Summary

Fabric Moisture Uniform Control zur Untersuchung des Einflusses von Luftimpingement-Parametern auf die Stofftrocknungseigenschaften

Published: August 19, 2019
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Summary

Hier wird ein Protokoll vorgestellt, das eine gleichmäßige Verteilung der Anfangsfeuchtigkeit innerhalb eines Gewebes garantiert und die Auswirkungen der thermodynamischen Parameter (Geschwindigkeit, Temperatur und Richtung) und dicke Haut des Gewebes auf die Trocknung des Gewebes untersucht. (z. B. Temperaturschwankungen) unter der Bedingung der Lufteinschlagsung.

Abstract

Die einwirkende Trockenheit ist heute aufgrund des hohen Wärme- und Massenübergangskoeffizienten eine weit verbreitete und effektive Möglichkeit zur Gewebetrocknung. Frühere Studien zur Gewebetrocknung haben die Beiträge der Feuchtigkeitsgleichmäßigkeit und des Diffusionskoeffizienten zum Trocknungsprozess vernachlässigt; jedoch haben sie in letzter Zeit nachweislich einen erheblichen Einfluss auf die Trocknungseigenschaften. Dieser Bericht skizziert ein schrittweises Verfahren zur Untersuchung der Auswirkungen von Lufteindrungsparametern auf die Trocknungseigenschaften eines Gewebes durch Kontrolle der Homogenität seiner Flächenfeuchteverteilung. Eine Heißluftgebläseeinheit, die mit einer winkelverstellbaren Düse ausgestattet ist, wird verwendet, um Luftstrom mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Temperaturen zu erzeugen, während der Trocknungsprozess mit einem Infrarot-Thermographen aufgezeichnet und analysiert wird. Darüber hinaus wird ein einheitlicher Padder angepasst, um die Feuchtigkeitsgleichmäßigkeit des Gewebes zu gewährleisten. Das Imping-Trocknen wird unter verschiedenen Ausgangsbedingungen untersucht, indem die Luftstromtemperatur, -geschwindigkeit und -richtung geändert werden, dann werden die Anwendbarkeit und Eignung des Protokolls bewertet.

Introduction

Das Imping-Trocknen ist aufgrund der hohen Hitze, des Massenübergangskoeffizienten und der kurzen Trocknungszeit ein sehr effektives Trocknungsverfahren. Es hat aufgrund seiner zahlreichen Anwendungen wie chemischeIndustrie, Lebensmittel 1, Textil, Färben2,Papierherstellung3,4, etc. große Aufmerksamkeit erregt. Jetzt ist die impingierende Trocknung für seine verbesserten Transporteigenschaften weit verbreitet, insbesondere für die Trocknung von Textilien im Wärmeeinstellprozess5.

Stoff wird durch das Düsenarray für die Wärmeeinstellung getrocknet. Das Düsenlayout wirkt sich auf die Gleichmäßigkeit der Trocknungstemperatur aus, die einen erheblichen Einfluss auf die Gewebeeigenschaften, die Trocknungseffizienz und direkt auf die Gewebeoberfläche hat. Daher ist es notwendig, die Temperaturverteilung auf der textilen Oberfläche zu verstehen, um ein besseres Düsenarray zu entwerfen. In diesem Bereich wurde bisher nur wenig untersucht, obwohl bisher viel über die Wärme- und Feuchtigkeitsübertragungsleistung des Gewebetrocknungsprozesses geforscht wurde. Einige Forschungen konzentrierten sich hauptsächlich auf die natürliche Verdunstung eines Textils unter einer bestimmten Wärmequelle, bei der der einschneidende Trocknungsprozess in diesen Studien nicht beteiligt war6,7. Einige haben sich auf Wärme- und Feuchtigkeitsübertragung des Textils mit Heißlufttrocknung konzentriert, aber die textile Feuchtigkeit und Temperatur wurden in diesen Studien als einheitlich angenommen8,9,10,11angenommen. Darüber hinaus versuchten einige dieser Studien, die Temperaturverteilungsvariation mit der Zeit für die Untersuchung der Wärme- und Feuchtigkeitsübertragung des Textils unter einwirkender Trocknung zu erhalten.

Etemoglu et al.2 entwickelten eine Versuchseinrichtung zur Erzielung von Temperaturschwankungen mit der Zeit des Gewebes und der Gesamttrocknungszeit, aber diese Einrichtung beschränkt sich auf Einpunkt-Temperaturmessungen. Die anfängliche Feuchtigkeitsgehaltverteilung im Gewebe wird auch bei dieser Art der Forschung vernachlässigt. Wang et al.12 beabsichtigten, die Temperaturverteilung auf dem Gewebe durch Ankleben von Thermoelementen auf der textilen Oberfläche an verschiedenen Stellen zu erhalten, aber die Oberflächentemperaturverteilung konnte mit ihrem Verfahren nicht genau ermittelt werden. Die Beschaffung der Temperaturverteilung im Lufteindringbereich auf einem Gewebe mit gleichmäßiger Feuchtigkeitsverteilung ist wichtig für die industrielle Druck- und Färbeproduktion und wird eine bessere Anleitung für die Verteilungs- und Anordnungsstrategie für Objekte bieten. Trocknung mit einer Multidüse13. Das folgende Verfahren enthält Details, um die Wärme- und Feuchtigkeitsübertragung eines Gewebes während des einschneidenden Trocknungsprozesses zu untersuchen. Der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt ist gut kontrolliert, um gleichmäßig verteilt zu werden, während die Oberflächentemperatur an jedem Punkt des Gewebes über den Versuchsaufbau ermittelt wird.

Der Versuchsaufbau besteht aus einer Heißluftgebläseeinheit, einer Infrarot-Thermographeneinheit, einem einheitlichen Padder-System und anderen Hilfsgeräten. Das Heißluftgebläse versorgt die Heißluft mit einer bestimmten Temperatur und Geschwindigkeit in einstellbarer Richtung entsprechend den experimentellen Anforderungen. Die Infrarot-Thermographeneinheit zeichnet die Temperaturhistorie jedes einschneidenden Trocknungsprozesses auf; So kann die Temperatur an jedem Pixelpunkt des aufgenommenen Videos mit einem unterstützenden Nachbearbeitungswerkzeug extrahiert werden. Das einheitliche Paddersystem steuert die gleichmäßige Verteilung des Feuchtigkeitsgehalts an jedem Punkt des Gewebes. Schließlich wird der Einfluss von Lufteindrungsparametern auf die Gewebetrocknungscharakteristik mit gewebefeuchtigkeitsgleichmäßiger Kontrollmethode untersucht. Der Prozess kann reproduzierbar nach dem unten beschriebenen Standardprotokoll durchgeführt werden.

Protocol

1. Versuchsanlage-Einrichtung HINWEIS: Siehe Abbildung 1. Heißluftgebläseeinheit Stellen Sie sicher, dass der Heißluftgebläse durch eine hochtemperaturbeständige Silikonpipeline, die mit Asbestmaterial wärmeisoliert ist, mit der Luftdüse verbunden ist. Stellen Sie die Luftdüse schrittweise auf den gewünschten Neigungswinkel ein, um die Luftströmungsrichtung zu steuern. Bei dieser Arbeit schwankte der Neigungswinkel <e…

Representative Results

Bei den in Abbildung 2 dargestellten Daten handelt es sich um typische Temperaturkonturen für Baumwollgewebe in verschiedenen Trocknungsstufen unter der Voraussetzung, dass Luftgeschwindigkeit und Temperatur am Düsenauslass 20,0 m/s bzw. 120 °C betragen. Aus Abbildung 2 A,B,C,D kann entnommen werden, dass unter der Lufteindrinstrocknung die Temperatur vom Zentrum zur Peripherie abfällt und Sätze konzentrisch…

Discussion

Dieser Abschnitt enthält einige Tipps, die notwendig sind, um zuverlässige quantitative Ergebnisse zu gewährleisten. Zunächst müssen die Gewebeproben vollständig trocken gehalten werden, um sicherzustellen, dass die Anfangsgewichte korrekt sind. Dies ist durch den Trocknungsprozess (d.h. mit einem geeigneten Trockenofen) erreichbar. Wenn möglich, profitiert eine konstant gehaltene Umgebungsfeuchtigkeit vom Experiment.

Zweitens müssen die Gewebeproben gut verarbeitet sein, um sicherzust…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde durch den NSFC-Zhejiang Joint Fund for the Integration of Industrialization and Informatization (Grant-Nummer U1609205) und die National Natural Science Foundation of China (Grant-Nummer 51605443), das Schlüsselforschungs- und Entwicklungsprojekt der Die Provinz Zhejiang (Fördernummer 2018C01027), das 521 Talent Project der Zhejiang Sci-Tech University und die Young Researchers Foundation of Zhejiang Provincial Top Key Academic Discipline of Mechanical Engineering der Zhejiang Sci-tech University (Stipendium 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

  1. Wang, G., Deng, Y., Xu, X. Optimization of air jet impingement drying of okara using response surface methodology. Food Control. 59, 743-749 (2016).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Cay, A., Gurlek, G., Oglakcioglu, N. Analysis and modeling of drying behavior of knitted textile materials. Drying Technology. 35 (4), 509-521 (2017).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Rafael, C. G., Richard, E. W. . Digital image processing. , (2007).

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Cite This Article
Xiang, Z., Huang, Y., Hu, X., Qian, M., Zhao, Z. Fabric Moisture Uniform Control to Study the Influence of Air Impingement Parameters on Fabric Drying Characteristics. J. Vis. Exp. (150), e59522, doi:10.3791/59522 (2019).

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