一种烟丝热加工强度的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种烟丝热加工强度的计算方法，包括如下步骤：在制丝线滚筒入料口和出料口对物料进行温度和含水率进行测量；对数据难以测量的滚筒内采用“有限元+离散元”耦合仿真对部分数据进行分析计算，基于采集数据与仿真数据拟合出烟丝温度

【技术实现步骤摘要】
一种烟丝热加工强度的计算方法


[0001]本专利技术属于烟草加工
，具体涉及一种数据采集与仿真分析融合驱动的烟丝热加工强度计算方法。

技术介绍

[0002]提升叶丝制造过程稳定性、减小批间产品品质波动是目前卷烟制造企业面临的共性问题。随着一些卷烟品牌规模的快速增长，卷烟生产过程中越来越多地存在着多个不同加工点生产统一牌号卷烟产品的情况。
[0003]一些卷烟加工点所使用的滚筒干燥设备，在生产能力、设备结构与控制方式等方面均存在较大的差异，即使使用相同或近似的滚筒干燥设备，由于异地生产的环境气候条件、蒸汽介质条件等差异，也可能导致多点加工烟丝质量存在差异。
[0004]现有制丝工艺流程虽然能保证烟丝的出口含水率和出口温度，但烟丝的加工过程中实际经历的含水率和温度变化过程、即热加工强度存在较大差异，而烟丝的热加工强度对成品的性能影响较大。因此，建立烟丝在滚筒干燥过程中的热加工强度计算方法，是定量评价烟丝在同一设备中加工过程稳定性、不同设备中加工过程质量同一性的基础。为此提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种数据采集与仿真分析融合驱动的烟丝热加工强度计算计算方法，为实现烟丝滚筒干燥过程的均质化加工提供依据，为定量评价烟丝在同一设备中加工过程稳定性、不同设备中加工过程质量同一性提供基础。
[0006]本专利技术的计算方法在制丝线滚筒首尾采用温湿度传感器对物料进行测量，在滚筒内难以测量部分采用“有限元+离散元”耦合仿真的方式进行采集，基于采集数据与仿真数据，拟合出烟丝温度
‑
含水率的特征曲线，从而确定加工物料温度含水率积分函数值，以此计算烟草在热加工工序中的热加工强度。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种烟丝热加工强度的计算方法，包括如下步骤：在制丝线滚筒入料口和出料口对物料进行温度和含水率进行测量；对数据难以测量的滚筒内采用“有限元+离散元”耦合仿真对部分数据进行分析计算，基于采集数据与仿真数据拟合出烟丝温度
‑
含水率的特征曲线，确定加工物料温度含水率积分函数值；进而计算烟丝在滚筒内的热加工强度。
[0009]优选地，具体步骤为：
[0010](1)在制丝生产线的滚筒入料口(1)和出料口(2)测量入口物料水分值X1、出口物料水分值X
l
、入口物料温度值T1和出口物料温度值T
l
；
[0011](2)根据生产线设置的参数，对数据难以测量的滚筒内通过“有限元+离散元”耦合仿真获取物料在滚筒内的位置及对应的物料含水仿真数据序列[X2,X3,...,X
n
‑1,X
n
]和物料温度仿真数据序列[T2,T3,...,T
n
‑1,T
n
]，仿真数据序列长度为n
‑
1；
[0012](3)将步骤(1)测量值与步骤(2)仿真数据合并，得到物料水分数据序列与物料温度数据序列通过多项式拟合确定烟丝温度T
‑
含水率X的对应关系X＝f(T)；
[0013](4)基于对应关系X＝f(T)，确定温度X
‑
含水率T积分值，通过物料在滚筒干燥脱水过程中单位脱水量
△
x对应的温度变化率
△
t计算，即得到所述的热加工强度。
[0014]优选地，所述生产线情况设置的参数包括：滚筒材质参数、滚筒转速、滚筒倾角、筒壁温度、物料密度、物料剪切量、物料静摩擦系数、滚筒静摩擦系数、物料滚动摩擦系数、滚筒滚动摩擦系数。
[0015]优选地，使用ANSYS与EDEM软件设置具体仿真参数与边界条件，通过“有限元+离散元”耦合仿真获取物料含水仿真数据序列和物料温度仿真数据序列。
[0016]优选地，所述的热加工强度计算公式如下：其中f
‑1(X)为X＝f(T)的反函数，X1、X
l
分别是烟丝入料口和出料口对物料的含水率,T1是含水率X1时烟丝的温度。
[0017]本专利技术在制丝生产线薄板干燥过程现有设备中，在如图1所示的滚筒入料口(1)和出料口(2)可以直接采集到的数据有入口物料水分实际值X1、出口物料水分实际值X
l
、入口物料温度实际值T1和出口物料温度实际值T
l
；所述仿真参数根据实际生产线情况设置滚筒材质、滚筒转速、滚筒倾角、筒壁温度、物料密度、物料剪切量、物料静摩擦系数、滚筒静摩擦系数、物料滚动摩擦系数、滚筒滚动摩擦系数等参数，通过“有限元+离散元”耦合仿真获取物料在滚筒内的位置及对应的含水率[X2,X3,...,X
n
‑1,X
n
]和温度值[T2,T3,...,T
n
‑1,T
n
]；将实际值与仿真数据合并，得到物料水分数据序列与物料温度数据序列通过拟合烟丝温度T
‑
含水率X的对应关系X＝f(T)，可求解完整的含水率序列X＝[X1,X2,...,X
l
‑1,X
l
]和温度序列T＝[T1,T2,...,T
l
‑1,T
l
]，确定烟丝温度
‑
含水率的特征曲线S(X,T)；根据温度含水率对应关系X＝f(T)计算计算温度含水率积分值；以物料在滚筒干燥脱水过程中单位脱水量
△
x对应的温度变化率
△
t计算热加工强度。
[0018]所述“有限元+离散元”耦合仿真过程无需仿真加工的整个过程，其余数据通过对传感器数据和仿真数据的拟合函数求得，计算烟丝温度
‑
含水率的特征曲线S(X,T)只需要部分数据，拟合烟丝温度
‑
含水率的对应曲线只需要部分数据；积分根据拟合函数X＝f(T)反求积分所得。
[0019]所述薄板干燥过程热加工强度采用特征曲线的积分平均值表示，该热加工强度H计算公式如下：其中f
‑1(X)为拟合函数X＝f(T)的反函数，X1、X
l
分别是烟丝初、末状态下的含水率,T1是含水率X1时烟丝的温度。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]1、本专利技术的方法无需对现有热加工设备改造或加装检测传感设备，采用仿真的方式采集滚筒中间加工过程数据，检测成本低。检测采用实际生产线上采集结合耦合仿真的方式进行，所计算热加工强度可以真实有效反映烟丝温湿度变化过程，为烟丝生产的质量
评价提供依据。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的烟丝加工的滚筒示意图，1表示滚筒入料口，2表示出料口。
[0023]图2为本专利技术的烟丝热加工强度的计算方法步骤示意图。
[0024]图3为本专利技术的实施例的烟丝热加工强度的技术结果分析示意图。
具体实施方式
[0025]下面对本专利技术通过实施例作进一步说明，但不仅限于本实施例。
[0026本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟丝热加工强度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：在制丝线滚筒入料口和出料口对物料进行温度和含水率进行测量；对数据难以测量的滚筒内采用“有限元+离散元”耦合仿真对部分数据进行分析计算，基于采集数据与仿真数据拟合出烟丝温度
‑
含水率的特征曲线，确定加工物料温度含水率积分函数值；进而计算烟丝在滚筒内的热加工强度。2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，具体步骤为：(1)在制丝生产线的滚筒入料口(1)和出料口(2)测量入口物料水分值X1、出口物料水分值X
l
、入口物料温度值T1和出口物料温度值T
l
；(2)根据生产线设置的参数，对数据难以测量的滚筒内通过“有限元+离散元”耦合仿真获取物料在滚筒内的位置及对应的物料含水仿真数据序列[X2,X3,...,X
n
‑1,X
n
]和物料温度仿真数据序列[T2,T3,...,T
n
‑1,T
n
]，仿真数据序列长度为n
‑
1；(3)将步骤(1)测量值与步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：易斌，唐军，李雯琦，林文强，高晓华，周冰，高宇雷，方俊俊，谭国治，何邦华，周晓龙，张立斌，杨耀晶，秦鹏，刘丹楹，许晓黎，聂蓉，
申请(专利权)人：云南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：