Questo protocollo fornisce un metodo per l'analisi delle prestazioni di essiccazione basato sulla distribuzione della temperatura superficiale anziché sulla temperatura a punto singolo, che è il modo tradizionale. Come parte di questo, abbiamo sviluppato una tecnica per ottenere una distribuzione uniforme dell'umidità nel tessuto per studiare le prestazioni di essiccazione del tessuto e l'impingement dell'aria. Questo metodo potrebbe fornire informazioni sull'essiccazione dei tessuti nel processo di incitamento al calore e potrebbe essere applicato nell'industria dell'essiccazione della carta.
Per iniziare, inizia a riscaldare un forno a 120 gradi Celsius. Lasciare asciugare a quella temperatura per 30 minuti. Nel frattempo, assicurarsi che un soffiatore ad aria calda sia collegato a un ugello dell'aria.
Nel corso di circa 30 secondi, spostare lentamente l'ugello dell'aria tra 60 e 90 gradi rispetto alla posizione del campione. Quindi, accendere la ventola del soffiatore d'aria, quindi fornire energia al filo di resistenza dell'elemento riscaldante. Regolare la corrente fino a raggiungere la temperatura dell'aria desiderata.
L'ugello e l'aria possono essere molto caldi. Non toccare l'ugello ed evitare di dirigere il soffiatore ad aria calda direttamente sul tuo corpo durante l'esperimento. Quindi, tenere una sonda anemometrica perpendicolare all'ugello dell'aria e misurare la velocità dell'aria.
Regolare la velocità di rotazione della ventola per raggiungere la velocità desiderata. Successivamente, coprire l'ugello dell'aria con il coperchio di isolamento termico per proteggere l'area del campione durante l'installazione. Quindi, montare una termografica a infrarossi circa un metro sopra l'ugello dell'aria.
Collegare la termografica a un computer e aprire il software dello strumento. Quindi utilizzare un dispositivo a piastre ad ago per montare il campione di tessuto standard 30 millimetri sopra l'uscita dell'ugello dell'aria. Mettere a fuoco la fotocamera sul tessuto.
Quindi, impostare l'unità di temperatura in gradi Celsius, la luminosità termica su 0,95, l'umidità relativa ambientale al 50% la temperatura ambiente a 25 gradi Celsius e la distanza tra l'oggetto misurato e la fotocamera a 1,5 metri. Successivamente, verificare che il sistema di risaie uniforme sia collegato a un compressore d'aria. Avviare il compressore e impostarne la potenza massima su 0,8 megapascal.
Regolare manualmente i regolatori di pressione per i cilindri del morsetto per garantire che la pressione sia uguale su entrambi i lati del rullo superiore. Posizionare un campione di tessuto saturo d'acqua e pre-pesato sul rullo superiore ed eseguire l'imbottitura uniforme. Spegnere l'imbottitura in seguito e verificare che il contenuto di umidità sia uniforme in tutto il campione.
Infine, una volta che il forno è asciutto, impostarlo sulla temperatura di essiccazione del campione. Per iniziare a preparare il campione di tessuto, tagliare un quadrato di tessuto di 400 millimetri per 280 millimetri e asciugarlo in forno per circa tre ore. Pesare il tessuto asciutto, quindi immergerlo in acqua per cinque minuti.
Quindi accendere l'imbottitura e impostare la pressione iniziale desiderata. Posare il tessuto saturo sul rullo superiore dell'imbottitura uniforme. Una volta che il campione passa attraverso i rulli, recuperare il campione e spegnere la risaiera.
Pesare il campione di tessuto bagnato e calcolare il contenuto di umidità. Se necessario, asciugare i rulli con un tovagliolo di carta ed eseguire nuovamente il tessuto attraverso l'imbottitura uniforme fino a raggiungere il contenuto di umidità desiderato. Quindi confermare che la temperatura e la velocità del soffiatore d'aria sono impostate correttamente e che l'ugello è coperto dalla scheda termoisolante.
Montare il campione nell'apparecchio della piastra dell'ago e iniziare a registrare la temperatura del campione con la termografica. Rimuovere il coperchio termoisolante in modo che l'aria calda impigli sul lato inferiore del campione. Monitorare l'aumento della temperatura del tessuto sul computer.
Una volta che la temperatura è approssimativamente stabile per almeno 30 secondi, il tessuto si è asciugato al livello target. Interrompere la registrazione della temperatura, coprire l'ugello con il coperchio termoisolante e rimuovere il campione dall'apparecchio. Impostare l'area di destinazione nel video per l'analisi ed estrarre i dati sulla temperatura.
Naviga nel video e salva singoli fotogrammi da punti degni di nota nel tempo come immagini pseudocolori. Convertire i fotogrammi salvati in scala di grigi e identificare il valore di intensità per il tessuto vicino alla temperatura dell'aria calda. Binarizzare le immagini in scala di grigi utilizzando tale valore come soglia per visualizzare le aree asciutte.
Questo tessuto di cotone ha mostrato un chiaro decadimento della temperatura dal centro della periferia sotto l'essiccazione dell'aria. Il centro del tessuto di essiccazione ha raggiunto una temperatura stazionaria dopo 20 secondi di riscaldamento. Il riscaldamento minimo è stato osservato ai bordi dell'area di impingement.
L'aumento della temperatura dell'aria impinging ha accelerato il tempo alla secchezza, così come l'aumento della velocità dell'aria. Lo spessore del tessuto ha anche influenzato significativamente il tempo di asciugatura. Gli angoli di impingement dell'aria inferiori a 75 gradi hanno diminuito sostanzialmente la temperatura al centro di essiccazione e aumentato il tempo di secchezza.
Anche gli angoli di impingement dell'aria inferiori a 75 gradi corrispondono a aree di impingement più piccole. L'analisi di binarizzazione ha mostrato che un angolo di impingement di 70 gradi ha ridotto l'area di essiccazione di circa il 20% e un angolo di 65 gradi ha ridotto l'area di circa il 40% rispetto a un angolo di 90 gradi. Le chiavi per ottenere le accurate prestazioni di asciugatura del tessuto visto sono la distribuzione uniforme del contenuto iniziale di umidità e la misurazione contigua della temperatura superficiale.
La ricerca apre la strada a futuri studi sulle caratteristiche di essiccazione dei materiali di lamiera, come tessuto e carta.
