Name: fabric moisture uniform control to study the influence of air impingement parameters on fabric drying characteristics
Uploaded: 2019-08-19T14:00:00
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Ces travaux ont été soutenus par le Fonds conjoint NSFC-Zhejiang pour l'intégration de l'industrialisation et de l'informatisation (numéro de subvention U1609205) et la National Natural Science Foundation of China (numéro de subvention 51605443), le projet clé de recherche et de développement de Zhejiang Province (numéro de subvention 2018C01027), le 521 Talent Project de l'Université Zhejiang Sci-Tech, et la Young Researchers Foundation of Zhejiang Provincial Top Key Academic Discipline of Mechanical Engineering of Zhejiang Sci-tech University (subvention numéro ZSTUME02B13).

1. Installation expérimentale de plate-forme
REMARQUE: Voir Figure 1.
<ol><li>Unité de souffleur d'air chaud
	<ol>
<li>Assurez-vous que la souffleuse d'air chaud est reliée à la buse d'air par un pipeline de silicone résistant à haute température qui est isolé à la chaleur avec du matériau d'amiante. Ajustez graduellement la buse d'air à l'angle d'inclinaison souhaitable pour contrôler la direction du débit d'air. Pour cette œuvre,...

<ol>
	<li>Wang, G., Deng, Y., Xu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+air+jet+impingement+drying+of+okara+using+response+surface+methodology.">Optimization of air jet impingement drying of okara using response surface methodology.</a> Food Control. 59, 743-749 (2016).</li><li>Etemoglu, A. B., Ulcay, Y., Can, M., Avci, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+modelling+of+combined+diffusion+of+heat+and+mass+transfer+through+fabrics.">Mathematical modelling of combined diffusion of heat and mass transfer through fabrics.</a> Fibers and Polymers. 10 (2), 252-259 (2009).</li><li>Di, M. P., Frigo, S., Gabbrielli, R., Pecchia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+modelling+and+energy+performance+assessment+of+air+impingement+drying+systems+for+the+production+of+tissue+paper.">Mathematical modelling and energy performance assessment of air impingement drying systems for the production of tissue paper.</a> Energy. 114 (2), 201-213 (2016).</li><li>Xiao, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drying+kinetics+and+quality+of+Monukka+seedless+grapes+dried+in+an+air-impingement+jet+dryer.">Drying kinetics and quality of Monukka seedless grapes dried in an air-impingement jet dryer.</a> Biosystems Engineering. 105 (2), 233-240 (2010).</li><li>Gu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+on+optimum+temperature+value+setting+for+the+heat-setting+process+based+on+PSO.">Study on optimum temperature value setting for the heat-setting process based on PSO.</a> 3rd International Conference on Advances in Energy, Environment and Chemical Engineering. 69, (2017).</li><li>Aihua, M., Yi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numerical+heat+transfer+coupled+with+multidimensional+liquid+moisture+diffusion+in+porous+textiles+with+a+measurable-parameterized+model.">Numerical heat transfer coupled with multidimensional liquid moisture diffusion in porous textiles with a measurable-parameterized model.</a> Numerical Heat Transfer Part A - Applications. 56 (3), 246-268 (2009).</li><li>Angelova, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+and+mass+transfer+through+outerwear+clothing+for+protection+from+cold:+influence+of+geometrical,+structural+and+mass+characteristics+of+the+textile+layers.">Heat and mass transfer through outerwear clothing for protection from cold: influence of geometrical, structural and mass characteristics of the textile layers.</a> Textile Research Journal. 87 (9), 1060-1070 (2017).</li><li>Wei, Y., Hua, J., Ding, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mathematical+model+for+simulating+heat+and+moisture+transfer+within+porous+cotton+fabric+drying+inside+the+domestic+air-vented+drum+dryer.">A mathematical model for simulating heat and moisture transfer within porous cotton fabric drying inside the domestic air-vented drum dryer.</a> The Journal of The Textile Institute. 108 (6), 1074-1084 (2016).</li><li>Cay, A., Gurlek, G., Oglakcioglu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+and+modeling+of+drying+behavior+of+knitted+textile+materials.">Analysis and modeling of drying behavior of knitted textile materials.</a> Drying Technology. 35 (4), 509-521 (2017).</li><li>Neves, S. F., Campos, J. B. L. M., Mayor, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+determination+of+parameters+required+for+numerical+studies+of+heat+and+mass+transfer+through+textiles+-+Methodologies+and+experimental+procedures.">On the determination of parameters required for numerical studies of heat and mass transfer through textiles - Methodologies and experimental procedures.</a> International Journal of Heat and Mass Transfer. 81, 272-282 (2015).</li><li>Sousa, L. H. C. D., Motta Lima, O. C., Pereira, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+drying+kinetics+and+moisture+distribution+in+convective+textile+fabric+drying.">Analysis of drying kinetics and moisture distribution in convective textile fabric drying.</a> Drying Technology. 24 (4), 485-497 (2006).</li><li>Wang, X., Li, W., Xu, W., Wang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+on+the+Surface+Temperature+of+Fabric+in+the+Process+of+Dynamic+Moisture+Liberation.">Study on the Surface Temperature of Fabric in the Process of Dynamic Moisture Liberation.</a> Fibers and Polymers. 15 (11), 2437-2440 (2014).</li><li>Qian, M., Wang, J. H., Xiang, Z., Zhao, Z. W., Hu, X. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+and+moisture+transfer+performance+of+thin+cotton+fabric+under+impingement+drying.">Heat and moisture transfer performance of thin cotton fabric under impingement drying.</a> Textile Research Journal. , (2018).</li><li>Rafael, C. G., Richard, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Digital image processing. , (2007).</li></ol>

Cette section fournit quelques conseils nécessaires pour assurer des résultats quantitatifs fiables. Tout d'abord, les spécimens de tissu doivent être maintenus complètement secs pour s'assurer que les poids initiaux sont corrects. Ceci est réalisable grâce au processus de séchage (c.-à-d. à l'aide d'un poêle à sec approprié). Si possible, une humidité de l'environnement qui est maintenue en permanence profite à l'expérience.
Deuxièmement, les spécimens de tissu doivent être...

L'empiètement est une méthode de séchage très efficace en raison de sa chaleur élevée, de son coefficient de transfert de masse et de son temps de séchage court. Il a attiré l'attention étendue en raison de ses nombreuses applications, y compris l'industrie chimique, l'alimentation1, textile, teinture2, fabrication de papier3,4, etc. Maintenant, empiéter le séchage est employé couramment pour ses caractéristiques améliorées de transport, particulièrement pour le séchage des textiles dans le processus de réglage de chaleur5.
Le tissu empiète sur le lys séché par le tableau de la buse pour le réglage de la chaleur. La disposition de la buse affecte l'uniformité de la température de séchage, qui a une influence significative sur les propriétés du tissu, l'efficacité du séchage, et sur la surface du tissu directement. Ainsi, il est nécessaire de comprendre la répartition de la température sur la surface textile pour concevoir un meilleur tableau de buse. Il y a eu peu d'études dans ce domaine à l'heure actuelle, bien qu'il y ait eu beaucoup de recherches sur la chaleur et la performance de transfert d'humidité du processus de séchage du tissu jusqu'à présent. Certaines recherches ont principalement porté sur l'évaporation naturelle d'un textile sous une source de chaleur spécifiée, dans laquelle le processus de séchage enemplantn n'a pas été impliqué dans ces études6,7. Certains ont mis l'accent sur le transfert de chaleur et d'humidité du textile avec le séchage à l'air chaud, mais l'humidité du textile et la température ont été supposés être uniformes dans ces études8,9,10,11. En outre, quelques-unes de ces études ont tenté d'obtenir la variation de la répartition de la température avec le temps pour étudier le transfert de chaleur et d'humidité du textile sous empiètement du séchage.
Etemoglu et coll.2 ont mis au point une configuration expérimentale pour obtenir une variation de température avec le temps du tissu et le temps de séchage total, mais cette configuration est limitée aux mesures de température à un seul point. La distribution initiale de la teneur en humidité dans le tissu est également négligée dans ce type de recherche. Wang et coll.12 avaient l'intention d'obtenir une distribution de température sur le tissu en plantant des thermocouples sur la surface du textile à divers points, mais la répartition de la température de surface n'a pas pu être obtenue avec précision avec leur méthode. L'obtention de la distribution de température à la zone d'empiètement d'air sur un tissu avec la distribution même d'humidité est importante pour la production industrielle d'impression et de teinture, et elle fournira de meilleurs conseils sur la stratégie de distribution et d'arrangement pour l'objet séchage avec une buse multi-buse13. La procédure suivante fournit des détails pour étudier le transfert de chaleur et d'humidité d'un tissu pendant le processus de séchage d'empiètement. La teneur initiale en humidité est bien contrôlée pour être répartie uniformément, tandis que la température de surface à chaque point du tissu est obtenue par l'intermédiaire de la configuration expérimentale.
La configuration expérimentale se compose d'une unité de souffleur d'air chaud, d'une unité thermographique infrarouge, d'un système de padder uniforme et d'autres dispositifs auxiliaires. L'unité de souffleur d'air chaud fournit l'air chaud avec une température et une vitesse spécifiées dans une direction réglable selon les exigences expérimentales. L'unité thermographique infrarouge enregistre l'historique de température de chaque processus de séchage enemplant; ainsi, la température à chaque point de pixel de la vidéo enregistrée peut être extraite avec un outil de post-traitement de support. Le système de padder uniforme contrôle la distribution uniforme de la teneur en humidité à chaque point du tissu. Enfin, l'influence des paramètres d'empiètement de l'air sur le séchage des tissus caractéristique avec la méthode de contrôle uniforme de l'humidité du tissu sont étudiés. Le processus peut être effectué de manière reproductible selon le protocole standard décrit ci-dessous.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Air Blower</td>
			<td>Zhejiang jiaxing hanglin electromechanical equipment co., Ltd.</td>
			<td>HLJT-3380-TX10A-0.55</td>
			<td>Air Volume: 900 m3/s;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anemometer</td>
			<td>KIMO</td>
			<td>MP210</td>
			<td>Measurement range: 0-40 m/s; Accuracy: &#177;0.1 m/s</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drying stove</td>
			<td>Shanghai Shangyi Instrument Equipment Co., Ltd.</td>
			<td>DHG 101-0A</td>
			<td>precision: 1 &#176;C; Temperature control range:10-300 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electronic Balance</td>
			<td>Hangzhou Wante Weighing Instrument Co., Ltd.</td>
			<td>WT1002</td>
			<td>Precision: 1 &#176;C; Range: 100 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fabric Style Measuring Instrument</td>
			<td>SDL Atlas</td>
			<td>M293</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fabric Touch Tester</td>
			<td>SDLATLAS Ltd</td>
			<td></td>
			<td>Fabric thickness tester</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High thermal resistance board</td>
			<td>Baiqiang</td>
			<td></td>
			<td>Flame resistance, Heat resistance is greater than 200 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-temperature resistant silicon pipeline</td>
			<td>Kamoer</td>
			<td>18#</td>
			<td>Temperature range: -60-200 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared Thermogragh</td>
			<td>Hangzhou Meisheng Infrared 
			Optoelectronic Technology Co., Ltd.</td>
			<td>R60-1009</td>
			<td>Temperature measuring range: -20-410 &#176;C; Maximum measuring error: &#177;2 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Padder</td>
			<td>Yabo textile machinery co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Roller pressure: 0.03-0.8 MPa; Stable pressure; Easy adjustment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Personal Computer</td>
			<td>Lenovo Group.</td>
			<td>L460</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature Sensor</td>
			<td>Taiwan TES electronic industry co., Ltd.</td>
			<td>1311A</td>
			<td>resolution: 1 &#176;C; Temperature measuring range: -50-1350 &#176;C</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabric moisture uniform control to study the influence of air impingement parameters on fabric drying characteristics

L'empiètement de la sécheresse est maintenant un moyen largement utilisé et efficace pour le séchage du tissu en raison de sa chaleur élevée et le coefficient de transfert de masse. Des études antérieures sur le séchage des tissus ont négligé les contributions de l'uniformité de l'humidité et du coefficient de diffusion au processus de séchage; cependant, ils ont récemment été montrés pour avoir une influence significative sur des caractéristiques de séchage. Le présent rapport décrit une procédure étape par étape pour étudier les effets des paramètres d'empiétement de l'air sur les caractéristiques de séchage d'un tissu en contrôlant l'uniformité de sa répartition de l'humidité de la zone. Une unité de souffleur d'air chaud équipée d'une buse réglable par angle est utilisée pour générer un flux d'air avec différentes vitesses et températures pendant que le processus de séchage est enregistré et analysé à l'aide d'un thermographe infrarouge. De plus, un padder uniforme est adapté pour assurer l'uniformité de l'humidité du tissu. L'empiètement est étudié dans différentes conditions initiales en modifiant la température, la vitesse et la direction du débit d'air, puis l'applicabilité et la pertinence du protocole sont évaluées.

Les données présentées à la figure 2 sont des contours de température typiques pour le tissu de coton à différents stades de séchage à l'condition que la vitesse de l'air et la température à la sortie de la buse sont de 20,0 m/s et de 120 oC, respectivement. Il peut être figuré à partir de la figure 2A,B,C,D que sous l'empiètement de l'air, la température se désintègre du centre à la périphér...

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Fabric Moisture Uniform Control to Study the Influence of Air Impingement Parameters on Fabric Drying Characteristics

Présenté ici est un protocole qui garantit une distribution uniforme de l'humidité initiale à l'intérieur d'un tissu et étudie les effets des paramètres thermodynamiques à air chaud (vitesse, température et direction) et l'épaisseur sur le séchage du tissu caractéristiques (p. ex., variation de température) dans l'état d'empiètement de l'air.

Contrôle uniforme de l'humidité du tissu pour étudier l'influence des paramètres d'empiètement de l'air sur les caractéristiques de séchage des tissus

Impinging dryness is now a widely used and effective way for fabric drying due to its high heat and mass transfer coefficient. Previous studies on fabric ...

Ce protocole fournit une méthode d’analyse des performances de séchage basée sur la distribution de la température de surface au lieu de la température à un point, qui est la voie traditionnelle. Dans ce cadre, nous avons développé une technique pour obtenir une distribution uniforme de l’humidité dans le tissu pour étudier les performances de séchage du tissu et l’empiage de l’air. Cette méthode pourrait donner un aperçu du séchage des textiles dans le processus d’incitation à la chaleur, et elle pourrait être appliquée dans l’industrie du séchage du papier.Pour commencer, commencez à chauffer un four à 120 degrés Celsius. Laissez sécher à cette température pendant 30 minutes. Pendant ce temps, assurez-vous qu’un souffleur d’air chaud est relié à une buse d’air.Pendant environ 30 secondes, déplacez lentement la buse d’air entre 60 et 90 degrés par rapport à la position de l’échantillon. Ensuite, allumez le ventilateur du souffleur d’air, puis fournissez de l’énergie au fil de résistance de l’élément chauffant. Ajustez le courant jusqu’à ce que la température de l’air désirée soit atteinte.La buse et l’air peuvent être très chauds. Ne touchez pas la buse et évitez de diriger le souffleur d’air chaud directement sur votre corps pendant l’expérience. Ensuite, maintenez une sonde anémométrique perpendiculaire à la buse d’air et mesurez la vitesse de l’air.Ajustez la vitesse de rotation du ventilateur pour atteindre la vitesse désirée. Après cela, couvrez la buse d’air avec le couvercle d’isolation thermique pour protéger la zone de l’échantillon pendant la configuration. Montez ensuite une caméra thermographique infrarouge à environ un mètre au-dessus de la buse d’air.Connectez la caméra thermographic à un ordinateur et ouvrez le logiciel d’instrument. Ensuite, utilisez un luminaire de plaque d’aiguille pour monter l’échantillon de tissu standard 30 millimètres au-dessus de la sortie de buse d’air. Concentrez la caméra sur le tissu.Ensuite, réglez l’unité de température à degrés Celsius, l’éclat thermique à 0,95, l’humidité relative ambiante à 50%la température ambiante à 25 degrés Celsius, et la distance entre l’objet mesuré et la caméra à 1,5 mètres. Ensuite, confirmez que le système de padder uniforme est relié à un compresseur d’air. Démarrez le compresseur et réglez sa puissance maximale à 0,8 mégapascal.Ajustez manuellement les régulateurs de pression pour les cylindres de pince pour s’assurer que la pression sera égale des deux côtés du rouleau supérieur. Placez un échantillon de tissu pré-pesé saturé d’eau sur le rouleau supérieur et exécutez le padder uniforme. Éteignez le padder par la suite et confirmez que la teneur en humidité est même tout au long de l’échantillon.Enfin, une fois le four sec, réglez-le à la température de séchage de l’échantillon. Pour commencer à préparer l’échantillon de tissu, coupez un carré de tissu de 400 millimètres par 280 millimètres et séchez-le au four pendant environ trois heures. Peser le tissu sec, puis le tremper dans l’eau pendant cinq minutes.Allumez ensuite le padder et réglez la pression initiale désirée. Déposer le tissu saturé sur le rouleau supérieur du padder uniforme. Une fois que l’échantillon passe à travers les rouleaux, récupérer l’échantillon et éteindre le padder.Pesez l’échantillon de tissu humide et calculez la teneur en humidité. Si nécessaire, séchez les rouleaux avec une serviette en papier et exécutez à nouveau le tissu à travers le padder uniforme jusqu’à ce que la teneur en humidité désirée soit atteinte. Ensuite, confirmez que la température et la vitesse du souffleur d’air sont réglées correctement et que la buse est recouverte de la planche isolante thermique.Montez l’échantillon dans le montage de plaque d’aiguille et commencez à enregistrer la température d’échantillon avec la caméra thermographic. Retirer le couvercle isolant pour que l’air chaud emprne sur la face inférieure de l’échantillon. Surveillez l’augmentation de la température du tissu sur l’ordinateur.Une fois que la température est approximativement stable pendant au moins 30 secondes, le tissu a séché au niveau cible. Arrêtez d’enregistrer la température, couvrez la buse avec le couvercle isolant pour la chaleur et retirez l’échantillon de l’appareil. Définissez la zone cible dans la vidéo pour analyse et extrayez les données de température.Naviguez à travers la vidéo, et enregistrer des images individuelles à partir de points notables dans le temps que les images pseudocolores. Convertissez les cadres enregistrés en gris et identifiez la valeur d’intensité du tissu proche de la température de l’air chaud. Binarize les images à échelle grise en utilisant cette valeur comme seuil pour afficher les régions sèches.Ce tissu de coton a montré une décomposition claire de température du centre de la périphérie sous le séchage d’air-empiage. Le centre du tissu de séchage a atteint une température stable après 20 secondes de chauffage. Un chauffage minimal a été observé aux bords de la zone d’empiage.L’augmentation de la température de l’air emprisonné a accéléré le temps de sécheresse, tout comme l’augmentation de la vitesse de l’air. L’épaisseur du tissu a également considérablement affecté le temps de séchage. Les angles d’empiissement de l’air sous 75 degrés ont considérablement diminué la température au centre de séchage, et ont augmenté le temps à la sécheresse.Les angles d’empiage de l’air sous 75 degrés correspondent également à de plus petites zones d’empiage. L’analyse de binarisation a prouvé qu’un angle d’empiage de 70 degrés a réduit la zone de séchage d’environ 20% et un angle de 65 degrés a réduit la zone d’environ 40% par rapport à un angle de 90 degrés. Les clés pour obtenir la performance de séchage précise du tissu vu est la distribution égale de la teneur initiale en humidité et la mesure contiguë de la température de surface.La recherche ouvre la voie à de futures études sur les caractéristiques de séchage des matériaux de feuilles, tels que le tissu et le papier.

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Engineering

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