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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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).

1. equipamento experimental set-up
Nota: consulte a Figura 1.
<ol><li>Unidade de soprador de ar quente
	<ol>
<li>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...

<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>

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...

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.

<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

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.

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. ...

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

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.

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

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 ...

Este protocolo fornece um método para a análise de desempenho de secagem com base na distribuição da temperatura da superfície em vez da temperatura de ponto único, que é a maneira tradicional. Como parte disso, desenvolvemos uma técnica para obter até distribuição de umidade no tecido para investigar o desempenho de secagem do tecido e o impacto do ar. Este método poderia fornecer uma visão sobre a secagem de têxteis no processo de incitação ao calor, e poderia ser aplicado na indústria de secagem de papel.Para começar, comece a aquecer um forno a 120 graus Celsius. Deixe secar a essa temperatura por 30 minutos. Enquanto isso, certifique-se de que um soprador de ar quente esteja conectado a um bocal de ar.Ao longo de cerca de 30 segundos, mova lentamente o bocal de ar para entre 60 e 90 graus em relação à posição da amostra. Em seguida, ligue o ventilador de soprador de ar e forneça energia ao fio de resistência do elemento de aquecimento. Ajuste a corrente até que a temperatura do ar desejada seja alcançada.O bocal e o ar podem estar muito quentes. Não toque no bocal e evite direcionar o soprador de ar quente diretamente para o seu corpo durante o experimento. Em seguida, segure uma sonda anêmômetro perpendicular ao bocal de ar, e meça a velocidade do ar.Ajuste a velocidade de rotação do ventilador para atingir a velocidade desejada. Depois disso, cubra o bocal de ar com a tampa de isolamento térmico para proteger a área da amostra durante a configuração. Em seguida, monte uma câmera termográfica infravermelha cerca de um metro acima do bocal de ar.Conecte a câmera termográfica a um computador e abra o software do instrumento. Em seguida, use uma luminária de placa de agulha para montar a amostra de tecido padrão 30 milímetros acima da saída do bocal de ar. Concentre a câmera no tecido.Em seguida, coloque a unidade de temperatura em graus Celsius, o brilho térmico para 0,95, a umidade relativa ambiente para 50% a temperatura ambiente a 25 graus Celsius, e a distância entre o objeto medido e a câmera para 1,5 metros. Em seguida, confirme que o sistema de padder uniforme está conectado a um compressor de ar. Inicie o compressor e defina sua saída máxima para 0,8 megapascals.Ajuste manualmente os reguladores de pressão dos cilindros de fixação para garantir que a pressão seja igual em ambos os lados do rolo superior. Coloque uma amostra de tecido saturada de água e pré-pesagem no rolo superior e execute o padder uniforme. Desligue o padder depois, e confirme que o teor de umidade está mesmo em toda a amostra.Por último, uma vez que o forno esteja seco, coloque-o na temperatura de secagem da amostra. Para começar a preparar a amostra de tecido, corte um quadrado de tecido de 400 milímetros por 280 milímetros e seque-o no forno por cerca de três horas. Pese o tecido seco e, em seguida, mergulhe-o na água por cinco minutos.Em seguida, ligue o padder e defina a pressão inicial desejada. Coloque o tecido saturado no rolo superior do uniforme padder. Uma vez que a amostra passe pelos rolos, recupere a amostra e desligue o padder.Pesar a amostra de tecido molhado e calcular o teor de umidade. Se necessário, seque os rolos com uma toalha de papel e passe o tecido através do uniforme até que o conteúdo de umidade desejado seja alcançado. Em seguida, confirme que a temperatura e a velocidade do soprador de ar estão corretamente definidas, e que o bocal está coberto com a placa termicamente isolante.Monte a amostra na fixação da placa da agulha e comece a registrar a temperatura da amostra com a câmera termográfica. Remova a tampa isolante de calor para que o ar quente implure na parte inferior da amostra. Monitore o aumento da temperatura do tecido no computador.Uma vez que a temperatura esteja aproximadamente estável por pelo menos 30 segundos, o tecido secou ao nível alvo. Pare de registrar a temperatura, cubra o bocal com a tampa isolante de calor e remova a amostra da luminária. Coloque a área alvo no vídeo para análise e extraia os dados de temperatura.Navegue pelo vídeo e salve quadros individuais de pontos notáveis no tempo como imagens pseudocoloridas. Converta os quadros salvos em escala de cinza e identifique o valor de intensidade para o tecido próximo à temperatura do ar quente. Binarize as imagens em escala de cinza usando esse valor como limiar para exibir as regiões secas.Este tecido de algodão mostrou uma decadência de temperatura clara do centro da periferia sob secagem de impacto do ar. O centro do tecido de secagem atingiu uma temperatura de estado estável após 20 segundos de aquecimento. O aquecimento mínimo foi observado nas bordas da área de impacto.O aumento da temperatura do ar em movimento acelerou o tempo de secura, assim como o aumento da velocidade do ar. A espessura do tecido também afetou significativamente o tempo de secagem. Ângulos de impacto do ar abaixo de 75 graus diminuíram substancialmente a temperatura no centro de secagem, e aumentaram o tempo de secura.Os ângulos de impacto do ar abaixo de 75 graus também correspondem a áreas menores de impacto. A análise de binarização mostrou que um ângulo de impacto de 70 graus reduziu a área de secagem em cerca de 20% e um ângulo de 65 graus reduziu a área em cerca de 40% em relação a um ângulo de 90 graus. As chaves para obter o desempenho preciso de secagem do tecido visto é a distribuição uniforme do teor de umidade inicial e a medição contígua da temperatura da superfície.A pesquisa abre caminho para estudos futuros das características de secagem de materiais de folha, como tecido e papel.

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