CN112011937B

CN112011937B - 一种热定型机循环风量的调控方法及其控制装置

Info

Publication number: CN112011937B
Application number: CN202010934788.9A
Authority: CN
Inventors: 黄超群
Original assignee: Guangzhou Light Textile Heat Power Engineering Co ltd
Current assignee: Guangzhou Light Textile Heat Power Engineering Co ltd
Priority date: 2020-09-08
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2023-02-28
Anticipated expiration: 2040-09-08
Also published as: CN112011937A

Abstract

本申请提供了一种热定型机循环风量的调控方法及其控制装置，方法包括：根据已知的原布料克重、布料宽度、布料含水率、布料运行速度和布料工艺温度、布料运行速度，计算得到原布料在热定型机内所消耗的热量；根据测得的抽气量和抽气水蒸气温度，计算得到抽湿气体从热定型机内所带走的热量；根据原布料所消耗的热量以及抽湿气体所带走的热量计算得到热定型机所需要提供的总热量；根据热定型机所需要的总热量计算出干燥原布料所需要的最小热风量，最终计算出最小风速。本申请解决了定型机所配的循环风机热风的风速仅通过人工经验进行调控，造成面料在烘干过程中可能出现振动幅度过大、电耗及热能损耗大以及产品品质稳定性难以保障的技术问题。

Description

一种热定型机循环风量的调控方法及其控制装置

技术领域

本申请涉及布料生产制造工艺领域，尤其涉及一种热定型机循环风量的调控方法及其控制装置。

背景技术

布料在印染后通常需要采用拉幅式热定型机对布料进行拉幅烘干等工艺，拉幅式热定型机包括有首尾连接设置的多个悬浮烘箱，每个烘箱内部对应设置有上吹风嘴和下吹风嘴，原布料通过输送设备输送进入悬浮烘箱中的上吹风嘴和下吹风嘴之间，并通过吹风嘴吹出循环热风以使原布料烘干与定型。然而，由于定型机所配的循环风机热风的风速仅通过人工经验进行调控，面对不同重量的面料以及不同含水率的面料时，靠人工调整难以达到合理的风速，造成面料在烘干过程中可能出现振动幅度过大、电耗及热能损耗大等问题，且若是同一种面料在不同热定型机器上操作，不同操作人员在同一热定型机上操作同一面料时所生产出来的面料的品质难以保持一致，造成产品品质的稳定性难以保障以及能耗损失大。

发明内容

本申请的目的是提供一种热定型机循环风量的调控方法及其控制装置，用于解决定型机所配的循环风机热风的风速仅通过人工经验进行调控，造成面料在烘干过程中可能出现振动幅度过大、电耗及热能损耗大以及产品品质稳定性难以保障的技术问题。

为解决上述问题，本申请提供了一种热定型机循环风量的调控方法，包括：

根据已知的原布料克重、布料宽度、布料含水率、布料运行速度和布料工艺温度，计算得到所述原布料在所述热定型机内所消耗的热量；

根据测得的抽气量和抽气水蒸气温度，计算得到抽湿气体从所述热定型机内所带走的热量；

根据所述原布料在所述热定型机内所消耗的热量以及抽湿气体从热定型机内所带走的热量计算得到所述热定型机所需要提供的总热量；

根据所述热定型机所需要的总热量计算出干燥所述原布料所需要的最小热风量；

根据所述最小热风量，计算出干燥所述原布料所需要的最小风速。

进一步的，还包括步骤：

计算所述热定型机内可托起所述原布料重量的最小风速；

比较干燥所述原布料所需要的最小风速和所述热定型机内可托起所述原布料重量的最小风速，选取数值最大的风速。

进一步的，所述根据已知的原布料克重、布料宽度、布料含水率和布料工艺温度，计算得到所述原布料在所述热定型机内所消耗的热量，包括步骤：

根据已知的原布料克重、布料宽度、布料运行速度和布料工艺温度，计算得到原布料在所述热定型机内所带走的热量；

根据已知的原布料克重、布料宽度、布料工艺温度、布料运行速度和布料含水率，计算得到原布料上的水分吸热蒸发所带走的热量；

求和原布料在所述热定型机内所带走的热量和原布料上的水分吸热蒸发所带走的热量，计算得到原布料在所述热定型机内所消耗的热量。

进一步的，所述根据已知的原布料克重、布料宽度、布料运行速度和布料工艺温度，计算得到原布料在所述热定型机内所带走的热量，具体包括：

根据已知的原布料克重、布料宽度、布料工艺温度、布料运行速度和修正系数，计算得到原布料在所述热定型机内所带走的热量，所述修正系数根据所述热定型机机组散热损失量确定。

进一步的，所述根据已知的原布料克重、布料宽度、布料工艺温度、布料运行速度和布料含水率，计算得到原布料上的水分吸热蒸发所带走的热量，具体包括：

根据已知的原布料克重、布料宽度、布料工艺温度、布料含水率、布料运行速度和修正系数，计算得到原布料上的水分吸热蒸发所带走的热量。

进一步的，所述根据测得的抽气量和抽气水蒸气温度，计算得到抽湿气体从所述热定型机内所带走的热量，具体包括：

根据测得的抽气量、抽气水蒸气温度和修正系数，计算得到抽湿气体从所述热定型机内所带走的热量。

进一步的，所述干燥所述原布料所需要的最小热风量的计算公式为：

其中，Q为热定型机所需要提供的总热量，Cp₁为空气定压比热容，ρ₁为空气物理特性密度，t₁为布料工艺温度，t_p为抽气水蒸气温度。

进一步的，还包括步骤：

通过设定的调试系数，对所述干燥所述原布料所需要的最小热风量进行调试，得到适用于干燥所述原布料的热风量。

本申请第二方面提供了一种热定型循环风量的控制装置，包括处理器和存储器；

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述的热定型机循环风量的调控方法。

本申请第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述的热定型机循环风量的调控方法并自动存储所运行布种的特性数据。

与现有技术相比，本申请实施例的优点在于：

本申请所提供的热定型机循环风量的调控方法，根据已知的原布料克重、布料宽度、布料含水率、布料运行速度和布料工艺温度，计算原布料在热定型机内所消耗的热量；根据测得的抽气量和抽气水蒸气温度，计算抽湿气体从热定型机内所带走的热量；根据原布料在热定型机内所消耗的热量以及抽湿气体从热定型机内所带走的热量计算出热定型机所需要提供的总热量；根据热定型机所需要的总热量计算出干燥原布料所需要的最小热风量；根据最小热风量，计算出干燥原布料所需要的最小风速，从而本申请对于不同重量、不同密度以及不同含水率的布料在热定型机上均一一对应有最合适的风速进行烘干处理，无需再通过人工经验进行不规范地操作，使得每块布料的产品品质趋于稳定且得到保障，且降低电能及热能耗可达到以往的30％以上，实现最大程度地节能，解决了定型机所配的循环风机热风的风速仅通过人工经验进行调控，造成面料在烘干过程中可能出现振动幅度过大、电耗及热能损耗大以及产品品质稳定性难以保障的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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他的附图。

图1为本申请实施例所提供的热定型机循环风量的调控方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的热定型机循环风量的调控方法的流程示意图。

本申请实施例提供了一种热定型机循环风量的调控方法，其特征在于，包括：

步骤101、根据已知的原布料克重、布料宽度、布料含水率、布料运行速度和布料工艺温度，计算得到原布料在热定型机内所消耗的热量；

需要说明的是，原布料在热定型机内所消耗的热量，具体为热定型机所最终施加在原布料上的所有热量，可包括原布料在热定型机内所带走的热量和原布料上的水分吸热蒸发所带走的热量，步骤101具体包括：

步骤201、根据已知的原布料克重、布料宽度、布料运行速度和布料工艺温度，计算得到原布料在所述热定型机内所带走的热量，其计算公式为：

Q₁＝G_布÷1000×ω÷60×a×Cp×(t₁-t₀)；

其中，G_布为布料克重，单位为g/m²；ω为布料速度，单位为m/min；a为布料宽度，单位为m；Cp为布料比热容，单位为KJ/(kg·℃)；t₁为布料工艺温度，单位为℃；t₀为环境温度，单位为℃；原布料在热定型机内所带走的热量Q₁，指的是在热定型机在对原布料进行烘干时，原布料自身会进行吸热升温，并随着输送装置的驱动而离开热定型机，从而热定型机所供的热量中有一部分被布料本身所吸收。

步骤202、根据已知的原布料克重、布料宽度、布料工艺温度、布料运行速度和布料含水率，计算得到原布料上的水分吸热蒸发所带走的热量，其计算公式为：

Q₂＝G_布÷1000×ω÷60×a×η÷100×(h₂-h₁)；

其中，G_布为布料克重，单位为g/m²；ω为布料速度，单位为m/min；a为布料宽度，单位为m；η为布料含水率(％)，h₂为抽气水蒸气温度所对应的热焓值，单位为KJ/kg；h₁为热定型机入口水温所对应的热焓值，单位为KJ/kg。

步骤203、求和原布料在所述热定型机内所带走的热量和原布料上的水分吸热蒸发所带走的热量，计算得到原布料在所述热定型机内所消耗的热量。

步骤102、根据测得的抽气量和抽气水蒸气温度，计算得到抽湿气体从热定型机内所带走的热量；

需要说明的是，热定型机中其热风量是循环流通的，通过上吹风嘴和下吹风嘴输出热风量，对布料进行烘干加热，从而使热定型机的烘箱内空气环境具有一定的湿度且温度不足以烘干布料，需要及时将该湿润空气抽出，由于该空气中还带有一定的热量，因此需要对抽湿空气的热量进行测量计算，计算公式为：

Q₃＝qv_抽×ρ×Cp×(t_p-t₀)÷3600；

其中，qv_抽为抽气量，单位为m³/h；ρ为空气物理特性密度，单位为kg/m³；Cp为定压比热容，单位为KJ/(kg·℃)；t_p为抽气水蒸气温度，单位为℃；t₀为环境温度，单位为℃；抽气量根据抽气风机的出口监测设备进行监测。

步骤103、根据原布料在热定型机内所消耗的热量以及抽湿气体从热定型机内所带走的热量计算得到热定型机所需要提供的总热量；

需要说明的是，热定型机所需要提供的总热量中大部分分割为抽湿气体从热定型机内所带走的热量和原布料在热定型机内所消耗的热量，因此，热定型机所需要提供的总热量为抽湿气体从热定型机内所带走的热量和原布料在热定型机内所消耗的热量之和。

步骤104、根据热定型机所需要的总热量计算出干燥原布料所需要的最小热风量；

步骤105、根据最小热风量，计算出干燥原布料所需要的最小风速。

需要说明的是，在一台热定型机中，每单位体积的风所携带的热量是相同的，且热定型机内上风嘴、下风嘴的面积、距离等也不变，因此，若要对不同重量、不同含水率、不同密度的布料进行烘干，只需要调节热定型机的风嘴所吹出的风速，通过不同风速调节不同的热风量，以提供单位时间内的不同加热量对应不同的面料，从而使面料被烘干，从而本实施例的方法针对不同类型的布料均可计算得到所对应的最小风速，并将该最小风速的数据存储进入该种类型布料的特性数据库中，在以后每次处理该种布料时，直接调取该数据对布料进行烘干定型，无需再每次都进行人工经验判断。

本申请所提供的热定型机循环风量的调控方法，根据已知的原布料克重、布料宽度、布料含水率、布料运行速度和布料工艺温度，计算原布料在热定型机内所消耗的热量；根据测得的抽气量和抽气水蒸气温度，计算抽湿气体从热定型机内所带走的热量；根据原布料在热定型机内所消耗的热量以及抽湿气体从热定型机内所带走的热量计算出热定型机所需要提供的总热量；根据热定型机所需要的总热量计算出干燥原布料所需要的最小热风量；根据最小热风量，计算出干燥原布料所需要的最小风速，从而本申请对于不同重量、不同密度以及不同含水率的布料在热定型机上均一一对应有最合适的风速进行烘干处理，无需再通过人工经验进行不规范地操作，使得每块布料的产品品质趋于稳定且得到保障，且降低电能及热能耗可达到以往的30％以上实现最大程度地节能，解决了定型机所配的循环风机热风的风速仅通过人工经验进行调控，造成面料在烘干过程中可能出现振动幅度过大、电耗及热能损耗大以及产品品质稳定性难以保障的技术问题。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的热定型机循环风量的调控方法，还包括步骤：

步骤106、计算热定型机内可托起原布料重量的最小风速；

步骤107、比较干燥原布料所需要的最小风速和热定型机内可托起原布料重量的最小风速，选取数值最大的风速。

具体来说，由于存在某些布料本身密度较高，而含水率相对较低，因此上述实施例所计算得到的干燥原布料所需要的最小风速在实际应用过程中，可能会出现风速难以托起布料的情况或风速无法使布料在热定型机内形成扰动，最终导致布料堵住下封嘴或导致烘干效率仍提高较慢的问题，从而，对于该类的布料，在求出干燥布料所需要的最小风速后，需要再计算得出可托起布料并使布料形成一定扰动(振幅)的最小风速，再比较两个风速的数值，取数值大的一个作为实际的风速输入值，从而保证以最适合的风速对布料进行烘干，热定型机内可托起所述原布料重量的最小风速的计算，一方面可通过直接对热定型机进行观察取值，在风速刚好可以托起布料处于一个合理位置的时候读取风速值，以该风速值作为可托起布料的最小风速，另一方面可以通过能量守恒定律，采用公式进行直接计算求得精确的可托起布料的最小风速值，计算公式为：

其中，K为调整系数，默认值为1，ρ_空为空气密度，G_布为布料克重，a为布料宽度，η为布料含水率，L为工作单元布料长度。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的热定型机风量的调节方法的步骤201具体包括：

根据已知的原布料克重、布料宽度、布料工艺温度、布料运行速度和修正系数，计算得到原布料在热定型机内所带走的热量，修正系数根据热定型机机组散热损失量确定。

具体来说，由于热定型机内自身运行存在热损耗，通过设置修正系数，使得计算得到的原布料在热定型机内所带走的热量乘上修正系数，从而得到更加精确的热量值，其计算公式为：

Q₁＝G_布÷1000×ω÷60×a×Cp×(t₁-t₀)×C；

其中，C为修正系数，C＞1。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的热定型机循环风量的调控方法的步骤202具体包括：

具体来说，其计算公式为：

Q₂＝G_布÷1000×ω÷60×a×η÷100×(h₂-h₁)×C。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的热定型机循环风量的调控方法的步骤102具体包括：

根据测得的抽气量、抽气水蒸气温度和修正系数，计算得到抽湿气体从所述热定型机内所带走的热量。具体计算公式为：

Q₃＝qv_抽×ρ×Cp×(t_p-t₀)÷3600×C。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的热定型机循环风量的调控方法中的干燥原布料所需要的最小热风量的计算公式为：

其中，Q为热定型机所需要提供的总热量，单位为kw；Cp₁为空气定压比热容，单位为KJ/(kg·℃)；ρ₁为空气物理特性密度单位为kg/m³；t₁为布料工艺温度，t_p为抽气水蒸气温度，所需要的最小热量，计算干燥布料所需要的最小热风量q_v，单位为m³/h。计算出该最小风量后，根据该最小风量计算所需要的最小风速值，再通过设备自动调控吹风嘴的风速达到该最小风速值，以实现对布料的烘干，最小风速值的计算公式为：

其中，q_v为干燥原布料所需要的最小热风量；A为出风嘴的风口面积，单位为m²。

作为进一步的改进，本申请实施例所提供的热定型机循环风量的调控方法还包括步骤：

通过设定的调试系数，对干燥原布料所需要的最小热风量进行调试，得到适用于干燥原布料的热风量。

具体来说，当上述实施例计算所得到干燥原布料所需要的最小热风量数值较小，在实际应用过程中不足以将热定型机内的热量及湿气带走，风量循环效果较差时，通过调试系数适当调高该最小热风量，从而得到适用于干燥原布料的热风量，以相应提高烘干的效率。

本申请第二方面提供了一种拉幅式热定型装置，包括处理器和存储器；

存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器用于根据程序代码中的指令执行权利要求1-8任一项的热定型机循环风量的调控方法并自动存储所运行布种的特性数据。

本申请第三方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行权利要求1-8任一项的热定型机循环风量的调控方法并自动存储所运行布种的特性数据。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或电气连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。