CN110793881A - 一种抽吸过程中滤棒压降的快速测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抽吸过程中滤棒压降的快速测定方法，旨在提供一种实时简便的烟支滤棒压降的软测量方法。本发明改变了传统的滤棒实际压降的测量方法，且可以测量不同长度滤棒内部不同位置横截面的压降分布，具有拟合精度高的特点。本发明可以起到通过滤棒的基本参数即可计算实际抽吸时滤棒实际压降的作用。

Description

一种抽吸过程中滤棒压降的快速测定方法
技术领域
本发明涉及一种滤棒压降的测定方法，尤其是涉及一种抽吸过程中滤棒压降的快速测定方法，涉及卷烟技术领域。
背景技术
卷烟吸阻的大小与变化，直接影响着卷烟的口感与风格特征，是影响卷烟感官质量的重要指标之一。
卷烟吸阻的影响因素中，除了卷烟工艺与烟丝质量外，滤棒的压降是影响卷烟吸阻最重要的因素。目前测量压降仍采用整体测量方法，即利用仪器测量整个烟支的压降，如欲测量某一横截面的滤棒压降，只能将滤棒分切成特定长度后再采用原方法测量，一次测量仅可获得一个结果。分切法存在着操作难度大，分切后横截面不均匀带来测量误差等问题。欲测量长度较细微差别的横截面压降大小几乎无法完成，即分切精度达不到要求，而即使可以分切至固定长度，也存在由于切分段数过多造成的测量繁琐、数据量过大、不同滤棒间压降测量差异性大等问题，大大增加了统计与计算时间，降低了计算效率。
同时，现有传统的计算方法只是将滤棒压降作为一个固定参数，并没有根据实际情况在不同抽吸过程中根据时间的变化进行即时计算，测试精度不高、不准确。
发明内容
为了解决分切法所存在的操作难度大、分切后横截面不均匀带来测量误差、测量繁琐、数据量过大、不同滤棒间压降测量差异性大等问题，本发明提出了一种适用于ISO抽吸模式下在抽吸过程中滤棒压降的快速计算方法，首次提出抽吸过程中滤棒压降随抽吸时间变化的计算方法，旨在保证滤棒不同截面压降场预测精度的情况下，缩短计算时间，提升计算效率。
实现本发明的技术解决方案具体如下：
一种抽吸过程中滤棒压降的计算方法，在ISO抽吸模式下，逐口抽吸滤棒入口端的压降 y0如下式：
Figure BDA0002263038780000011
逐口抽吸滤棒出口端的压降y1如下式：
其中，x为抽吸时间，单位：s。
一种抽吸过程中滤棒压降的计算方法，滤棒的任意位置k的横截面的压降如下式：
Figure BDA0002263038780000021
其中，N为滤棒长度；
k为测试点距离入口面距离，mm，0≤k≤N；
y1为权利要求1所述的逐口抽吸滤棒出口端的压降；
y0为权利要求1所述的逐口抽吸滤棒入口端的压降。
给出滤棒长度或计算位置，即可计算出在任意位置下横截面在抽吸过程中的滤棒压降。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供的计算方法不采用单次测量，而采用以抽吸时间为参照的拟合计算的方法，首次提出抽吸过程中滤棒压降随抽吸时间变化的计算方法，计算精度高，计算速度快。本计算方法避免采用分切滤棒，误差较小，没有因分切后横截面不均匀带来测量误差与累计误差，对于滤棒分切精度无要求，可以计算任意长度截面在卷烟抽吸过程中滤棒压降的分布，大大缩减了统计与计算时间，提升了计算效率，应用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为入口位置滤棒的压降拟合方程曲线；
图2为出口位置滤棒的压降拟合方程曲线；
图3a为t＝0.4s时烟气压降分布图(入口端)；
图3b为t＝0.8s时烟气压降分布图(入口端)；
图3c为t＝1.2s时烟气压降分布图(入口端)；
图3d为t＝1.6s时烟气压降分布图(入口端)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的抽吸过程中滤棒压降的计算方法，按以下步骤：
步骤(1)、根据GB/T 19609-2004，ISO抽吸模式下，每口抽吸时间为2s，每60s抽吸一口，抽吸容量为35ml；ISO抽吸模式速度表达式：
Figure BDA0002263038780000031
其中：V为抽吸速度，量纲ml/s；t为时间，量纲为s。
步骤(2)、确定滤棒长度
步骤(3)、模拟计算每口抽吸过程(2s)烟气经过滤棒的压降情况，截取每口抽吸过程(2s)中某个截面的压力数据，每0.2秒取一次数据(共有10个点)，将10个点做成曲线，得到每口抽吸的截面压降的压降变化曲线。
进一步得到，在ISO抽吸模式下，滤棒入口端的压降：
Figure BDA0002263038780000032
滤棒出口的压降：
式中，x为抽吸时间，量纲为s。
步骤(4)、利用比例分割法，获取任意位置截面滤棒压降：
Figure BDA0002263038780000034
其中，N为滤棒长度；
k为测试点距离入口面距离，mm，0≤k≤N；
y1为逐口抽吸滤棒出口端的压降；
y0为逐口抽吸滤棒入口端的压降。
给出滤棒长度或计算位置，即可计算出在任意位置下横截面在抽吸过程中的滤棒压降。
图1所示为入口位置滤棒的压降拟合方程曲线：
Figure BDA0002263038780000035
压降拟合方程的拟合度为0.992，拟合精度高。
图2为出口位置滤棒的压降拟合方程曲线：
Figure BDA0002263038780000036
压降拟合方程的拟合度为0.997，拟合精度高。
将任意位置滤棒的压降拟合方程曲线与实际测量值k＝7，k＝15分别进行拟合，拟合精度均达到0.99以上，拟合精度高，证明比例分割法是计算任意位置滤棒的压降较为合适的方法。
图3a-3d所示为烟气压降分布图(入口端)，0.4s时，烟气刚刚进入滤嘴，烟气与醋酸纤维传热，吸阻仅在近烟丝端处相对较小，在大部分滤棒内均较高，压降的变化沿径向变化不大，吸阻较高。0.8s时，烟气持续进入滤嘴内但并未完全穿透滤棒，压降的变化由近嘴端至近烟丝端分阶段降低，各阶段差别较为明显，吸阻分段变化明显。1.2s时，烟气完全进入滤棒，滤棒有近2/3为低压降分布，有1/3近唇端为高压降分布，近烟丝端吸阻降低。1.6s时，烟气继续通过近烟丝端向近吸食端扩散，滤嘴内大部分压降持续降低，吸阻降低明显。
由图3a-3d可以看出，随着时间的变化，烟气的压降的绝对值呈现先上升后下降的趋势，这与压力的UDF方程的变化趋势是完全一致的。压降从拼接器端到吸食是逐渐降低的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种抽吸过程中滤棒压降的快速计算方法，其特征在于：
在ISO抽吸模式下，逐口抽吸滤棒入口端的压降y0如下式：
Figure FDA0002263038770000011
逐口抽吸滤棒出口端的压降y1如下式：
其中，x为抽吸时间，单位：s。
2.一种抽吸过程中滤棒压降的快速计算方法，其特征在于：滤棒的任意位置k的横截面的压降如下式：
Figure FDA0002263038770000013
其中，N为滤棒长度；
k为测试点距离入口面距离，mm，0≤k≤N；
y1为权利要求1所述的逐口抽吸滤棒出口端的压降；
y0为权利要求1所述的逐口抽吸滤棒入口端的压降。
3.根据权利要求1或2所述的抽吸过程中滤棒压降的快速计算方法，其特征在于：该方法适用于ISO抽吸模式下。
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