提升管中烟丝运动速度的定量检测及其运动特性分析

陈 然，张大波，卓浩廉，胡瑞林，郜小萌，刘朝贤，鲁端峰，李 斌*

1.广东中烟工业有限责任公司广州卷烟厂，广州市荔湾区环翠南路88号 510000

2.中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州高新技术产业开发区枫杨街2号 450001

气力输送和气流干燥技术在卷烟制丝加工过程中应用广泛，该技术利用气流作为载体和热媒在管道中输送和干燥物料，气体的流动直接为物料运动提供能量［1］。在气力输送和气流干燥过程中，过高的物料运动速度会导致烟丝造碎，气固两相的不均匀性会导致烟丝含水率不均匀和烟丝分层问题。烟草物料流动状态下的运动速度定量检测与表征是解决上述质量风险的理论基础，也是难点所在。目前，烟丝在气力输送过程中的表征，多为颗粒动力学观测以及烟丝在管道内分布状态研究，如烟丝在管道内流动特性分析［2］、管道中烟丝运动的可视化分析［3］、烟丝在管道内的团聚现象研究［4］等。烟丝是轮廓不规则的弹性丝状颗粒，在输送过程中存在旋转、波动和团聚等无序运动。曾蕾［5］采用的帧差法与图像块匹配方法实现了对烟丝速度的定量检测，但是该算法对于不规则的烟丝尺寸的适应性较差。沈道庆［6］采用圆环形电容传感器实现了气固两相流中固相物料的流动速度检测，蒋泰毅等［7］采用静电测量法实现了气固两相流速度及质量流量的测量，但这两种方法主要应用于浓相流，与烟丝气力输送和气流干燥过程运动状态相差较大。……