Summary

Controle uniforme da umidade da tela para estudar a influência de parâmetros do impacto do ar em características de secagem da tela

Published: August 19, 2019
doi:

Summary

Apresentado aqui é um protocolo que garante a distribuição uniforme da umidade inicial dentro de um tecido e investiga os efeitos dos parâmetros termodinâmico de ar quente (velocidade, temperatura e direção) e espessura na secagem do tecido características (por exemplo, variação da temperatura) a condição do impacto do ar.

Abstract

A secura de impinging é agora uma maneira amplamente utilizada e eficaz para a secagem da tela devido a seu calor elevado e ao coeficiente de transferência maciça. Estudos prévios sobre secagem de tecidos têm negligenciado as contribuições da uniformidade de umidade e coeficiente de difusão para o processo de secagem; embora, foram mostrados recentemente para ter uma influência significativa em características de secagem. Este relatório esboça um procedimento passo a passo para investigar os efeitos de parâmetros do impacto do ar em características de secagem de um tecido controlando a uniformidade de sua distribuição da umidade da área. Uma unidade do ventilador do ar quente equipada com um bocal ajustável do ângulo é usada para gerar o fluxo de ar com velocidades e temperaturas diferentes quando o processo de secagem for gravado e analisado usando um thermograph infravermelho. Além, um padder uniforme é adaptado para assegurar a uniformidade da umidade da tela. A secagem de impinging é estudada circunstâncias iniciais diferentes mudando a temperatura, a velocidade, e a direção do fluxo de ar, a seguir a aplicabilidade e a adequação do protocolo são avaliados.

Introduction

A secagem de impinging é um método de secagem muito eficaz devido a seu calor elevado, coeficiente de transferência maciça, e tempo de secagem curto. Atraiu a atenção extensiva devido a suas aplicações numerosas que incluem a indústria química, alimento1, matéria têxtil, tingimento2, factura de papel3,4, etc. Agora, a secagem de incidem é amplamente utilizada para suas características melhoradas do transporte, especial para a secagem dos Textiles no processo de ajuste do calor5.

A tela é incidem secada pelo arranjo do bocal para o ajuste do calor. A disposição do bocal afeta a uniformidade da temperatura de secagem, que tem uma influência significativa nas propriedades da tela, na eficiência de secagem, e na superfície da tela diretamente. Assim, é necessário compreender a distribuição da temperatura na superfície de matéria têxtil para projetar uma disposição melhor do bocal. Houve pouca investigação neste campo no presente, embora tenha havido uma abundância de pesquisas sobre o calor e umidade de transferência de desempenho do processo de secagem de tecido até agora. Algumas pesquisas concentraram-se principalmente na evaporação natural de um têxtil uma fonte de calor especificada, na qual o processo de secagem iminente não estava envolvido nesses estudos6,7. Alguns têm se concentrado na transferência de calor e umidade da matéria têxtil com secagem de ar quente, mas a umidade e a temperatura têxteis foram assumidas como uniformes nesses estudos8,9,10,11. Além disso, alguns destes estudos tentaram obter a variação da distribuição da temperatura com o tempo para estudar a transferência do calor e da umidade do Textile a secagem de incidem.

Etemoglu et al.2 desenvolveram uma set-up experimental para a obtenção de variação de temperatura com o tempo do tecido e o tempo total de secagem, mas esta estrutura é limitada a medições de temperatura de ponto único. A distribuição inicial de conteúdo de umidade no tecido também é negligenciada neste tipo de pesquisa. Wang et al.12 destinaram-se a obter distribuição de temperatura no tecido colando termopares na superfície têxtil em vários pontos, mas a distribuição da temperatura superficial não foi capaz de ser obtida com precisão com seu método. A obtenção da distribuição de temperatura na área de impacto do ar em um tecido com distribuição uniforme de umidade é importante para a produção industrial de impressão e tingimento, e fornecerá melhor orientação sobre a estratégia de distribuição e arranjo para o objeto secagem com um bocal multi-13. O procedimento a seguir fornece detalhes para estudar a transferência de calor e umidade de um tecido durante o processo de secagem iminente. O teor de umidade inicial é bem controlado para ser distribuído uniformemente, enquanto a temperatura da superfície em cada ponto do tecido é obtida através da set-up experimental.

A set-up experimental consiste em uma unidade de soprador de ar quente, unidade termográfica infravermelha, sistema padder uniforme e outros dispositivos auxiliares. A unidade do ventilador de ar quente fornece o ar quente com uma temperatura e uma velocidade especificadas em uma direção ajustável de acordo com as exigências experimentais. A unidade termográfica infravermelha registra o histórico de temperatura de cada processo de secagem iminente; assim, a temperatura em cada ponto de pixel do vídeo gravado pode ser extraída com uma ferramenta de pós-processamento de apoio. O sistema uniforme do padder controla a distribuição mesmo do índice de umidade em cada ponto da tela. Finalmente, a influência de parâmetros do choque do ar na secagem da tela característica com método de controle uniforme da umidade da tela é investigada. O processo pode ser realizado de forma reprodutível seguindo o protocolo padrão descrito abaixo.

Protocol

1. equipamento experimental set-up Nota: consulte a Figura 1. Unidade de soprador de ar quente Assegure-se de que o ventilador de ar quente esteja conectado ao bocal de ar através de um encanamento resistente de alta temperatura do silicone que seja calor-isolado com material do asbesto. Ajuste gradualmente o bocal de ar ao ângulo desejável do inclinação para controlar a direção do fluxo de ar. Para este trabalho, o âng…

Representative Results

Os dados apresentados na Figura 2 são contornos típicos de temperatura para o tecido de algodão em diferentes estágios de secagem, a condição de que a velocidade do ar e a temperatura na saída do bocal sejam 20,0 m/s e 120 ° c, respectivamente. Pode ser figurado da Figura 2a, B, C, D que a secagem do impacto do ar, a temperatura decai do centro à periferia e dá forma a jogos de círculos concêntricos. …

Discussion

Esta seção fornece algumas dicas necessárias para garantir resultados quantitativos confiáveis. Primeiramente, os espécimes da tela devem ser mantidos completamente secos para assegurar-se de que os pesos iniciais estejam corretos. Isto é realizável através do processo de secagem (isto é, usando um fogão de secagem apropriado). Se possível, uma umidade do ambiente que é mantida constante beneficia o experimento.

Em segundo lugar, os espécimes da tela devem ser bem processados para…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi apoiado pelo fundo conjunto NSFC-Zhejiang para a integração de industrialização e informatização (número de subvenção U1609205) e Fundação Nacional de ciências naturais da China (número 51605443), o projeto-chave de pesquisa e desenvolvimento de Província de Zhejiang (Grant Number 2018C01027), o 521 projeto de talento da Universidade de Zhejiang Sci-Tech, e os jovens pesquisadores Fundação de Zhejiang Provincial top chave acadêmica disciplina de engenharia mecânica da Universidade de Zhejiang Sci-Tech (Grant número 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).

Play Video

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).

View Video