Stof vocht uniforme controle om de invloed van lucht impingement parameters op stof drogen kenmerken te bestuderen
Summary
Hier is een protocol dat garandeert uniforme verdeling van de initiële vochtigheid binnenkant van een stof en onderzoekt de effecten van hete lucht thermodynamische parameters (snelheid, temperatuur, en richting) en de dikte van het drogen van de stof kenmerken (bijv. temperatuur variatie) onder de voorwaarde van lucht impingement.
Abstract
Het afsteken van droogheid is nu een veelgebruikte en effectieve manier voor het drogen van stoffen vanwege de hoge warmte-en massa overdrachts coëfficiënt. Eerdere studies over het drogen van stoffen hebben de bijdragen van de vocht uniformiteit en de diffusiecoëfficiënt voor het droogproces verwaarloosd; ze hebben echter onlangs aangetoond dat ze een aanzienlijke invloed hebben op de droog karakteristieken. Dit verslag schetst een stapsgewijze procedure om de effecten van luchtimpingement parameters op de droog karakteristieken van een stof te onderzoeken door de uniformiteit van de vocht verdeling in het gebied te beheersen. Een heteluchtblower die is uitgerust met een hoek instelbare nozzle wordt gebruikt om luchtstroom te genereren met verschillende snelheden en temperaturen terwijl het droogproces wordt geregistreerd en geanalyseerd met behulp van een infrarood thermograaf. Daarnaast is een uniforme padder aangepast om de vocht uniformiteit van de stof te garanderen. Het afwakend drogen wordt onder verschillende initiële omstandigheden bestudeerd door de luchtstroom temperatuur,-snelheid en-richting te veranderen, waarna de toepasbaarheid en geschiktheid van het protocol worden geëvalueerd.
Introduction
Het drogen van de randen is een zeer effectieve droogmethode vanwege de hoge hitte, massa overdrachts coëfficiënt en korte droogtijd. Het heeft veel aandacht getrokken vanwege de vele toepassingen, waaronder de chemische industrie, voedsel1, textiel, het verven van2, papier maken3,4, enz. Nu wordt het drogen op grote schaal gebruikt voor zijn verbeterde transport kenmerken, vooral voor het drogen van textiel in de warmte-instelling5.
De stof wordt door de nozzle-array voor de warmte-instelling aan de pomp geklampt. Mondstuk indeling beïnvloedt de uniformiteit van de droogtemperatuur, die een aanzienlijke invloed heeft op de stof eigenschappen, de droogefficiëntie en direct op het weefseloppervlak. Zo is het noodzakelijk om de temperatuurverdeling op het textiel oppervlak te begrijpen om een betere nozzle-array te ontwerpen. Er is op dit gebied weinig onderzoek gedaan, hoewel er tot nu toe veel onderzoek is gedaan naar de hitte-en vocht overdrachts prestaties van het stof droogproces. Sommige onderzoek heeft zich voornamelijk gericht op de natuurlijke verdamping van een textiel onder een gespecificeerde warmtebron, waarbij het onafwakende droogproces niet betrokken was bij deze onderzoeken6,7. Sommige hebben zich gericht op warmte-en vochtoverdracht van het textiel met hete lucht drogen, maar de textiel vochtigheid en temperatuur werden verondersteld uniform te zijn in deze studies8,9,10,11. Bovendien, een paar van deze studies geprobeerd te verkrijgen van de temperatuurverdeling variatie met de tijd voor het bestuderen van de warmte en vochtoverdracht van de textiel onder het opsteken van drogen.
Etemoglu et al.2 ontwikkelde een experimentele opstelling voor het verkrijgen van temperatuur variatie met de tijd van de stof en de totale droogtijd, maar deze opstelling is beperkt tot éénpunts temperatuurmetingen. De initiële vochtgehalte verdeling in de stof wordt ook verwaarloosd in dit soort onderzoek. Wang et al.12 bedoeld om temperatuurverdeling op de stof te verkrijgen door het plakken van thermokoppels op het textiel oppervlak op verschillende punten, maar de oppervlaktetemperatuur verdeling kon niet nauwkeurig worden verkregen met hun methode. Het verkrijgen van een temperatuurverdeling in de lucht-impingement-ruimte op een stof met een gelijkmatige vochtigheids verdeling is belangrijk voor de productie van industrieel printen en verven, en het zal een betere leidraad bieden voor de distributie-en arrangement strategie voor object drogen met een multi-nozzle13. De volgende procedure bevat Details voor het bestuderen van de warmte-en vochtoverdracht van een stof tijdens het wakend droogproces. Het aanvankelijke vochtgehalte wordt goed gecontroleerd om gelijkmatig te worden verdeeld, terwijl de oppervlaktetemperatuur op elk punt van de stof wordt verkregen via de experimentele opstelling.
De experimentele opstelling bestaat uit een heteluchtventilator, een infrarood thermograaf eenheid, een uniform padder systeem en andere hulpinrichtingen. De heteluchtventilator unit levert de hete lucht met een gespecificeerde temperatuur en snelheid in een instelbare richting volgens de experimentele eisen. De infrarood thermograph-eenheid registreert de temperatuur historie van elk verdraaiend droogproces; Zo kan de temperatuur op elk pixel punt van de opgenomen video worden geëxtraheerd met een ondersteunende post-processing tool. Het uniforme padder-systeem regelt de gelijkmatige verdeling van het vochtgehalte op elk punt van de stof. Ten slotte wordt de invloed van luchtimpingement parameters op stof drogen karakteristiek met stof vocht uniforme controlemethode onderzocht. Het proces kan op een reproduceerbare manier worden uitgevoerd volgens het hieronder beschreven standaardprotocol.
Protocol
Representative Results
Discussion
Deze sectie bevat enkele tips die nodig zijn om betrouwbare kwantitatieve resultaten te garanderen. Ten eerste moeten de stof monsters volledig droog worden gehouden om ervoor te zorgen dat de aanvankelijke gewichten correct zijn. Dit is haalbaar via het droogproces (d.w.z. met behulp van een geschikte droog kachel). Indien mogelijk, de omgevingsvochtigheid die constant wordt gehouden, profiteert van het experiment.
Ten tweede moeten de stof monsters goed worden verwerkt om ervoor te zorgen da…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gesteund door het gezamenlijk fonds NSFC-Zhejiang voor de integratie van industrialisatie en informatisering (subsidie nummer U1609205) en de National Natural Science Foundation of China (subsidie nummer 51605443), het belangrijkste onderzoeks-en ontwikkelings project van Provincie Zhejiang (subsidie nummer 2018C01027), het 521 talent project van de Zhejiang Sci-Tech Universiteit, en de Young researchers Foundation of Zhejiang Provincial Top belangrijke academische discipline van de werktuigbouwkunde van de Zhejiang Sci-Tech Universiteit (Grant nummer 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).
