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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本研究は、工業化と情報化の統合のためのNSFC-浙江共同基金(助成番号U1609205)と中国国家自然科学財団(助成番号51605443)の主要研究開発プロジェクトの支援を受けました。浙江省(助成番号2018C01027)、浙江科学技術大学の521人材プロジェクト、浙江省の若手研究者財団(助成)の浙江省の機械工学のトップキー学問分野(助成番号 ZSTUME02B13)。

1. 実験的なリグのセットアップ
注:図 1を参照してください。
<ol><li>ホットエアブロワユニット
	<ol>
<li>熱風送風器がアスベスト材料で断熱されている高温耐性シリコーンパイプラインを介して空気ノズルに接続されていることを確認します。空気ノズルを望ましい傾斜角に徐々に調整し、空気の流れの方向を制御します。この研究で?...

<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>

このセクションでは、信頼性の高い定量的な結果を確実にするために必要なヒントをいくつか紹介します。まず、生地の標本は、最初の重量が正しいことを確認するために完全に乾燥したままにする必要があります。これは、乾燥プロセスを通じて達成可能である(すなわち、適切な乾燥ストーブを使用して)。可能であれば、一定に保たれている環境湿度は実験に利益をもたらす。
<p class=...

衝突乾燥は、高熱、質量移動係数、短い乾燥時間に起因する非常に効果的な乾燥方法です。化学産業、食品1、繊維、染色2、製紙3、4など、数多くの用途で大きな注目を集めています。現在、インピング乾燥は、特に熱設定プロセス5における繊維の乾燥のために、その強化された輸送特性のために広く使用されています。
ファブリックは、熱設定のためのノズルアレイによって乾燥を妨げている。ノズルレイアウトは、生地の特性、乾燥効率、および生地表面に直接大きな影響を与える乾燥温度の均一性に影響を与えます。したがって、より良いノズルアレイを設計するために、繊維表面上の温度分布を理解する必要があります。これまで、生地乾燥工程の熱・水分伝達性能に関する研究は数多く行われてきましたが、この分野での調査はほとんどありませんでした。いくつかの研究は、主に特定の熱源の下で繊維の自然な蒸発に焦点を当てています, その中で、衝突乾燥プロセスは、これらの研究に関与していない 6,7.いくつかは熱風乾燥と繊維の熱と水分の移動に焦点を当てていますが、繊維の水分と温度は、これらの研究8、9、10、11で均一であると仮定しました。さらに、これらの研究のいくつかは、乾燥を妨げ下の繊維の熱および水分移動を研究するための時間と温度分布変動を得ることを試みた。
Etemogluらは、生地の時間と全乾燥時間に伴う温度変化を得るための実験的なセットアップを開発したが、このセットアップは単一点温度測定に限定される。生地中の初期水分含有量分布も、この種の研究では無視されます。Wang et al.12は、繊維表面に様々な点で熱電対を貼り付けて織物の温度分布を得ることを目的としていたが、その方法では表面温度分布を正確に得ることができなかった。湿度分布も含む生地の空気衝突領域で温度分布を得ることは、工業用印刷や染色の生産にとって重要であり、物体の分布・配置戦略に関するより良いガイダンスを提供します。マルチノズル13で乾燥。以下の手順では、衝突乾燥プロセス中の生地の熱および水分移動を調製するための詳細を提供します。初期の水分含有量は均等に分布するように十分に制御され、生地のあらゆる点の表面温度は実験セットアップを介して得られます。
実験セットアップは熱い空気送風装置、赤外線サーモグラフの単位、均一なパッドシステムおよび他の補助装置から成っている。熱風送風装置は実験の条件に従って調節可能な方向の指定された温度および速度の熱気を供給する。赤外線サーモグラフユニットは、各衝突乾燥プロセスの温度履歴を記録します。したがって、記録されたビデオの各ピクセルポイントの温度は、サポート後処理ツールを使用して抽出することができます。均一なパッドシステムは生地のあらゆる点の水分含有量の均等な配分を制御する。最後に、生地水分均一制御法を用いた生地乾燥特性に対する空気衝突パラメータの影響を調べている。このプロセスは、以下に説明する標準プロトコルに従って再現可能な方法で行うことができる。

<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

乾燥を妨げるのは、高い熱と質量移動係数による生地乾燥のための広く使用され、効果的な方法です。生地乾燥に関する以前の研究は、乾燥プロセスへの水分均一性と拡散係数の寄与を無視してきました。しかし、彼らは最近、乾燥特性に大きな影響を与えることが示されています。このレポートでは、その面積の水分分布の均一性を制御することにより、空気衝突パラメータが生地の乾燥特性に及ぼす影響を調べるためのステップバイステップの手順を概説します。角度調節可能なノズルを装備した熱風送風ユニットは、乾燥プロセスが記録され、赤外線サーモグラフを使用して分析されている間、異なる速度と温度で空気の流れを生成するために使用されます。さらに、均一なパッドダーは生地の湿気の均一性を保障するために合わせられる。空気の流量、速度、方向を変化させ、異なる初期条件下で乾燥を妨げ、プロトコルの適用性と適合性を評価します。

図2に示すデータは、ノズル出口の空気速度と温度がそれぞれ20.0 m/sおよび120°Cであるという条件下で、異なる乾燥段階での綿織物の典型的な温度輪郭です。図2のA、B、C、Dから、空気障害乾燥の下で、中心から周辺まで温度が低下し、同心円のセットを形成していると考えられる。一方、直接衝突領域の端では...

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

ここでは、ファブリック内部の初期水分の均一な分布を保証し、熱気熱力学的パラメータ(速度、温度、方向)と生地の乾燥に対する厚さの影響を調査するプロトコルです。空気障害の条件下での特性(例えば、温度変化)。

生地乾燥特性に対する空気衝突パラメータの影響を研究する生地水分均一制御

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 ...

このプロトコルは、従来の方法である単一点温度ではなく、表面温度分布に基づいて乾燥性能分析を行う方法を提供します。その一環として、布地の乾燥性能や空気の衝突を調べるための生地中の水分分布をも得る技術を開発しました。この方法は、熱扇動プロセスにおける繊維の乾燥に関する洞察を提供することができ、それは紙乾燥産業で適用することができます。まず、オーブンを摂氏120度に加熱し始めます。その温度で30分間乾燥させてください。一方、熱風ブロワーがエアノズルに接続されていることを確認します。約30秒間、サンプル位置に対して空気ノズルを60度から90度の間にゆっくりと移動します。次に、エアブロアファンをオンにし、次に発熱体の抵抗線に電力を供給します。希望する空気温度が得られるまで電流を調整します。ノズルと空気が非常に熱い場合があります。ノズルに触れないようにし、実験中に熱風ブロアを直接体に向けないようにしてください。次に、風速計プローブをエアノズルに垂直に持ち、空気速度を測定します。ファンの回転速度を調整して、希望の速度に到達します。その後、セットアップ中にサンプル領域をシールドするために、保温カバーで空気ノズルをカバーします。次に、エアノズルの上に1メートルほどの赤外線サーモグラフィーカメラを取り付けます。サーモグラフィーカメラをコンピュータに接続し、計測器ソフトウェアを開きます。次に、針プレートの器具を使用して、空気ノズル出口の上に30ミリメートルの標準的な生地サンプルを取り付けます。カメラをファブリックに焦点を合わせます。次に、温度単位を摂氏度、熱放射度を 0.95、周囲相対湿度を周囲温度を摂氏25度に 50%、測定対象物とカメラの距離を 1.5 メートルに設定します。次に、均一なパッド・システムが空気圧縮機に接続されていることを確認します。コンプレッサーを起動し、最大出力を0.8メガパスカルに設定します。クランプシリンダーの圧力調整器を手動で調整して、上部ローラの両側で圧力が等しくなるようにします。上部ローラーに水飽和、あらかじめ計量された生地のサンプルを置き、均一なパッドを実行します。その後、パッドをオフにし、水分含有量がサンプル全体に均一であることを確認します。最後に、オーブンが乾燥したら、サンプル乾燥温度に設定します。生地サンプルの調製を開始するには、400ミリメートル/280ミリメートルの生地の正方形をカットし、オーブンで約3時間乾燥させます。乾燥した生地の重さを量り、5分間水に浸します。次に、パッドをオンにして、希望の初期圧力を設定します。均一なパッドの上のローラーに飽和生地を置きます。サンプルがローラーを通過したら、サンプルを取り出し、パッドをオフにします。湿布サンプルの重量を量り、水分量を計算します。必要に応じて、ペーパータオルでローラーを乾燥させ、必要な水分が得られるまで、均一なパッドを通して生地を再び実行します。次に、風速機の温度と速度が正しく設定されていること、およびノズルが熱絶縁ボードで覆われていることを確認します。針板の据え付けにサンプルを取り付け、サーモグラフィーカメラでサンプル温度の記録を開始します。熱気がサンプルの下側に衝突するように断熱カバーを取り外します。コンピュータ上のファブリック温度の上昇を監視します。温度が少なくとも30秒間安定したら、生地は目標レベルまで乾燥した。温度の記録を停止し、ノズルを断熱カバーで覆い、サンプルをフィクスチャから取り外します。ビデオ内の分析対象領域を設定し、温度データを抽出します。ビデオをナビゲートし、疑似色の画像として時間の注目すべきポイントから個々のフレームを保存します。保存したフレームをグレースケールに変換し、熱気温度に近いファブリックの強度値を特定します。その値を閾値として使用して、乾燥した領域を表示するグレースケール画像を二元化します。この綿織物は、空気衝突乾燥下の周辺の中心から澄んだ温度減衰を示した。乾燥布の中心は、20秒の加熱後に定常温度に達した。衝突領域の縁部での発熱は最小限に抑えられた。衝突空気の温度を上げると、空気速度が上昇したように、乾燥までの時間がスピードアップしました。また、生地の厚さも乾燥時間に大きな影響を与えました。75度以下の空気衝突角は乾燥中心で温度を大幅に低下させ、乾燥までの時間を長くした。75度以下の空気衝突角も小さい衝突領域に対応します。二値化分析の結果、70度の衝突角により乾燥面積が約20%減少し、65度の角度で面積が90度の角度に対して約40%減少することが示されました。見られる生地の正確な乾燥性能を得るための鍵は、初期の水分含有量の均等な分布と表面温度の連続測定です。この研究は、布や紙などのシート材料の乾燥特性に関する将来の研究への道を開きます。

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