利用瞬態(tài)平面熱源法測量煙絲三種熱物性研究.pdf

1、煙絲的熱物性參數(shù)(導熱系數(shù)、熱擴散系數(shù)、體積熱容等)與煙絲熱濕處理加工過程中熱質傳熱現(xiàn)象密切相關。因此準確測定煙絲熱物性參數(shù)，并進一步研究加工過程中煙絲熱物性的變化規(guī)律，對卷煙加工工藝參數(shù)優(yōu)化和煙機設備開發(fā)提供基礎數(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)熱物性測量中得到廣泛應用，其測試過程時間短并且探頭的測溫裝置可以準確感應被測樣品的溫度信息。<

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

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

4、基含水率、干基堆積密度增加而增大，熱擴散系數(shù)隨著影響因素的增大而減小。變溫測試過程中在達到煙絲水分相變點溫度前，煙絲導熱系數(shù)隨著溫度的增加而增大，相變點后規(guī)律相反；煙絲體積熱容在溫度達到相變點時增速加快；熱擴散系數(shù)在溫度達到相變點時，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測了煙絲在常溫下不同堆積密度和含水率下的導熱系數(shù)。該模型對堆積煙絲導熱系數(shù)預測最大的優(yōu)點在于，只需測試絕干狀態(tài)下堆積煙絲

5、的導熱系數(shù)和煙絲表觀密度。需要測試的兩個變量，用目前的實驗室測試技術可以保證數(shù)據(jù)的準確性。在考察的影響因素范圍內(nèi)預測值和實驗值吻合性較好。
　　 4.不同類型煙絲熱物性參數(shù)的比較結果為：在溫度達到使煙絲水分發(fā)生相變前，煙絲導熱系數(shù)規(guī)律為再造煙絲＞梗絲＞烤煙B1F＞白肋煙C3L。熱擴散系數(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。相變點溫度后，煙絲導熱系數(shù)規(guī)律為再造煙