[發明專利]一種梗絲分選通道內流場特性檢測方法

有效

• 申請號: 202110871041.8
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113790867B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 周長江;蘇杰;張吉軍
• 申請（專利權）人: 湖南大學;常德煙草機械有限責任公司
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務所(普通合伙) 43222
• 代理人: 葉舟

本發明提出一種梗絲分選通道內流場特性檢測方法，可實現煙草機械中梗絲分選通道內流場流速與壓力數據的采集；通過連續性定理與能量守恒原理對通道內部截面流動特征進行預測與分析，得出最優的梗絲分選通道控制與通道設計方案；測算方法為：在實驗開始前于梗絲分選通道中選取若干流體通道分析截面，基于連續性定理，計算出不同入口流速條件下各個截面點氣流的局部流速，進而推導出動壓改變量；通過計算各個截面點處梗絲分選通道的阻力損失量與重力勢能，得出總壓改變量；結合動壓改變量與總壓改變量計算得出各個截面點的靜壓改變量；最后分析得出梗絲分選通道內流場特性，結合此檢測方法可優化梗絲分選效率，利于國內煙機組梗絲分選通道的結構改進。

技術領域

本發明屬于煙草機械技術領域，尤其涉及一種梗絲分選通道內流場特性檢測方法。

背景技術

氣力輸送與分選的研究涉及多個交叉學科，對工業生產具有重要的現實意義；氣力輸送與分選在卷煙工業中應用廣泛，不僅用于輸送、分選煙葉、煙絲、煙梗等原料，還能實現煙絲松散、去雜、干燥、除塵等工藝。

PROTOS M8是德國HAUNI公司新推出的智能化程度較高的超高速卷接機組，最高生產速度為20000支/分鐘；該機組由VE供料成條機、SE卷制成形機及MAX接裝機三部分構成；供料成條機對煙葉進行松散、除梗、除雜、計量后形成煙絲束；Z字型梗絲分選系統是一種以現有流化系統為基礎，實現煙絲，煙梗分選的新型系統，結合了懸浮分選與慣性離心分選兩種分選理論；由于分選器為多級Z型分選通道組成，通道內邊角較多，Z字型通道內流體并未均勻經過通道任意角落，通道內流向集中或分散未知。

迄今為止，Z字型梗絲分選系統在卷煙行業應用不多，雖然國內外已有部分產品，但輸送系統固定，應用到不同品種梗絲中的效果較差；目前國內對Z字形通道內流場機理尚未有充足的認識，數值求解不能提供真實邊界條件，阻礙了后續工作中梗絲分選數值模擬的進程；因此，結合理論計算與實驗，能為多級Z型分選通道理論研究提供一定的借鑒作用；進一步幫助煙草機械研究人員認識到梗絲分選本質，有利于Z字型梗絲分選系統的設計、放大和優化。

本方案基于能量守恒原理，提出了一種梗絲分選通道內流場特性計算方法，可用于煙草機械梗絲分選通道內流場流速與壓力的計算。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種梗絲分選通道內流場特性檢測方法，檢測過程為：在梗絲分選通道中選取若干流體通道分析截面，基于連續性定理，計算出不同入口流速條件下各個截面點氣流的局部流速，進而推導出動壓改變量；通過計算各個截面點處梗絲分選通道的阻力損失量與重力勢能，得出總壓改變量；結合動壓改變量與總壓改變量計算得出各個截面點的靜壓改變量；最后分析得出梗絲分選通道內流場特性，結合此檢測方法可優化梗絲分選效率，利于國內煙機組梗絲分選通道的結構改進。

為了實現本發明的目的，本發明采取的技術方案為：

一種梗絲分選通道內流場特性檢測方法：包括如下步驟：

步驟一、得到梗絲分選通道內任意位置截面的面積；然后得到梗絲分選通道某一截面a的面積S₁、風速V₁和靜壓P₁；

步驟二、得到梗絲分選通道某一截面b的面積S₂，根據連續性定理得到截面b處的風速V₂：

S₁×V₁＝S₂×V₂ (1)

步驟三、得到空氣在截面a和截面b間流動的阻力損失△H：

△H＝△P_沿程+△P_局部總；其中△P_沿程即空氣在截面a和截面b間流動的行程阻力損失；△P_局部總即空氣在截面a和截面b間流動時在漸擴管的阻力損失和各拐角處的阻力損失之和；