التحكم الموحد في رطوبة النسيج لدراسة تأثير معلمات الإندفاع الجوي على خصائص تجفيف النسيج
Summary
يعرض هنا هو البروتوكول الذي يضمن التوزيع الموحد للرطوبة الأولية داخل النسيج ويحقق في آثار المعلمات الحرارية الهواء الساخن (السرعة ودرجة الحرارة والاتجاه) وسمك على تجفيف النسيج الخصائص (على سبيل المثال، تباين درجة الحرارة) تحت حالة المساس بالهواء.
Abstract
الان طريقة فعالة ومستخدمة لتجفيف النسيج بسبب ارتفاع الحرارة ومعامل النقل الجماعي. وقد أهملت الدراسات السابقة بشأن تجفيف النسيج مساهمات توحيد الرطوبة ومعامل الانتشار في عملية التجفيف؛ على الرغم من ذلك، فقد ثبت مؤخرا أن يكون لها تأثير كبير على خصائص التجفيف. يحدد هذا التقرير إجراءً خطوة بخطوة للتحقيق في آثار معلمات الإندفاع الجوي على خصائص تجفيف النسيج من خلال التحكم في توحيد توزيع الرطوبة في المنطقة. يتم استخدام وحدة منفاخ الهواء الساخن مجهزة فوهة زاوية قابل للتعديل لتوليد تدفق الهواء مع سرعات ودرجات حرارة مختلفة في حين يتم تسجيل عملية التجفيف وتحليلها باستخدام التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تكييف padder موحدة لضمان توحيد الرطوبة النسيج. ويدرس التجفيف في ظل ظروف أولية مختلفة عن طريق تغيير درجة حرارة تدفق الهواء، والسرعة، والاتجاه، ثم يتم تقييم إمكانية تطبيق البروتوكول وملاءمته.
Introduction
التجفيف هو أسلوب تجفيف فعال جدا بسبب ارتفاع الحرارة، ومعامل نقل الكتلة، ووقت التجفيف القصير. وقد جذبت اهتماما كبيرا بسبب تطبيقاتها العديدةبما في ذلك الصناعة الكيميائية، والأغذية 1، والمنسوجات، والصباغة2،ورقة صنع3،4،الخ. الآن، ويستخدم على نطاق واسع التجفيف المساس لخصائص النقل المعززة، وخاصة لتجفيفالمنسوجات في عملية إعداد الحرارة 5.
النسيج هو المساس المجففة من قبل مجموعة فوهة لإعداد الحرارة. تخطيط فوهة يؤثر على توحيد درجة حرارة التجفيف، والتي لها تأثير كبير على خصائص النسيج، وكفاءة التجفيف، وعلى سطح النسيج مباشرة. وبالتالي، فمن الضروري أن نفهم توزيع درجة الحرارة على سطح النسيج لتصميم مجموعة فوهة أفضل. كان هناك القليل من التحقيق في هذا المجال في الوقت الحاضر، على الرغم من أن هناك الكثير من البحوث على الحرارة والرطوبة أداء نقل عملية تجفيف النسيج حتى الآن. وقد ركزت بعض البحوث أساسا على التبخر الطبيعي للنسيج تحت مصدر حرارة محدد، والتي لم تشارك عملية التجفيف العنيد في هذه الدراسات6،7. وقد ركز البعض على نقل الحرارة والرطوبة من النسيج مع تجفيف الهواء الساخن، ولكنالرطوبة النسيج ودرجة الحرارة كان يفترض أن تكون موحدة في هذه الدراسات 8،9،10،11. وعلاوة على ذلك، حاول عدد قليل من هذه الدراسات الحصول على اختلاف توزيع درجة الحرارة مع مرور الوقت لدراسة نقل الحرارة والرطوبة من النسيج تحت التجفيف المساس.
طوّر Etemoglu وآخرون2 إعداداً تجريبياً للحصول على تباين في درجة الحرارة مع وقت النسيج والوقت الإجمالي للتجفيف، ولكن هذا الإعداد يقتصر على قياسات درجة الحرارة أحادية النقطة. كما يتم إهمال توزيع محتوى الرطوبة الأولي في النسيج في هذا النوع من البحوث. وكان وانغ وآخرون12 ينوون الحصول على توزيع درجة الحرارة على النسيج عن طريق لصق الأزواج الحرارية على سطح النسيج في نقاط مختلفة، ولكن توزيع درجة حرارة السطح لم يكن قادراً على الحصول عليه بدقة باستخدام طريقتهم. الحصول على توزيع درجة الحرارة في منطقة المساس الهواء على النسيج مع توزيع الرطوبة حتى مهم للطباعة الصناعية وإنتاج الصباغة، وسوف توفر توجيها أفضل بشأن استراتيجية التوزيع والترتيب للكائن التجفيف مع فوهة متعددة13. يوفر الإجراء التالي تفاصيل لدراسة نقل الحرارة والرطوبة للنسيج أثناء عملية التجفيف. يتم التحكم بشكل جيد في محتوى الرطوبة الأولي ليتم توزيعه بالتساوي، في حين يتم الحصول على درجة حرارة السطح في كل نقطة من النسيج عن طريق الإعداد التجريبي.
يتكون الإعداد التجريبي من وحدة منفاخ الهواء الساخن، وحدة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، ونظام باديدر موحدة، وغيرها من الأجهزة المساعدة. وحدة منفاخ الهواء الساخن لوازم الهواء الساخن مع درجة حرارة محددة وسرعة في اتجاه قابل للتعديل وفقا لمتطلبات التجريبية. وتسجل وحدة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء تاريخ درجة الحرارة لكل عملية تجفيف مُستطل؛ وبالتالي، يمكن استخراج درجة الحرارة في كل نقطة بكسل من الفيديو المسجل مع أداة ما بعد المعالجة الداعمة. يتحكم نظام padder الموحد في التوزيع المتساوي لمحتوى الرطوبة في كل نقطة من النسيج. وأخيرا، يتم التحقيق في تأثير المعلمات impingement الهواء على النسيج تجفيف مميزة مع طريقة التحكم موحدة الرطوبة النسيج. ويمكن تنفيذ هذه العملية بطريقة قابلة للاستنساخ وفقا للبروتوكول القياسي الوارد وصفه أدناه.
Protocol
Representative Results
Discussion
يوفر هذا القسم بعض النصائح اللازمة لضمان نتائج كمية موثوق بها. أولا، يجب أن تبقى عينات النسيج جافة تماما لضمان الأوزان الأولية صحيحة. ويمكن تحقيق ذلك من خلال عملية التجفيف (أي باستخدام موقد تجفيف مناسب). إذا كان ذلك ممكنا، والرطوبة البيئة التي يتم الاحتفاظ بها فوائد ثابتة التجربة.
<p class="jo…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم دعم هذا العمل من قبل الصندوق المشترك بين المؤسسة الوطنية للتصنيع وتشجيانغ لدمج التصنيع والمعلوماتية (رقم المنحة U1609205) والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم المنحة 51605443)، وهو المشروع الرئيسي للبحث والتطوير في مقاطعة تشجيانغ (منحة رقم 2018C01027)، ومشروع المواهب 521 من جامعة تشجيانغ العلوم والتكنولوجيا، ومؤسسة الباحثين الشباب من مقاطعة تشجيانغ أعلى الانضباط الأكاديمي الرئيسي للهندسة الميكانيكية من جامعة تشجيانغ الخيال العلمي (منحة رقم ZSTUME02B13).
Materials
| Air Blower | Zhejiang jiaxing hanglin electromechanical equipment co., Ltd. | HLJT-3380-TX10A-0.55 | Air Volume: 900 m3/s; |
| Anemometer | KIMO | MP210 | Measurement range: 0-40 m/s; Accuracy: ±0.1 m/s |
| Drying stove | Shanghai Shangyi Instrument Equipment Co., Ltd. | DHG 101-0A | precision: 1 °C; Temperature control range:10-300 °C |
| Electronic Balance | Hangzhou Wante Weighing Instrument Co., Ltd. | WT1002 | Precision: 1 °C; Range: 100 g |
| Fabric Style Measuring Instrument | SDL Atlas | M293 | |
| Fabric Touch Tester | SDLATLAS Ltd | Fabric thickness tester | |
| High thermal resistance board | Baiqiang | Flame resistance, Heat resistance is greater than 200 °C | |
| High-temperature resistant silicon pipeline | Kamoer | 18# | Temperature range: -60-200 °C |
| Infrared Thermogragh | Hangzhou Meisheng Infrared Optoelectronic Technology Co., Ltd. |
R60-1009 | Temperature measuring range: -20-410 °C; Maximum measuring error: ±2 °C |
| Padder | Yabo textile machinery co., Ltd. | Roller pressure: 0.03-0.8 MPa; Stable pressure; Easy adjustment | |
| Personal Computer | Lenovo Group. | L460 | |
| Temperature Sensor | Taiwan TES electronic industry co., Ltd. | 1311A | resolution: 1 °C; Temperature measuring range: -50-1350 °C |
References
- Wang, G., Deng, Y., Xu, X. Optimization of air jet impingement drying of okara using response surface methodology. Food Control. 59, 743-749 (2016).
- Etemoglu, A. B., Ulcay, Y., Can, M., Avci, A. Mathematical modelling of combined diffusion of heat and mass transfer through fabrics. Fibers and Polymers. 10 (2), 252-259 (2009).
- Di, M. P., Frigo, S., Gabbrielli, R., Pecchia, S. Mathematical modelling and energy performance assessment of air impingement drying systems for the production of tissue paper. Energy. 114 (2), 201-213 (2016).
- Xiao, H. W., et al. Drying kinetics and quality of Monukka seedless grapes dried in an air-impingement jet dryer. Biosystems Engineering. 105 (2), 233-240 (2010).
- Gu, M. Study on optimum temperature value setting for the heat-setting process based on PSO. 3rd International Conference on Advances in Energy, Environment and Chemical Engineering. 69, (2017).
- Aihua, M., Yi, L. Numerical heat transfer coupled with multidimensional liquid moisture diffusion in porous textiles with a measurable-parameterized model. Numerical Heat Transfer Part A – Applications. 56 (3), 246-268 (2009).
- Angelova, R. A., et al. Heat and mass transfer through outerwear clothing for protection from cold: influence of geometrical, structural and mass characteristics of the textile layers. Textile Research Journal. 87 (9), 1060-1070 (2017).
- Wei, Y., Hua, J., Ding, X. A mathematical model for simulating heat and moisture transfer within porous cotton fabric drying inside the domestic air-vented drum dryer. The Journal of The Textile Institute. 108 (6), 1074-1084 (2016).
- Cay, A., Gurlek, G., Oglakcioglu, N. Analysis and modeling of drying behavior of knitted textile materials. Drying Technology. 35 (4), 509-521 (2017).
- Neves, S. F., Campos, J. B. L. M., Mayor, T. S. On the determination of parameters required for numerical studies of heat and mass transfer through textiles – Methodologies and experimental procedures. International Journal of Heat and Mass Transfer. 81, 272-282 (2015).
- Sousa, L. H. C. D., Motta Lima, O. C., Pereira, N. C. Analysis of drying kinetics and moisture distribution in convective textile fabric drying. Drying Technology. 24 (4), 485-497 (2006).
- Wang, X., Li, W., Xu, W., Wang, H. Study on the Surface Temperature of Fabric in the Process of Dynamic Moisture Liberation. Fibers and Polymers. 15 (11), 2437-2440 (2014).
- Qian, M., Wang, J. H., Xiang, Z., Zhao, Z. W., Hu, X. D. Heat and moisture transfer performance of thin cotton fabric under impingement drying. Textile Research Journal. , (2018).
- Rafael, C. G., Richard, E. W. . Digital image processing. , (2007).
