_a = olarak hesaplanabilir (W ₁-W₀)/A.
6. İstenilen nem içeriği, C_delde edilmezse, önce bir havlu veya kağıt havlu ile silindirleri kurutun ve c_d ayarlanana kadar2.4-2.5 adımlarını tekrarlayın.
7. Gerekirse, test numunesini hazırlamak için kullanılan kumaştan bir numune şeridi kesin, sonra kalınlığını ölçün ve kaydedin.

3. Veri toplama, işleme sonrası ve analiz

1. Adım 1.1'de yapıldığı gibi, hava üfleyicisinin çıkış sıcaklığını ve hızını istenilen değerlere ayarlayın ve nozulu yüksek Termal direnç kartı ile kaplayın. Test edilmiş kumaş numunesi (bölüm 2) hazırlandıktan sonra, kızılötesi termograf üzerinde sıra testi ve güç için iğne plakası fikstürü ile düzeltin. Örnek sıcaklığını kaydetmeye başlayın.
2. Sıcak havanın test edilen numunenin alt yüzeyine doğrudan engel olabileceği kapalı tahtayı çıkarın. Kurutma işlemi sırasında bilgisayardaki kumaşın kurutma sıcaklığındaki değişiklikleri gözlemleyin. Kurutma sıcaklığı sabit bir değere yükselir ve yaklaşık 30 s sürer, yani örneklenen kumaş hedef durumuna kurudur, kayıt durdurun. Numuneyi fikstürden alın ve başlığı tekrar yüksek ısıdirenç kartı ile kapatın.
3. Gerekirse, test edilen kumaşın o noktasının kurutma özelliklerinin (normalde sıcaklığın zamanla nasıl değişeceğini) kızılötesi termograf için destekleyici bir işleme sonrası aracıyla hedef analiz alanını ayarlayın Elde.
4. Gerekirse, videoyu farklı kurutma aşamalarının bölümüne gidin ve video çerçevesini renkli bir görüntü olarak kaydedin. Daha sonra sıcak hava ile kurutulan bölgenin alanı aşağıdaki adımlara göre görüntü işleme yöntemi ile hesaplanabilir^14. İlk olarak, görüntüyü gri tozelemek için ağırlıklı ortalama yöntemi ile renkli görüntüyü griye döndürün, ardından görüntüdeki sıcaklığın sıcak havaya yakın olduğu gri tonlama değerine eşiği ayarlayarak OSTU yöntemiyle elde edilen gri tonlama görüntüsünü Sıcaklık. Böylece, kurutulmuş bölgenin alanı binarizasyon görüntüsü üzerinden hesaplanabilir.
5. Adımları 3.1-3.4'ü tekrarlayın ve hava akış hızını, sıcaklığı, yönünü, kumaş malzemesini, fiziksel parametreleri vb. ayarlayarak her kumaş numunesinin kurutma özelliklerini kaydedin.
6. Değişen hava sıcaklığı, hava hızı, hava akımı yönü ve kumaş kalınlığı altında tüm farklılıkları gözlemleyin.

Sonuçlar

Şekil 2'de sunulan veriler, nozul çıkışındaki hava hızı ve sıcaklığının sırasıyla 20,0 m/s ve 120 °C olması koşuluyla farklı kurutma aşamalarında pamuklu kumaşiçin tipik sıcaklık konturlarıdır. Şekil 2A,B,C,D'den, hava sıkışması altında kuruma, sıcaklık bozunması merkezden çevreye doğru ve eşmerkezli daireler oluşturur. Bu arada, sıcaklık doğrudan sıkışma alanının kenarında önemli ölçüde çürür. Rasgele bir yörüng...

Tartışma

Bu bölümde, güvenilir nicel sonuçlar sağlamak için gerekli birkaç ipucu sağlar. İlk olarak, ilk ağırlıkların doğru olduğundan emin olmak için kumaş numuneleri tamamen kuru tutulmalıdır. Bu kurutma işlemi ile elde edilebilir (yani, uygun bir kurutma sobayı kullanarak). Mümkünse, sürekli tutulan bir ortam nemi deneyden yararlanır.

İkinci olarak, kumaş örnekleri kumaşın her bölgesinde nem düzgün olduğundan emin olmak için iyi işlenmiş olmalıdır. Bu tek tip bir padder veya benzer bir işlem ile el ...

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Hava Üfleyici	Zhejiang jiaxing hanglin elektromekanik ekipman co., Ltd.	HLJT-3380-TX10A-0.55	Hava Hacmi: 900 m3/s;
Anemometre	KIMO	MP210	Ölçüm aralığı: 0-40 m/s; Doğruluk: ± 0.1 m/s
Kurutma sobası	Shanghai Shangyi Instrument Equipment Co., Ltd.	DHG 101-0A	hassasiyet: 1 & derece; C; Sıcaklık kontrol aralığı: 10-300 °; C
Elektronik Denge	Hangzhou Wante Tartı Aleti Co., Ltd.	WT1002	Hassasiyet: 1 & derece; C; Aralık: 100 g
Kumaş Stili Ölçüm Cihazı	SDL Atlas	M293
Kumaş Dokunma Test Cihazı	SDLATLAS Ltd		Kumaş kalınlığı test cihazı
Yüksek termal direnç levhası	Baiqiang		Alev direnci, Isı direnci 200 dereceden fazladır; C
Yüksek sıcaklığa dayanıklı silikon boru hattı	Kamoer	18 #	Sıcaklık aralığı: -60-200 ° C; C
Kızılötesi Termogragh	Hangzhou Meisheng Kızılötesi Optoelektronik Technology Co., Ltd.	R60-1009	Sıcaklık ölçüm aralığı: -20-410 &�; C; Maksimum ölçüm hatası: ± 2 & derece; C
Padder	Yabo tekstil makineleri co., Ltd.		Silindir basıncı: 0.03-0.8 MPa; Kararlı basınç; Kolay ayarlama
Kişisel Bilgisayar	Lenovo Grubu.	L460
Sıcaklık Sensörü	Tayvan TES elektronik sanayi co., Ltd.	1311A	çözünürlük: 1 & derece; C; Sıcaklık ölçüm aralığı: -50-1350 &�; Ç