專利名稱::漿絲機(jī)遠(yuǎn)紅外預(yù)烘烘房內(nèi)輻射器數(shù)量的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及紡織槳絲機(jī)的輻射器領(lǐng)域,特別涉及一種漿絲機(jī)遠(yuǎn)紅外預(yù)烘烘房內(nèi)輻射器數(shù)量的確定方法。技術(shù)背景紅外輻射干燥技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于油漆涂裝、紡織、輕工、食品加工行業(yè)、農(nóng)副業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等,相比以前的對流烘燥方式,達(dá)到了節(jié)能、快速、高效和提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果。目前,紅外輻射干燥技術(shù)在紡織行業(yè)的應(yīng)用主要集中在染整后整理方面,在上漿烘燥方面曾也有研究,但到目前為止,沒有得到推廣應(yīng)用。近年來,紅外輻射器技術(shù)的完善,以及漿絲高速化和減少熱氣流對絲片擾動的高要求,使紅外輻射加熱技術(shù)受到重視。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種漿絲機(jī)遠(yuǎn)紅外預(yù)烘烘房內(nèi)輻射器數(shù)量的確定方法,該方法輻射器分布合理,保證等速烘燥,生產(chǎn)成本低,能耗少,質(zhì)量好。本發(fā)明的一種漿絲機(jī)遠(yuǎn)紅外預(yù)烘烘房內(nèi)輻射器數(shù)量的確定方法,包括下列步驟(1)通過分析不同回潮率的上漿滌綸長絲的紅外吸收光譜,確定隨著回潮率的降低,上漿滌綸長絲吸收紅外輻射的能力逐漸減小,為實現(xiàn)等速烘燥,輻射器數(shù)量必須逐漸增加;(2)根據(jù)不同回潮率的上漿滌綸長絲的紅外吸收光譜圖(圖l),確定輻射器發(fā)射輻射能的主波長為2.96nm。分析不同回潮率的漿絲對波長為2.96iim的輻射能的吸收百分率與對應(yīng)回潮率之間的關(guān)系,對實驗所得數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘擬合回歸,發(fā)現(xiàn)兩者之間存在很好的線性關(guān)系,進(jìn)而可以根據(jù)回歸方程推算某回潮率下的槳絲的紅外吸收百分率。根據(jù)回歸關(guān)系,得到距離入口為X處輻射器的功率Wx和入口處輻射器的功率Wr的關(guān)系式。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>進(jìn)而,在已知每個輻射器功率W和輻射器總功率Ws條件下,合理地決定沿預(yù)烘烘房長度方向,各等距離分布點上輻射器的數(shù)量。預(yù)烘烘房入口處為Wr/W個,距離入口為處輻射器為Wx/W個。(3)確定了輻射器的數(shù)量分布之后,進(jìn)行預(yù)烘烘房樣機(jī)實驗,假如漿絲出烘房的回潮率與預(yù)定目標(biāo)有較大差異,則增減輻射器的總數(shù)(即增減總功率),重新計算、實驗,逐步向目標(biāo)值20%逼近。傳統(tǒng)的熱風(fēng)式預(yù)烘烘房的研究可知預(yù)烘烘房的烘燥任務(wù)是使槳絲回潮率從110%左右降到20%左右。漿絲在這個回潮率范圍內(nèi),其上含有大量的自由水,蒸發(fā)比較容易。漿絲在烘房中受到逆向行進(jìn)的干燥熱風(fēng)吹拂,因此烘房出口處的漿絲(回潮率低,不易烘干)被溫度較高、含濕較少的熱風(fēng)烘燥;烘房入口處的漿絲(回潮率高,容易烘干)被溫度較低、含濕較高的熱風(fēng)干燥,處于等速烘燥階段。在遠(yuǎn)紅外烘燥應(yīng)用中,也應(yīng)當(dāng)遵循等速烘燥規(guī)律,在保證以恒定蒸發(fā)速度完成烘燥任務(wù)的前提下,盡量減少能量消耗,降低生產(chǎn)成本。根據(jù)實驗所得的圖1,可確定輻射器發(fā)射的輻射能的主波長為2.96um。對于波長為2.96um的紅外輻射能,從圖1可以讀出不同回潮率的拔絲對應(yīng)的紅外吸收百分率,以回潮率為橫坐標(biāo),紅外吸收百分率為縱坐標(biāo)作圖,描繪這五個點如圖2,對其進(jìn)行最小二乘線性回歸得關(guān)系式為=1.7088;c-0.0306及2=0.9949式中y為紅外吸收百分率;X為漿絲回潮率;R為相關(guān)系數(shù)。圖1及回歸關(guān)系式是以重量為0.5g的滌綸長絲上漿制得漿絲樣品測定得到的。雖然相同的回潮率、不同重量的漿絲樣品,其吸收峰的高度是不等的,即吸收百分率是不等的。但是,他們紅外吸收百分率隨回潮率變化的速率是相同的,反映在關(guān)系式中就是x的系數(shù)是不變的,變化的只是常數(shù)項的大小。然而,常數(shù)項的大小與測定紅外光譜時漿絲的排列狀態(tài)有關(guān)。在漿絲機(jī)實際生產(chǎn)過程中,漿絲在烘房中的rf列狀態(tài)是基本不變的,所以根據(jù)漿絲在烘房中的排列狀態(tài)實驗測得的上述關(guān)系式普遍適用?,F(xiàn)在可以確定預(yù)烘烘房中,沿烘房長度方向紅外輻射器的數(shù)量分布。根據(jù)上述分析,預(yù)烘烘房中槳絲回潮率從110%降低到20%是等速度干燥的,已知烘房的長度為10m,漿絲機(jī)車速為300m/min,則漿絲回潮率的降低速度為45%/s,亦即9X/m。設(shè)定烘房入口處輻射器的功率為Wr(單位W),漿絲的回潮率為110%,吸收百分率為A;距離烘房入口為x(0《x《10m)處的輻射器的功率為Wx(單位W),槳絲的回潮率為(110—9x)%,紅外吸收百分率為B。假設(shè)輻射器的電能一輻射能的轉(zhuǎn)化效率為ri;則為了使?jié){絲保持恒定的蒸發(fā)速度(等速干燥),漿絲在烘房入口處和距離入口為X處所吸收的輻射能量應(yīng)該相等,艮P:『,匈=『,萬.;7又,根據(jù)漿絲紅外吸收百分率與對應(yīng)漿絲回潮率之間的回歸關(guān)系可得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>于是有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>上式表示了距離入口為x處輻射器的功率和入口處輻射器的功率的關(guān)系。設(shè)計漿絲機(jī)的遠(yuǎn)紅外烘房時,已經(jīng)根據(jù)烘房的工作寬度或者總經(jīng)根數(shù)、漿絲的線密度、漿絲機(jī)速度、漿絲進(jìn)出烘房時的回潮率,確定了每個輻射器的功率W和輻射器總功率消耗(確定過程本發(fā)明不作討論)。然后,按照上式具體決定沿預(yù)烘烘房長度方向,各等距離分布點上輻射器的數(shù)量。烘房入口處輻射器為Wr/W個,距離入口處為Wx/W個。應(yīng)該說明輻射器功率W選擇越小,輻射器分布越符合上式所表達(dá)的規(guī)律,這既可保證等速烘燥,又實現(xiàn)最低能耗。本發(fā)明提出了將遠(yuǎn)紅外輻射器用于漿絲預(yù)烘烘燥時的合理分布方法,分析不同回潮率漿絲的紅外吸收光譜,發(fā)現(xiàn)漿絲對紅外輻射的吸收能力隨著回潮率的降低而越來越小,分析不同回潮率與對應(yīng)紅外吸收百分率的數(shù)值,發(fā)現(xiàn)兩者之間存在良好的線性關(guān)系,結(jié)合烘燥過程中漿絲等速干燥以及需要達(dá)到的漿絲回潮率目標(biāo),確定烘房內(nèi)沿烘房長度方向各等距離分布點上遠(yuǎn)紅外輻射器的數(shù)量,達(dá)到了節(jié)能、快速、高效和提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果。圖1為不同回潮率的上漿滌綸長絲的紅外吸收光譜圖。I、II、III、IV和V號曲線對應(yīng)的回潮率分別為133.7%、54.3%、42.8%、39.6%和24.6%;圖2為不同回潮率的漿絲與對應(yīng)的紅外吸收百分率。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實施例僅用于說明本發(fā)明.而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解,在閱,了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例烘房長度為10m,把烘房等距離分為20個區(qū)域,烘房入口處的第一個區(qū)域內(nèi)輻射器的功率作為Wr,其余某區(qū)域中心點到第一個區(qū)域中心點的距離作為該區(qū)域到入口的距離X,然后根據(jù)公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>確定出該區(qū)域中的功率,具體數(shù)值見下表1:表1輻射器數(shù)量分布表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1根據(jù)烘房的工作寬度或者總經(jīng)根數(shù)、狹絲的線密度、漿絲機(jī)速度、漿絲進(jìn)出烘房時的回潮率,初步確定了烘房中布置的輻射器的總功率為100kW,每個輻射器的功率為1kW,則根據(jù)各區(qū)間中分配功率之和為100kW可以求得Wr,從而可以確定出每個區(qū)域中的功率,進(jìn)而可以確定出每個區(qū)域內(nèi)輻射器的個數(shù),具體數(shù)值列于表1。需要說明計算得到的輻射器的個數(shù)存在小數(shù),要作修正,因為入口處漿絲存在一個升溫的過程,所以,入口處適當(dāng)增加輻射器的個數(shù)。修正后的總功率可以略大于或小于預(yù)定值。如果每個輻射器的功率設(shè)計得更小些,則更加合理。按照上述方法確定了輻射器的數(shù)量分布之后,進(jìn)行預(yù)烘烘房樣機(jī)構(gòu)建和漿絲實驗,假如漿絲出烘房的回潮率與預(yù)定目標(biāo)20%有較大差異,則增減輻射器的總數(shù)(即增減總功率),重新計算、實驗,逐步向目標(biāo)值20%逼近。權(quán)利要求1.一種漿絲機(jī)遠(yuǎn)紅外預(yù)烘烘房內(nèi)輻射器數(shù)量的確定方法,包括下列步驟(1)分析不同回潮率的上漿滌綸長絲的紅外吸收光譜,確定隨著回潮率的降低,上漿滌綸長絲吸收紅外輻射的能力逐漸減小,輻射器數(shù)量逐漸增加;(2)根據(jù)不同回潮率的上漿滌綸長絲的紅外吸收光譜圖,確定輻射器發(fā)射輻射能的主波長,分析不同回潮率的漿絲對主波長的輻射能的吸收百分率與對應(yīng)回潮率之間的關(guān)系,對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘擬合回歸,根據(jù)回歸關(guān)系,得到距離入口為X處輻射器的功率Wx和入口處輻射器的功率Wr的關(guān)系式2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漿絲機(jī)遠(yuǎn)紅外預(yù)烘烘房內(nèi)輻射器數(shù)量的確定方法,其特征在于所述的主波長為2.96um。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種漿絲機(jī)遠(yuǎn)紅外預(yù)烘烘房內(nèi)輻射器數(shù)量的確定方法,其特征在于所述的計算得到的輻射器的個數(shù)存在小數(shù),要作修正,入口處應(yīng)增加輻射器的個數(shù),修正后的總功率大于或小于預(yù)定值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漿絲機(jī)遠(yuǎn)紅外預(yù)烘烘房內(nèi)輻射器數(shù)量的確定方法,其特征在于所述的輻射器應(yīng)選擇功率W較小的。全文摘要本發(fā)明涉及漿絲機(jī)遠(yuǎn)紅外預(yù)烘烘房內(nèi)輻射器數(shù)量的確定方法,包括(1)確定輻射器數(shù)量;(2)確定輻射器發(fā)射輻射能的主波長;(3)進(jìn)行預(yù)烘烘房樣機(jī)實驗,逐步向目標(biāo)值20%逼近。該方法輻射器分布合理,保證等速烘燥,生產(chǎn)成本低,能耗少,質(zhì)量好。文檔編號F26B3/30GK101126597SQ20071004431公開日2008年2月20日申請日期2007年7月27日優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日發(fā)明者朱蘇康,杭書高,段隆江申請人:東華大學(xué);鹽城市紡織機(jī)械有限公司