利用瞬態(tài)平面熱源法測(cè)量煙絲三種熱物性研究.pdf

1、煙絲的熱物性參數(shù)(導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)、體積熱容等)與煙絲熱濕處理加工過程中熱質(zhì)傳熱現(xiàn)象密切相關(guān)。因此準(zhǔn)確測(cè)定煙絲熱物性參數(shù)，并進(jìn)一步研究加工過程中煙絲熱物性的變化規(guī)律，對(duì)卷煙加工工藝參數(shù)優(yōu)化和煙機(jī)設(shè)備開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具有重要意義。
　　 瞬態(tài)平面熱源法是一種新開發(fā)的非穩(wěn)態(tài)測(cè)試材料熱物性方法，在其它各向異性材料(粉末、木材、建筑材料等)熱物性測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用，其測(cè)試過程時(shí)間短并且探頭的測(cè)溫裝置可以準(zhǔn)確感應(yīng)被測(cè)樣品的溫度信息。<

2、br>　　 本課題建立了瞬態(tài)平面熱源法測(cè)量煙絲熱物性的試驗(yàn)系統(tǒng)，采用修正的W.Jackson表面接觸理論模型預(yù)測(cè)了煙絲在不同堆積密度和含水率水平下的導(dǎo)熱系數(shù)。主要結(jié)論如下：
　　 1.本試驗(yàn)建立的瞬態(tài)平面熱源法測(cè)試煙絲熱物性系統(tǒng)，在常溫下(22℃)測(cè)試煙絲熱物性數(shù)據(jù)的重復(fù)性較好。導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為：0.00012 W·m-1·K-1～0.00471W·m-1·K-1；熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為：0.00371

3、 mm2·s-1～0.02598 mm2·s-1；體積熱容測(cè)試數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為：0.00921 MJ·m-3·K-1～0.06537 MJ·m-3·K-1。變溫測(cè)試范圍(22～85℃)中分為兩個(gè)階段，第一階段為煙絲導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度增加而上升時(shí)期，此時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)的重復(fù)性較好；第二階段為煙絲導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度增加而下降階段，由于煙絲水分揮發(fā)劇烈，此時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)性較差，尤其以體積熱容為甚。
　　 2.常溫測(cè)試中煙絲導(dǎo)熱系數(shù)、體積熱容隨著濕

4、基含水率、干基堆積密度增加而增大，熱擴(kuò)散系數(shù)隨著影響因素的增大而減小。變溫測(cè)試過程中在達(dá)到煙絲水分相變點(diǎn)溫度前，煙絲導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的增加而增大，相變點(diǎn)后規(guī)律相反；煙絲體積熱容在溫度達(dá)到相變點(diǎn)時(shí)增速加快；熱擴(kuò)散系數(shù)在溫度達(dá)到相變點(diǎn)時(shí)，減小的速度加快。
　　 3.用修正的W.Jackson表面接觸理論模型較好的預(yù)測(cè)了煙絲在常溫下不同堆積密度和含水率下的導(dǎo)熱系數(shù)。該模型對(duì)堆積煙絲導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測(cè)最大的優(yōu)點(diǎn)在于，只需測(cè)試絕干狀態(tài)下堆積煙絲

5、的導(dǎo)熱系數(shù)和煙絲表觀密度。需要測(cè)試的兩個(gè)變量，用目前的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試技術(shù)可以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在考察的影響因素范圍內(nèi)預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)值吻合性較好。
　　 4.不同類型煙絲熱物性參數(shù)的比較結(jié)果為：在溫度達(dá)到使煙絲水分發(fā)生相變前，煙絲導(dǎo)熱系數(shù)規(guī)律為再造煙絲＞梗絲＞烤煙B1F＞白肋煙C3L。熱擴(kuò)散系數(shù)變化規(guī)律為再造煙絲＞梗絲，烤煙B1F＞白肋煙。體積熱容變化規(guī)律為梗絲＞再造煙絲＞白肋煙C3L＞瀏陽B1F。相變點(diǎn)溫度后，煙絲導(dǎo)熱系數(shù)規(guī)律為再造煙