摘要
为探索烟叶加料过程中料液的浸润机制和叶片膨胀变形特性,运用多孔介质连续性理论和弹性理论建立了烟叶加料过程中的热质传递数学模型,基于COMSOL软件实现加料过程中的多物理场耦合,分析了加料过程中烟叶的温度、料液浸润率和膨胀变形的变化规律与相互影响.结果表明:利用COMSOL软件模拟烟叶加料过程,叶片峰值温度为49.25℃,最适加料环境温度为65℃,最终料液浸润率为19.85%,最终叶片膨胀率为8.6%;烟叶的温度变化和料液浸润主要从被料液拍打到的叶片部位开始;叶片内部料液扩散产生的湿应力显著大于温度变化产生的热应力,表明料液的扩散作用对烟叶膨胀变形的影响比温度的影响更大;烟叶的最大等效应力出现在加料过程的15s左右,并出现在被料液拍打到的部位,表明膨胀变形致使烟叶骨架孔隙变大,扩大了料液扩散通道.烟叶加料过程中的膨胀变形对料液扩散具有积极作用,烟叶内部料液的分布是影响加料均匀性的主要因素.本研究为烟叶加料工艺工序进行优化,可为卷烟数字化生产提供可靠的理论参考.
基金项目
中国烟草总公司科技重点项目(110201402027)
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