Control uniforme de la humedad de la tela para estudiar la influencia de los parámetros de impacto del aire en las características de secado de la tela
Summary
Aquí se presenta un protocolo que garantiza una distribución uniforme de la humedad inicial dentro de un tejido e investiga los efectos de los parámetros termodinámicos de aire caliente (velocidad, temperatura y dirección) y el espesor en el secado de la tela características (por ejemplo, variación de temperatura) bajo la condición de impedimento del aire.
Abstract
La impinging dryness es ahora una forma ampliamente utilizada y eficaz para el secado de la tela debido a su alto coeficiente de transferencia de calor y masa. Estudios anteriores sobre el secado de tejidos han descuidado las contribuciones de la uniformidad de la humedad y el coeficiente de difusión al proceso de secado; sin embargo, recientemente se ha demostrado que tienen una influencia significativa en las características de secado. Este informe describe un procedimiento paso a paso para investigar los efectos de los parámetros de impacto del aire en las características de secado de un tejido mediante el control de la uniformidad de su distribución de humedad de área. Una unidad sopladora de aire caliente equipada con una boquilla ajustable en ángulo se utiliza para generar flujo de aire con diferentes velocidades y temperaturas, mientras que el proceso de secado se registra y analiza utilizando un termógrafo infrarrojo. Además, un padder uniforme está adaptado para garantizar la uniformidad de humedad de la tela. El secado de imnivel se estudia en diferentes condiciones iniciales cambiando la temperatura, la velocidad y la dirección del flujo de aire, luego se evalúa la aplicabilidad y la idoneidad del protocolo.
Introduction
La impinging secado es un método de secado muy eficaz debido a su alto calor, coeficiente de transferencia de masa y tiempo de secado corto. Ha atraído una amplia atención debido a susnumerosas aplicaciones incluyendo la industria química, alimentos 1, textil, teñido2, fabricación de papel3,4,etc. Ahora, el secado de impacto es ampliamente utilizado por sus características de transporte mejoradas, especialmente para el secado de textiles en el proceso de ajuste de calor5.
La tela está afectando a la matriz de boquillas seca para el ajuste de calor. El diseño de la boquilla afecta a la uniformidad de la temperatura de secado, lo que tiene una influencia significativa en las propiedades de la tela, la eficiencia de secado y en la superficie de la tela directamente. Por lo tanto, es necesario entender la distribución de la temperatura en la superficie textil para diseñar una mejor matriz de boquillas. Ha habido poca investigación en este campo en la actualidad, aunque ha habido un montón de investigación sobre el rendimiento de transferencia de calor y humedad del proceso de secado de la tela hasta ahora. Algunas investigaciones se han centrado principalmente en la evaporación natural de un textil bajo una fuente de calor especificada, en la que el proceso de secado que impedía no participó en estos estudios6,7. Algunos se han centrado en el calor y la transferencia de humedad del textil con secado al aire caliente, pero se suponía que la humedad y la temperatura del textil eran uniformes en estos estudios8,9,10,11. Además, algunos de estos estudios intentaron obtener la variación de distribución de la temperatura con tiempo para estudiar la transferencia de calor y humedad del textil bajo el secado que impida.
2 desarrollaron una configuración experimental para obtener la variación de la temperatura con el tiempo de la tela y el tiempo total de secado, pero esta configuración se limita a las mediciones de temperatura de un solo punto. La distribución inicial del contenido de humedad en el tejido también se descuida en este tipo de investigación. 12 destinado a obtener la distribución de la temperatura en la tela pegando termopares en la superficie textil en varios puntos, pero la distribución de la temperatura superficial no fue capaz de obtenerse con precisión con su método. La obtención de la distribución de la temperatura en el área de impacto del aire en un tejido con distribución uniforme de humedad es importante para la impresión industrial y la producción de teñido, y proporcionará una mejor orientación sobre la estrategia de distribución y disposición para el objeto secado con una boquilla múltiple13. El siguiente procedimiento proporciona detalles para estudiar la transferencia de calor y humedad de un tejido durante el proceso de secado. El contenido inicial de humedad está bien controlado para ser distribuido uniformemente, mientras que la temperatura superficial en cada punto de la tela se obtiene a través de la configuración experimental.
La configuración experimental consiste en una unidad de soplador de aire caliente, unidad de termógrafo infrarrojo, sistema de padder uniforme y otros dispositivos auxiliares. La unidad soplador de aire caliente suministra al aire caliente una temperatura y velocidad especificadas en una dirección ajustable de acuerdo con los requisitos experimentales. La unidad termográfica infrarroja registra el historial de temperatura de cada proceso de secado que afecta; por lo tanto, la temperatura en cada punto de píxel del vídeo grabado se puede extraer con una herramienta de postprocesamiento de apoyo. El sistema de padder uniforme controla la distribución uniforme del contenido de humedad en cada punto de la tela. Por último, se investiga la influencia de los parámetros de impacto del aire en la característica de secado de la tela con el método de control uniforme de la humedad de la tela. El proceso se puede llevar a cabo de forma reproducible siguiendo el protocolo estándar descrito a continuación.
Protocol
Representative Results
Discussion
Esta sección proporciona algunos consejos necesarios para garantizar resultados cuantitativos fiables. En primer lugar, las muestras de tela deben mantenerse completamente secas para garantizar que los pesos iniciales sean correctos. Esto se puede lograr a través del proceso de secado (es decir, el uso de una estufa de secado adecuada). Si es posible, una humedad ambiental que se mantiene constante beneficia al experimento.
En segundo lugar, las muestras de tela deben ser bien procesadas par…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por el Fondo Conjunto NSFC-Zhejiang para la Integración de la Industrialización e Informatización (número de subvención U1609205) y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (número de subvención 51605443), el Proyecto Clave de Investigación y Desarrollo de Zhejiang Province (número de subvención 2018C01027), el 521 Talent Project de la Universidad Sci-Tech de Zhejiang, y la Young Researchers Foundation de Zhejiang Provincial Top Key Academic Discipline of Mechanical Engineering of Zhejiang Sci-tech University (subvención 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 |
Referencias
- 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).
