一种干布热定型过程织物实时温度的估算方法

摘要

本发明公开了一种干布定型机热定型过程织物温度的估算方法，可以在干布热定型的过程中使用，使用方法简单。仅需要在加工该织物情况下，采样一次实际织物表面温度(采集的点越多，辨识准确性越高)，基本就能明确织物实际温度的变化情况，有利于设定合理的工艺参数。

主权项

一种干布定型机热定型过程织物温度的估算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定织物主体温度模型：设时间为参变量，设定布匹定型时的速度为v，取其中微小长度Δx,那么所需的时间应该是Δτ＝Δx/v，则Δx这段距离所对应的面积周围的热空气的温度为T_air(τ)，记瞬时换热为h(τ)，根据能量守恒定律，单位时间内热空气通过射流方式进行对流换热，传给织物的热量应等于织物内部焓的增量，得到了如下的表达式：$\Phi \left(\tau \right)=h\left(\tau \right)\Delta S[T_W\left(\tau \right)-T\left(\tau \right)]={\mathrm{\rho c}}_p\left(\tau \right)\Delta V\frac{dT}{d\tau }---\left(1\right)$这里面，Φ(τ)在单元时间内通过ΔS面积的换热量，称为热流量，单位是W，ΔS是单元织物换热面积，单位是m²，h(τ)瞬时对流换热系数，单位是W/(m²·℃)，T(τ)单元布匹经过加热时间Δτ后的温度，单位℃，T_W(τ)布匹的边界温度，单位℃，ρ被加热的布匹的密度，单位是kg/m³，c_p(τ)被加热的布匹的定比压热容，单位是J/(kg·℃)，τ布匹在烘箱内的时间，单位s，平衡方程建立了表面对流换热速率与织物内能变化速率之间的关系，取单位长度为计算单元体，因此有ΔV/ΔS＝δ，δ是织物厚度，公式(1)进行变形，得到：$\frac{dT}{d\tau }+\frac{h\left(\tau \right)}{{\mathrm{\rho c}}_p\delta }[T\left(\tau \right)-T_W\left(\tau \right)]=0---\left(2\right)$进行积分分离，令θ＝T_W(τ)‑T(τ)，取初始条件为τ＝0，T＝T₀，且微分方程初始条件可以写成：$\frac{d\theta }{d\tau }+\frac{h\left(\tau \right)}{{\mathrm{\rho c}}_p\delta }\theta =0---\left(3\right)$将初始条件θ₀＝T_W0(τ)‑T₀代入，经过计算后，可得：$\theta =c\exp [-\frac{h\left(\tau \right)}{{\mathrm{\rho c}}_p\delta }\tau ]---\left(4\right)$此处c是积分常数，由于因此，$T\left(\tau \right)=T_w\left(\tau \right)-\exp [-\frac{h\left(\tau \right)}{{\mathrm{\rho c}}_p\delta }\tau ](T_0-T_{w0})---\left(5\right)$其中，边界温度T_w(τ)可以用下式近似表示，$T_w\left(\tau \right)\approx \left[\frac{T_{air}\left(\tau \right)+T\left(\tau \right)}{2}\right]---\left(6\right)$假定热空气温度基本稳定，即T_air＝T_air(0)，因此：$T\left(\tau \right)=T_{air}\left(\tau \right)-\exp [-\frac{h\left(\tau \right)}{{\mathrm{\rho c}}_p\delta }\tau ](T_{air\left(0\right)}-T_0)---\left(7\right)$2)h(τ)的确立h(τ)用数据处理的办法来进行拟合而得到。