《滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的測(cè)定 示蹤物法試驗(yàn)報(bào)告》

PAGEPAGE9滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的測(cè)定示蹤物法技術(shù)報(bào)告項(xiàng)目組2012年8月目錄1項(xiàng)目背景及意義 22主要研究?jī)?nèi)容 43預(yù)期效果 54技術(shù)路線 65示蹤物法測(cè)定煙絲停留時(shí)間的基本原理 66材料與方法 76.1儀器及材料 76.1.1試驗(yàn)儀器與設(shè)備 76.1.1試驗(yàn)材料與試劑 76.2試驗(yàn)方法 76.2.1示蹤物含量測(cè)定的研究方法 76.2.2停留時(shí)間分布測(cè)定方法研究 86.2.3方法的驗(yàn)證與應(yīng)用（共同試驗(yàn)） 87結(jié)果與分析 97.1示蹤物選擇 97.2示蹤物含量的測(cè)定方法研究及準(zhǔn)確性評(píng)價(jià) 117.2.1示蹤物含量測(cè)定方法研究 117.2.2示蹤物含量測(cè)定方法準(zhǔn)確度評(píng)價(jià) 127.3停留時(shí)間分布測(cè)定方法研究 147.3.1示蹤物添加方法研究 147.3.2取樣方法研究 217.3.3停留時(shí)間分布測(cè)定結(jié)果的計(jì)算與表達(dá) 257.3.4停留時(shí)間分布測(cè)定方法的準(zhǔn)確度評(píng)價(jià) 278方法的驗(yàn)證與應(yīng)用 308.1不同滾筒轉(zhuǎn)速停留時(shí)間分布的測(cè)定 308.1.1干燥滾筒不同轉(zhuǎn)速條件下停留時(shí)間分布的測(cè)定 308.1.2加香滾筒不同轉(zhuǎn)速條件下停留時(shí)間分布的測(cè)定 328.2不同風(fēng)向條件下停留時(shí)間分布的測(cè)定 348.3不同風(fēng)速條件下停留時(shí)間分布的測(cè)定 369．結(jié)論 38參考文獻(xiàn) 391項(xiàng)目背景及意義停留時(shí)間是指物料從進(jìn)入到離開(kāi)加工設(shè)備停留的時(shí)間，由于物料在系統(tǒng)中流速分布的不均勻、顆粒的擴(kuò)散、對(duì)流以及由于設(shè)備設(shè)計(jì)等方面的原因，實(shí)際加工過(guò)程中物料在系統(tǒng)中的停留時(shí)間有長(zhǎng)有短，從而形成了一定的停留時(shí)間分布。停留時(shí)間與加工質(zhì)量密切相關(guān)，停留時(shí)間分布理論是化學(xué)反應(yīng)工程等學(xué)科的重要組成部分，廣泛地應(yīng)用于涉及流動(dòng)及混合的諸多工業(yè)領(lǐng)域。通過(guò)物料在加工設(shè)備中停留時(shí)間分布（residencetimedistribution，RTD）的測(cè)定可以對(duì)設(shè)備的工況進(jìn)行分析，提供改進(jìn)設(shè)備操作性能的有用信息、改進(jìn)方向和改進(jìn)措施；通過(guò)停留時(shí)間分布建立合適的流動(dòng)模型，作為物料、熱量以及動(dòng)量衡算的基礎(chǔ)，可以指導(dǎo)反應(yīng)器或其它設(shè)備的設(shè)計(jì)[1]。物料在加工設(shè)備中的停留時(shí)間分布是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，可用概率論中的分布密度和分布函數(shù)來(lái)定量描述物料在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間分布。停留時(shí)間分布通常由試驗(yàn)測(cè)定，主要采用示蹤物的“應(yīng)答技術(shù)”（stimulusresponse），即入口以某種方式加入示蹤物，在出口檢測(cè)示蹤物含量隨時(shí)間的變化，以示蹤物的運(yùn)動(dòng)代表顆粒主體的運(yùn)動(dòng)。文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的示蹤物含量的檢測(cè)方法主要是基于放射性、超聲波反射、光學(xué)反射、導(dǎo)電性、磁性、近紅外吸收等原理，采用MnO2、La2O3、填料、炭黑、TiO2、KNO3、NaCl、鐵粉、有色染料等不同性質(zhì)的示蹤物[2]。示蹤物添加方式主要為脈沖法、階躍法和周期擾動(dòng)法，常用的是前兩種方法。其中，脈沖法簡(jiǎn)單、適用范圍廣且示蹤劑消耗少；階躍法的操作較為簡(jiǎn)便，但適用于帶有定量喂料系統(tǒng)的加工設(shè)備，且示蹤物用量較多。為了比較不同的停留時(shí)間分布，通常是比較其統(tǒng)計(jì)特征值。常用的統(tǒng)計(jì)特征值有兩個(gè)，一個(gè)是數(shù)學(xué)期望，一個(gè)是方差。數(shù)學(xué)期望也就是均值，均值為對(duì)原點(diǎn)的一階距，對(duì)于停留時(shí)間分布而言即平均停留時(shí)間；方差為對(duì)此均值的二階距，是衡量加工設(shè)備內(nèi)物料停留時(shí)間與平均停留時(shí)間的離散程度的量度。為了消除均值對(duì)方差的影響，在比較不同操作條件下停留時(shí)間分布離散程度時(shí)，一般使用無(wú)因次方差。影響加工設(shè)備內(nèi)物料停留時(shí)間分布的因素主要有原料特性、設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝條件等。其他行業(yè)對(duì)于顆粒類(lèi)物料在加工設(shè)備中停留時(shí)間分布方面的研究較多，如干燥機(jī)、水泥窯[3、4]、連續(xù)混合器[5]、球磨機(jī)、造粒機(jī)、廢棄物的焚燒及熱解窯、固定床、氣流床[6]、循環(huán)流化床[7]等。煙草行業(yè)對(duì)該領(lǐng)域的研究還較少。主要側(cè)重于物料在加工設(shè)備內(nèi)平均停留時(shí)間的測(cè)定，如企業(yè)采用紙片、手套（帶硬幣）作為標(biāo)識(shí)物進(jìn)行物料平均停留時(shí)間的測(cè)定，該種方法測(cè)定的平均停留時(shí)間差異較大，測(cè)定變異系數(shù)較大，而且當(dāng)標(biāo)識(shí)物裹在物料中時(shí)不容易被及時(shí)檢測(cè)到，測(cè)試數(shù)據(jù)僅僅反映物料粗略通過(guò)時(shí)間，而對(duì)于物料在加工設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間分布離散狀況及混合情況無(wú)法反映。另外，一種近年煙草行業(yè)引入的化工行業(yè)常用的滯留量法測(cè)定平均停留時(shí)間的方法也開(kāi)始逐漸被應(yīng)用，該方法在設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定情況下，停機(jī)，將設(shè)備內(nèi)的物料倒出，利用滯留量與物料流量做除法來(lái)計(jì)算物料平均停留時(shí)間。該方法對(duì)于冷態(tài)情況下的測(cè)定較為適應(yīng)，但在熱態(tài)加工過(guò)程中，物料含水率不斷發(fā)生變化，采用滯留量法進(jìn)行測(cè)定難度較大，而且，采用滯留量法測(cè)定的僅為物料平均停留時(shí)間，而無(wú)法反映物料在加工設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間分布離散狀態(tài)以及物料的返混程度。1969年，Hedge[8]以梗絲作為示蹤物，利用類(lèi)似于停留時(shí)間分布的方法對(duì)加工設(shè)備中物料的軸向混合特性進(jìn)行了初步探索。利用梗絲與配方煙絲在總植物堿含量上的差異，在加工設(shè)備入口連續(xù)進(jìn)料配方煙絲流中的某一區(qū)域替換放入一定量的梗絲，同時(shí)在出口取樣測(cè)定物料的總植物堿含量隨時(shí)間變化的響應(yīng)曲線；通過(guò)響應(yīng)曲線比較了氣流與滾筒烘絲系統(tǒng)的軸向混合強(qiáng)弱，分析了MolinsMark8卷煙機(jī)的混合效果并與理想混合器進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明：滾筒烘絲的軸向混合程度要強(qiáng)于氣流烘絲；卷煙機(jī)的混合效果與帶有外循環(huán)的全混流理想混合器十分接近，混合效果較好。此研究的方法類(lèi)似于停留時(shí)間分布法，示蹤物添加方式屬于應(yīng)答技術(shù)中的脈沖示蹤法。但由于示蹤物梗絲的出口含量無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定，所以?xún)H能定性的描述顆粒軸向混合情況，無(wú)法用RTD定量的表征軸向混合的強(qiáng)弱和顆粒的平均停留時(shí)間。1987年，BAT公司[9]采用對(duì)物料進(jìn)行放射性照射，通過(guò)探測(cè)加工設(shè)備出口物料放射性的辦法，對(duì)高速干燥機(jī)內(nèi)物料的平均停留時(shí)間及物料停留時(shí)間分布進(jìn)行了測(cè)定，通過(guò)對(duì)測(cè)定結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)高速干燥機(jī)需要改進(jìn)的地方，進(jìn)而將測(cè)定結(jié)果用于設(shè)備的加工改進(jìn)和放大。2011年，劉棟[10]等選用CO2膨脹煙絲作為示蹤物，采用負(fù)階躍示蹤法對(duì)滾筒加工設(shè)備中煙絲停留時(shí)間分布的測(cè)定方法進(jìn)行了探討，分析了滾筒轉(zhuǎn)速和固體物料流量對(duì)煙絲停留時(shí)間分布的影響規(guī)律。結(jié)果表明：物料在滾筒中的平均停留時(shí)間和最短停留時(shí)間隨轉(zhuǎn)速的增加和流量的增大而減少，無(wú)因次方差隨著滾筒轉(zhuǎn)速的增加和流量的增大而增大。雖然該研究初步探索了滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定方法，但該方法需要在滾筒設(shè)備前有穩(wěn)定的計(jì)量摻配系統(tǒng)，具有一定的局限性；且采用階躍示蹤法時(shí)存在流量的波動(dòng)，可能造成測(cè)定結(jié)果的偏差。在該項(xiàng)目之前，煙草行業(yè)尚未建立完善的、且廣泛適用的煙草物料在加工設(shè)備中停留時(shí)間分布的測(cè)定方法。而煙草物料在干燥、加香、混合、輸送、卷制等加工過(guò)程都存在一定的停留時(shí)間分布，例如：煙絲在干燥設(shè)備（滾筒和氣流）中的停留時(shí)間分布影響干燥后的物理、感官質(zhì)量及其均勻性，加香滾筒中煙絲的停留時(shí)間分布影響加香的均勻性和物料混合的均勻性，卷煙機(jī)中煙絲的停留時(shí)間分布影響卷煙產(chǎn)品配方組成的均勻性和穩(wěn)定性。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)示蹤物添加方法研究、停留時(shí)間分布測(cè)定方法研究、停留時(shí)間分布表征方法研究，建立滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定方法，并對(duì)建立的方法進(jìn)行驗(yàn)證及應(yīng)用。通過(guò)該方法的建立及應(yīng)用將有助于進(jìn)一步提高煙草的加工質(zhì)量并為加工設(shè)備的改進(jìn)與完善提供依據(jù)。首先，利用建立的停留時(shí)間分布測(cè)定方法可以指導(dǎo)煙草加工設(shè)備的研發(fā)及設(shè)備的放大，提高設(shè)備加工的針對(duì)性和控制精度；其次，利用該方法可以對(duì)滾筒加工設(shè)備的工藝性能進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)速、滾筒轉(zhuǎn)速等操作條件改變情況下的平均停留時(shí)間和停留時(shí)間分布的測(cè)定，進(jìn)而對(duì)物料的停留時(shí)間分布離散狀況、返混程度進(jìn)行測(cè)定分析；再次，利用該測(cè)定方法還可以對(duì)其它煙草物料加工設(shè)備，如：風(fēng)送、卷煙機(jī)等進(jìn)行物料停留時(shí)間分布的測(cè)定；另外，通過(guò)該測(cè)定方法的建立，可以為異地、多點(diǎn)加工及加工均質(zhì)化提供測(cè)試分析手段。2主要研究?jī)?nèi)容1）示蹤物的添加方法研究①示蹤物的選擇；②示蹤物的添加量、添加方式研究；③示蹤物含量的測(cè)定方法和準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)。2）停留時(shí)間分布測(cè)定方法研究①取樣點(diǎn)、取樣量、取樣方法的確定與研究；②示蹤物的分離。3）停留時(shí)間分布的表征方法研究4）建立適用于滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法5）試驗(yàn)驗(yàn)證。3預(yù)期效果1）研究適用于煙草物料滾筒加工過(guò)程運(yùn)動(dòng)特性研究的示蹤技術(shù)及應(yīng)用方法；2）滾筒加工設(shè)備中煙絲停留時(shí)間分布的特征值計(jì)算及表征；3）建立示蹤物法測(cè)定滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的方法。4技術(shù)路線滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的測(cè)定示蹤物法滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的測(cè)定示蹤物法示蹤物的選擇示蹤物添加方法研究取樣方法研究示蹤物含量測(cè)定方法研究分離測(cè)定方法準(zhǔn)確度度評(píng)價(jià)示蹤物添加方式研究示蹤物添加量的確定取樣量的確定取樣頻次的確定煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定結(jié)果的計(jì)算與表達(dá)滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定方法的建立與測(cè)定結(jié)果評(píng)價(jià)滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定方法的驗(yàn)證與應(yīng)用圖1技術(shù)路線5示蹤物法測(cè)定煙絲停留時(shí)間的基本原理滾筒加工設(shè)備投料并運(yùn)行穩(wěn)定后，在設(shè)備入口瞬時(shí)加入一定量的示蹤物（CO2膨脹煙絲），同時(shí)在設(shè)備出口等時(shí)間間隔進(jìn)行取樣，直至物料中無(wú)示蹤物。利用CO2膨脹煙絲與測(cè)試煙絲密度的差異，用漂浮分離法測(cè)定煙絲樣品中的示蹤物含量，由各樣品中的示蹤物含量計(jì)算分布密度函數(shù)值，并由此計(jì)算煙絲在滾筒加工設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間分布特征量平均停留時(shí)間及煙絲在滾筒內(nèi)的停留時(shí)間分布無(wú)因次方差。6材料與方法6.1儀器及材料6.1.1試驗(yàn)儀器與設(shè)備RetschAS400篩分儀（德國(guó)Retsch公司，篩網(wǎng)孔徑為：8.00mm、6.70mm、5.60mm、4.75mm、4.00mm、3.35mm、2.80mm、2.00mm、1.40mm和0.71mm）；UltraPYC1200e全自動(dòng)真密度分析儀（美國(guó)Quantachrome公司）；恒溫恒濕箱；PL3001-SMettler電子天平（感量：0.01g，瑞士Mettler公司）；LC-233烘箱（愛(ài)斯佩克環(huán)境儀器（上海）有限公司）等。葉絲滾筒干燥設(shè)備（HAUNI公司KLD2-3型、COMAS公司THT1798/2222A型、秦皇島煙機(jī)公司SH315D型、秦皇島煙機(jī)公司SH35C型），HAUNI公司ModelFLT型滾筒加香機(jī)。6.1.1試驗(yàn)材料與試劑CO2膨脹煙絲、葉絲（烤煙、白肋煙）、梗絲再造煙葉絲、和配方煙絲。正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯（AR，西隴化工股份有限公司）。6.2試驗(yàn)方法6.2.1示蹤物含量測(cè)定的研究方法（1）示蹤物的選擇通過(guò)對(duì)煙絲各組分（葉絲、梗絲、CO2膨脹煙絲、薄片絲等）的密度（表觀密度、真密度）和結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)測(cè)定結(jié)果選擇CO2膨脹煙絲作為示蹤物，并對(duì)CO2膨脹煙絲作為示蹤物的具體條件進(jìn)行研究確定。（2）示蹤物含量的測(cè)定根據(jù)示蹤物CO2膨脹煙絲與其它煙絲組分的密度差異，選擇合適的分離液進(jìn)行CO2膨脹煙絲與其它煙絲組分的分離，對(duì)分離后的煙絲樣品進(jìn)行晾制、烘干，并計(jì)算樣品中CO2膨脹煙絲干基百分含量。（3）分離測(cè)定方法準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)采用人工摻配的辦法，配制不同質(zhì)量（15g、50g、100g、150g）及不同CO2膨脹煙絲比例（1%、3%、5%、10%、20%）的煙絲樣品，對(duì)已知CO2膨脹煙絲比例的煙絲樣品利用分離液進(jìn)行分離測(cè)定，進(jìn)而評(píng)價(jià)CO2膨脹煙絲分離測(cè)定方法的正確度和精密度。同時(shí)，為選擇合適的示蹤物添加比例提供依據(jù)。6.2.2停留時(shí)間分布測(cè)定方法研究（1）示蹤物添加方法研究對(duì)現(xiàn)有的示蹤物添加方式（脈沖法、階躍法、周期擾動(dòng)法）進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)價(jià)各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果確定適用于煙草行業(yè)的示蹤物添加方式；在此基礎(chǔ)上對(duì)示蹤物在不同添加量下的準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定合適的示蹤物添加比例；并對(duì)示蹤物含水率對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響進(jìn)行對(duì)比研究。（2）取樣方法研究依據(jù)滾筒設(shè)備狀況，確定示蹤物法測(cè)定滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布適宜的取樣點(diǎn)；依據(jù)設(shè)備的生產(chǎn)能力大小，取樣的代表性，并結(jié)合分離測(cè)定的工作量確定每次取樣量；并對(duì)不同的取樣時(shí)間間隔測(cè)定的煙絲停留時(shí)間分布狀況進(jìn)行對(duì)比分析，確定適宜的取樣頻次。（3）停留時(shí)間分布測(cè)定結(jié)果的表達(dá)及方法準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)通過(guò)相關(guān)停留時(shí)間分布測(cè)定結(jié)果的分析研究和計(jì)算對(duì)比，確定適宜的停留時(shí)間分布測(cè)定結(jié)果的計(jì)算表達(dá)；并通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比分析，對(duì)評(píng)價(jià)方法正確度和重復(fù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。6.2.3方法的驗(yàn)證與應(yīng)用（共同試驗(yàn)）采用所建立的滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定方法對(duì)不同生產(chǎn)企業(yè)的滾筒加工設(shè)備分別進(jìn)行不同滾筒轉(zhuǎn)速、不同風(fēng)速和不同介質(zhì)流向的停留時(shí)間分布測(cè)定與應(yīng)用，并與相關(guān)研究結(jié)論進(jìn)行對(duì)比分析。7結(jié)果與分析7.1示蹤物選擇示蹤物的選擇對(duì)于停留時(shí)間分布測(cè)定方法的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。示蹤物的選擇應(yīng)遵循以下原則[2]：示蹤物不反應(yīng)、不吸附、不消耗；除了區(qū)別于被示蹤物料的某一可檢測(cè)性質(zhì)外，兩者應(yīng)具有盡可能相同的物理性質(zhì)；示蹤物含量較低時(shí)也能夠檢測(cè)；用于多相系統(tǒng)檢測(cè)的示蹤物不發(fā)生由一相轉(zhuǎn)移到另一相的情況。對(duì)煙草物料而言，從產(chǎn)品質(zhì)量的角度來(lái)考慮，其他行業(yè)所使用的示蹤物如MnO2、La2O3、炭黑、TiO2、KNO3、NaCl、鐵粉、有色染料不宜在煙草加工中使用，理想的示蹤物應(yīng)是其配方中的組分之一。相比于其他性質(zhì)差異，粒徑差異是引起示蹤物與物料主體分離的主要因素[11]；Campell和Bauer[12]指出當(dāng)顆粒密度比小于3:1時(shí)，顆粒的粒徑差異對(duì)分離的作用更顯著。為了選擇合適的示蹤物，對(duì)煙絲各組分的密度和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)定分析。將各煙絲組分按照GB/T16447[13]的要求進(jìn)行含水率平衡，對(duì)平衡后的煙絲各組分分別進(jìn)行密度和結(jié)構(gòu)測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1、表2和圖2所示。由表1知，CO2膨脹煙絲密度比葉絲、梗絲約小一倍左右。表1試驗(yàn)材料的基本物理性質(zhì)——密度試驗(yàn)材料密度（g/cm3）干基含水率（%）CO2膨脹煙絲0.47414.031氣流干燥葉絲1.08314.024滾筒干燥葉絲1.12614.054梗絲1.18814.354薄片（造紙法）1.24012.049注：密度的測(cè)定使用正己烷排液法，表中數(shù)據(jù)為6次測(cè)量的平均值。由表2和圖2可知，CO2膨脹煙絲的特征尺寸比葉絲小0.31mm、比梗絲小0.06mm，粒徑分布整體差異不大。因此，選用CO2膨脹煙絲作為示蹤物可以通過(guò)比重法測(cè)定其在煙絲中的含量，且在試驗(yàn)中不會(huì)造成顯著的分離作用。表2試驗(yàn)材料的基本物理性質(zhì)——煙絲篩下累積分布（%）及擬合結(jié)果樣品篩網(wǎng)孔徑（mm）擬合結(jié)果6.705.604.754.003.352.802.001.400.71denR2膨脹煙絲96.289.979.464.462.258.543.124.32.93.361.440.98配方葉絲84.980.575.165.661.855.739.721.93.43.671.300.98梗絲98.295.790.471.658.15523.113.13.13.422.200.99注：試驗(yàn)材料篩下累計(jì)分布（%）、特征尺寸（de，mm）和尺寸分布均勻度系數(shù)（n）的測(cè)定采用文獻(xiàn)[14]的方法，煙絲篩下累計(jì)分布特征方程為；表中數(shù)據(jù)為3次測(cè)量的平均值。圖中函數(shù)曲線為煙絲篩下累計(jì)分布方程對(duì)不同試驗(yàn)材料數(shù)據(jù)的擬合曲線：膨脹煙絲、配方葉絲和梗絲的擬合結(jié)果分別如圖中的實(shí)線（solidline）、虛線加點(diǎn)線（dasheddot）和點(diǎn)線（dotline）所示。圖2試驗(yàn)材料尺寸分布擬合曲線由于CO2膨脹煙絲的原料差異較大，且各企業(yè)CO2膨脹煙絲生產(chǎn)加工參數(shù)差異較大，因此為了保證利用比重法檢測(cè)示蹤物含量的準(zhǔn)確性，我們抽取了行業(yè)內(nèi)五家企業(yè)的10個(gè)CO2膨脹煙絲樣品進(jìn)行了表觀密度測(cè)定，并對(duì)CO2膨脹煙絲樣品的采用漂浮法的分離效果進(jìn)行了測(cè)定，具體見(jiàn)表3。由表3數(shù)據(jù)，當(dāng)CO2膨脹煙絲漂浮比例達(dá)95%以上時(shí)，確定CO2膨脹煙絲作為示蹤物，其表觀密度低于0.550g/cm3。表3CO2膨脹煙絲密度與漂浮法分離效果關(guān)系編號(hào)密度（g/cm3）分離效果（%）甲企業(yè)膨絲A0.542896.41膨絲B0.538497.20膨絲C0.498798.76乙企業(yè)膨絲D0.473898.82膨絲E0.496596.09丙企業(yè)膨絲F0.593489.80丁企業(yè)膨絲G0.531798.84膨絲H0.467898.37戊企業(yè)膨絲I0.484297.87膨絲J0.584187.91注：密度的測(cè)定使用正己烷排液法，表中數(shù)據(jù)為6次測(cè)量的平均值。7.2示蹤物含量的測(cè)定方法研究及準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)7.2.1示蹤物含量測(cè)定方法研究7.2.1.1分離液的選取由7.1可知，可以采用比重法對(duì)測(cè)試樣品中的CO2膨脹煙絲進(jìn)行分離。比重法測(cè)定樣品中的CO2膨脹煙絲可采用風(fēng)分，以及分離液進(jìn)行分離的辦法。為了提高分離精度及測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性，采用分離液對(duì)測(cè)試樣品中的CO2膨脹煙絲進(jìn)行分離。一方面，由于CO2膨脹煙絲表觀密度在0.5g/cm3左右，其它各煙絲組分密度均高于1.0g/cm3，因此分離液的密度應(yīng)介于兩者之間，為了保證分離的精度，分離液密度應(yīng)在0.75——0.85g/cm3之間。另一方面，為了保證分離過(guò)程中樣品各組分的密度不發(fā)生變化，分離液應(yīng)為非極性或弱極性，且與煙絲中的水分不互溶。根據(jù)以上分析，參考相關(guān)文獻(xiàn)[15,16]記載，選定環(huán)己烷和乙酸乙酯按2:1配比作為分離液，常溫下兩者互溶，配置分離液的密度為0.819g/cm3，介于CO2膨脹煙絲和其它煙絲組分之間，且不溶于水，因此適合作為分離液進(jìn)行示蹤物分離。分離過(guò)程需在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，充分?jǐn)嚢韬螅珻O2膨脹煙絲浮于分離液上層，而其它組分沉積在分離液下層，將兩部分煙絲分別取出，待煙絲中分離液在常溫通風(fēng)環(huán)境中揮發(fā)后，放入烘箱烘干，并以此計(jì)算煙絲樣品中CO2膨脹煙絲（干基）百分含量。7.2.1.2分離時(shí)間的確定由于在分離過(guò)程煙絲樣品要浸泡在分離液中，且可能需要多次攪拌分離，這個(gè)過(guò)程可能會(huì)發(fā)生煙絲樣品密度的微量改變，因此我們對(duì)煙絲樣品的分離時(shí)間進(jìn)行了研究分析。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。依據(jù)表中數(shù)據(jù)，分離時(shí)間在10min之內(nèi)，漂浮起的CO2膨脹煙絲比例基本不變，在98%以上，15min時(shí)，膨絲浮起比例開(kāi)始減少，因此，確定每個(gè)樣品利用分離液的分離時(shí)間不超過(guò)10min。表4漂浮比例占CO2膨脹煙絲比例分離時(shí)間（min）251015202530漂浮比例（%）98.8498.5298.2897.2695.9094.8092.87注：分離液采用環(huán)己烷：乙酸乙酯=2:1，CO2膨脹煙絲采用50g，表中數(shù)據(jù)為3次測(cè)量的平均值。圖3CO2膨脹煙絲漂浮比例隨分離時(shí)間的變化曲線7.2.2示蹤物含量測(cè)定方法準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)為了考察漂浮分離法的準(zhǔn)確度，并對(duì)分離方法的正確度和精密度進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用人工摻配的方法，按照設(shè)定的膨絲比例配制不同質(zhì)量的配方煙絲樣品，并進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試。表5所示為配方煙絲中只含有葉絲和膨絲的測(cè)試結(jié)果，設(shè)定的膨絲比例分別為1%、3%、5%、10%，配制質(zhì)量分別為10g、50g、100g、200g的樣品，重復(fù)測(cè)試30次。由于試驗(yàn)在同一試驗(yàn)室進(jìn)行，精密度可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。從表5可以看出，在試驗(yàn)測(cè)試水平范圍內(nèi)，測(cè)試結(jié)果的精密度在0.12%~0.21%之間，且當(dāng)膨絲比例大于3%時(shí)測(cè)試結(jié)果的變異系數(shù)小于5%。表6所示為配方煙絲中含有葉絲、梗絲、薄片絲和膨絲的測(cè)試結(jié)果（梗絲和薄片絲的設(shè)定比例均為15%），設(shè)定的膨絲比例分別為1%、3%、5%、10%、20%，配制質(zhì)量分別為15g、50g、100g、150g的樣品，重復(fù)測(cè)試20次。由表6可以看出，在試驗(yàn)測(cè)試水平范圍內(nèi)，測(cè)試精密度范圍在0.11%~0.60%之間，且當(dāng)膨絲比例大于3%時(shí)，變異系數(shù)在5%以?xún)?nèi)。表5含有葉絲和膨絲條件下漂浮分離法的準(zhǔn)確度測(cè)試量（g）膨絲添加比例（%）實(shí)測(cè)膨絲比例（均值，%）標(biāo)準(zhǔn)偏差（%）變異系數(shù)（%）1011.00.1212.033.00.134.355.00.142.81010.00.161.65011.00.1212.033.00.144.755.00.142.81010.00.151.510011.00.1212.033.00.144.755.00.153.01010.00.161.620011.00.1414.033.00.155.055.00.204.0109.90.212.1注：表中的每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)重復(fù)測(cè)定30次，共480個(gè)樣品。表6全配方條件下漂浮分離法的準(zhǔn)確度樣品測(cè)試量（g）膨絲添加比例（%）實(shí)測(cè)膨絲比例（均值，%）標(biāo)準(zhǔn)偏差（%）變異系數(shù)（%）1511.530.2114.0633.100.144.5255.050.203.96109.340.333.532019.220.331.725011.490.138.6233.160.113.3355.110.224.311010.040.414.082018.840.603.1810011.290.1612.1633.020.124.0155.010.081.60109.670.121.242019.940.603.01150g11.320.1914.3933.070.092.8555.080.214.13109.880.393.952019.110.583.04注：表中的每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)重復(fù)測(cè)定20次，共400個(gè)樣品。7.3停留時(shí)間分布測(cè)定方法研究7.3.1示蹤物添加方法研究7.3.1.1示蹤物添加方式的確定示蹤物添加方式主要為脈沖法、階躍法和周期擾動(dòng)法，常用的是前兩種方法。其中，階躍法的操作較為簡(jiǎn)便，但適用于帶有定量喂料摻配系統(tǒng)的加工設(shè)備，示蹤物用量較多，且采用階躍法容易造成流量的不穩(wěn)定，從而造成進(jìn)入滾筒設(shè)備的物料流量發(fā)生變化，對(duì)測(cè)定的停留時(shí)間分布結(jié)果造成一定的影響；脈沖添加示蹤物法簡(jiǎn)單、適用范圍廣且示蹤劑消耗少，且測(cè)定的停留時(shí)間分布結(jié)果反映的是物料整個(gè)分布狀況（完整分布圖形），其難度在于如何縮短示蹤物的添加時(shí)間。由于本方法適用于滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的測(cè)定，不僅包括加香機(jī)內(nèi)煙絲停留時(shí)間的分布測(cè)定，也包括滾筒烘絲機(jī)內(nèi)煙絲停留時(shí)間的測(cè)定。而滾筒烘絲機(jī)前不具備定量喂料摻配系統(tǒng)，為了達(dá)到方法的適用范圍，提高測(cè)試精度，本方法根據(jù)以上關(guān)于示蹤物添加方式的分析，確定采用脈沖法添加示蹤物進(jìn)行滾筒加工內(nèi)煙絲停留時(shí)間分布的測(cè)定。在采用脈沖法進(jìn)行示蹤物添加過(guò)程中，為了提高測(cè)定的準(zhǔn)確性，首先在滾筒加工設(shè)備入口取出與加入CO2膨脹煙絲等量的物料主體，同時(shí)快速加入相同量的CO2膨脹煙絲作為示蹤物進(jìn)行停留時(shí)間分布的測(cè)定。7.3.1.2示蹤物添加量確定滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間的分布的測(cè)定過(guò)程，示蹤物的添加量關(guān)系測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。示蹤物加入量過(guò)小，可能由于示蹤物的檢測(cè)精度因素，造成測(cè)試結(jié)果的波動(dòng)，不能真實(shí)地反映示蹤物的停留時(shí)間分布狀況；示蹤物加入量過(guò)大，由于示蹤物與物料主體的個(gè)別性質(zhì)差異，可能對(duì)物料主體的流動(dòng)產(chǎn)生影響。因此，示蹤物的添加量應(yīng)大小合適，一方面能滿足檢測(cè)方法的檢測(cè)精度；另一方面示蹤物的添加不對(duì)物料主體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生影響，使示蹤物能準(zhǔn)確穩(wěn)定的代表物料主體的停留時(shí)間分布。根據(jù)以上分析，采用脈沖法進(jìn)行滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的測(cè)定，分別采用添加加香筒持料量（筒內(nèi)物料滯留量，持料量的測(cè)定參考YC/T429[17]中5.4.1.5方法。）的1%、2%和3%比例的示蹤物量，進(jìn)行加香筒停留時(shí)間分布的測(cè)定，煙絲樣品中CO2膨脹煙絲百分含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖4所示。圖4三種示蹤物添加量條件下CO2膨脹煙絲檢測(cè)濃度由圖4可知，采用三種不同的示蹤物添加比例條件進(jìn)行滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間的測(cè)定，加香滾筒出口CO2膨脹煙絲百分含量測(cè)定值存在差異，采用1%持料量示蹤物添加比例測(cè)得樣品中膨絲比例高于3%的樣品只有一個(gè)，濃度曲線高于3%的范圍覆蓋濃度分布曲線下面積非常小；而采用2%和3%持料量示蹤物添加比例測(cè)得的煙絲樣品3%以上濃度樣品個(gè)數(shù)都為5個(gè)，而且兩者煙絲樣品中CO2膨脹煙絲百分含量高于3%曲線覆蓋的面積在煙絲樣品濃度曲線下覆蓋面積的75%以上。由7.2.2可知，煙絲樣品中CO2膨脹煙絲百分含量高于3%時(shí)測(cè)定精密度較高，且變異系數(shù)在5%以下，測(cè)定精確度較高。為了保證測(cè)試精度，示蹤物添加比例應(yīng)高于持料量的2%，為了進(jìn)一步比較1%和3%持料量示蹤物添加條件下停留時(shí)間分布測(cè)試結(jié)果的差異，分別對(duì)1%和3%持料量的示蹤物添加量進(jìn)行了3次重復(fù)試驗(yàn)，并對(duì)所取的試驗(yàn)煙絲樣品利用分離液進(jìn)行分離，根據(jù)測(cè)定結(jié)果對(duì)煙絲停留時(shí)間分布進(jìn)行計(jì)算。具體測(cè)定數(shù)據(jù)見(jiàn)表7、表8和圖5、圖6。表7煙絲樣品中CO2膨脹煙絲檢測(cè)濃度（示蹤物添加量為持料量1%）取樣時(shí)間（s）試驗(yàn)1試驗(yàn)2試驗(yàn)30.000.000.000.005.000.000.000.0010.000.000.000.0015.000.000.000.0020.000.000.000.0025.000.000.000.0030.000.000.000.0035.000.000.000.0040.000.000.160.0045.000.000.280.0050.000.210.330.1855.000.400.430.4660.000.600.960.7565.001.182.461.4370.002.173.452.7275.002.623.873.4680.003.253.003.1685.001.911.611.9590.001.110.931.1395.000.820.660.72100.000.680.350.54105.000.640.250.54110.000.460.240.44115.000.380.180.47120.000.440.280.34125.000.330.190.17130.000.310.000.20135.000.300.000.00140.000.230.000.00145.000.120.000.00150.000.000.000.00155.000.000.000.00160.000.000.000.00備注采用500kg/h加香機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，轉(zhuǎn)速為10rpm，示蹤物添加量為130g。圖5CO2膨脹煙絲檢測(cè)濃度（示蹤物添加量為持料量1%）由表7可知，采用示蹤物添加量為持料量的1%時(shí)，三次試驗(yàn)所取的煙絲樣品中，CO2膨脹煙絲最大百分含量分別為3.25%、3.87%、3.46%，且高于3%的樣品數(shù)分別為1、3、2個(gè)。由圖5可知，濃度曲線高于3%的范圍覆蓋濃度分布曲線下面積非常有限，由7.2.2可知，采用分離液進(jìn)行CO2膨脹煙絲百分含量測(cè)定時(shí)，當(dāng)CO2膨脹煙絲百分含量高于3%時(shí)測(cè)定準(zhǔn)確度較高，測(cè)定變異系數(shù)在5%以?xún)?nèi)。因此，采用示蹤物添加量為持料量的1%偏小，采用分離液進(jìn)行示蹤物分離時(shí)檢測(cè)精度較低，可能會(huì)造成停留時(shí)間分布測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確度下降，波動(dòng)變大。表8煙絲樣品中CO2膨脹煙絲檢測(cè)濃度（示蹤物添加量為持料量3%）取樣時(shí)間（s）試驗(yàn)1試驗(yàn)2試驗(yàn)30.000.000.000.005.000.000.000.0010.000.000.000.0015.000.000.000.0020.000.000.000.0025.000.000.000.0030.000.000.000.0035.000.000.000.0040.000.000.000.1745.000.190.170.2250.000.320.220.0955.000.330.510.6760.000.821.631.7865.003.144.786.7270.005.169.3310.6675.008.4112.5213.3080.0010.8711.187.6285.006.776.944.3390.003.143.392.0395.001.611.451.48100.001.080.871.09105.000.700.720.92110.000.530.620.58115.000.580.500.55120.000.450.330.38125.000.290.370.37130.000.220.260.48135.000.280.210.27140.000.280.000.18145.000.160.000.00150.000.000.000.00155.000.000.000.00160.000.000.000.00備注采用500kg/h加香機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，轉(zhuǎn)速為10rpm，示蹤物添加量為390g。圖6CO2膨脹煙絲檢測(cè)濃度（示蹤物添加量為持料量3%）由表8可知，采用示蹤物添加量為持料量的3%時(shí)，三次試驗(yàn)所取的煙絲樣品中，CO2膨脹煙絲最大百分含量分別為10.87%、12.52%、13.30%，且高于3%的樣品數(shù)分別為6個(gè)、6個(gè)、5個(gè)。由圖6可知，濃度曲線高于3%的范圍覆蓋濃度分布曲線下面積的85%以上，由7.2.2可知，采用分離液進(jìn)行CO2膨脹煙絲百分含量測(cè)定時(shí)，當(dāng)CO2膨脹煙絲百分含量高于3%時(shí)測(cè)定準(zhǔn)確度較高，測(cè)定變異系數(shù)在5%以?xún)?nèi)。因此，采用示蹤物添加量為持料量的3%時(shí)，利用分離液進(jìn)行示蹤物分離時(shí)檢測(cè)精度較高，停留時(shí)間分布測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較好。由表7和表8數(shù)據(jù)計(jì)算可得不同示蹤物添加量條件下煙絲在加香筒內(nèi)的停留時(shí)間分布，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表9。由表9數(shù)據(jù)可知，分別采用示蹤物添加量為持料量的1%和3%時(shí)，計(jì)算平均停留時(shí)間存在一定差異，分別采用1%和3%持料量的CO2膨脹煙絲添加時(shí)，三次平均值分別為80.8s和79.4s，兩者差異不大；但采用1%持料量的CO2膨脹煙絲添加時(shí)，三次測(cè)定計(jì)算的平均停留時(shí)間極差、標(biāo)偏和變異系數(shù)均大于采用3%持料量的CO2膨脹煙絲添加時(shí)的計(jì)算結(jié)果；且由停留時(shí)間分布離散指數(shù)計(jì)算結(jié)果可知，采用1%持料量的CO2膨脹煙絲添加時(shí)的計(jì)算結(jié)果較采用3%持料量的CO2膨脹煙絲添加時(shí)的計(jì)算結(jié)果極差較大。由以上分析可知，采用3%持料量的CO2膨脹煙絲添加，測(cè)定結(jié)果較1%穩(wěn)定，重復(fù)性好。表9不同示蹤物添加比例條件下停留時(shí)間分布計(jì)算結(jié)果示蹤物添加比例平均停留時(shí)間/s停留時(shí)間分布無(wú)因次方差計(jì)算值平均值極差標(biāo)偏變異系數(shù)(%)1%85.280.88.94.455.510.05376.30.03681.00.0383%81.579.43.61.872.360.03278.80.02677.90.035備注根據(jù)以上的試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的計(jì)算及分析，在保證測(cè)試檢測(cè)精度及較高測(cè)試重復(fù)性前提下，又不影響物料主體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定示蹤物的添加量為滾筒持料量的2%——3%。7.3.1.3示蹤物含水率對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響研究滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的測(cè)定包括加香滾筒和煙絲干燥滾筒兩種設(shè)備，加香滾筒前后物料的含水率變化較小（一般在1%以?xún)?nèi)），而煙絲干燥滾筒前后物料的含水率變化較大（一般在6%以上），因此在進(jìn)行停留時(shí)間分布測(cè)定時(shí)，示蹤物含水率可能會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，因此試驗(yàn)比較了兩種示蹤物含水率條件下的停留時(shí)間分布測(cè)定情況，其中12.2%示蹤物含水率為貯絲房直接取料含水率，而23.5%示蹤物含水率為調(diào)制后與干燥滾筒入口物料含水率一致情況。停留時(shí)間分布測(cè)定煙絲樣品濃度曲線見(jiàn)圖7，停留時(shí)間分布計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表10。圖7不同示蹤物含水率條件下CO2膨脹煙絲檢測(cè)濃度由圖7可知，示蹤物含水率添加條件下測(cè)定的滾筒出口煙絲濃度曲線圖形接近，最高CO2膨脹煙絲百分含量基本一致，但示蹤物含水率為12.2%時(shí)，濃度曲線出現(xiàn)一定的波動(dòng)，即示蹤物含水率為23.5%的濃度曲線較為平滑，這可能是由于示蹤物含水率較低，與煙絲主體的含水率存在一定的差異，造成運(yùn)動(dòng)過(guò)程的波動(dòng)。由表10可知，兩者計(jì)算平均停留時(shí)間和停留時(shí)間分布無(wú)因次方差相近。為了保證測(cè)試過(guò)程示蹤物與主體煙絲運(yùn)動(dòng)的一致，保證測(cè)試精度及測(cè)試的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行停留時(shí)間分布測(cè)定時(shí)，應(yīng)先將示蹤物含水率調(diào)整為與滾筒加工設(shè)備前物料主體的含水率一致。表10不同示蹤物含水率條件下停留時(shí)間分布計(jì)算結(jié)果示蹤物含水率（%）平均停留時(shí)間（s）停留時(shí)間分布無(wú)因次方差23.5436.290.01212.2440.420.013備注干燥滾筒設(shè)備生產(chǎn)能力為500kg/h，轉(zhuǎn)速為10rpm。由于在該過(guò)程中存在CO2膨脹煙絲先回潮，再干燥到12.5%左右的含水率，為了考察經(jīng)過(guò)該過(guò)程后CO2膨脹煙絲在漂浮分離過(guò)程的漂浮效果是否發(fā)生變化，分別將CO2膨脹煙絲回潮到18%、22%、26%的含水率，再干燥至12.5%左右的含水率，然后進(jìn)行漂浮分離效果測(cè)定，重復(fù)試驗(yàn)3次，每次CO2膨脹煙絲為50g，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表11所示。由表中數(shù)據(jù)可知，CO2膨脹煙絲經(jīng)回潮干燥過(guò)程后，漂浮分離效果和分離精度不變。表11不同含水率CO2膨脹煙絲干燥后漂浮比例物料回潮后含水率（%）12.518.022.026.0漂浮比例（%）98.8498.8699.1097.95注：分離液采用環(huán)己烷：乙酸乙酯=2:1，CO2膨脹煙絲采用50g，表中數(shù)據(jù)為3次測(cè)量的平均值，干燥后含水率為（12.5±0.5）%。7.3.27.3.2采用示蹤法對(duì)滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布進(jìn)行測(cè)定時(shí)，最理想的狀態(tài)是所加入的示蹤物全部被檢測(cè)到，但本方法在進(jìn)行滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定時(shí)，所采用的是CO2膨脹煙絲作為示蹤物，考慮到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，及試驗(yàn)檢測(cè)任務(wù)量，實(shí)際測(cè)量過(guò)程中需進(jìn)行取樣確定。在進(jìn)行取樣過(guò)程中，從示蹤物加入開(kāi)始，在滾筒加工設(shè)備出口取樣，直至所取樣品中無(wú)示蹤物CO2膨脹煙絲。為了反映真實(shí)的停留時(shí)間分布狀況，每次接取的煙絲樣品，應(yīng)為滾筒加工設(shè)備出口物料完整截面，但由于設(shè)備生產(chǎn)能力差異較大，從500kg/h——6000kg/h，甚至更大生產(chǎn)能力，因此，在不同的設(shè)備出口接取的物料量存在較大差異。通過(guò)實(shí)際操作過(guò)程，不同生產(chǎn)能力設(shè)備出口接取的樣品量在50g——150g，為了準(zhǔn)確的測(cè)定煙絲在不同滾筒加工設(shè)備中的停留時(shí)間分布，且不增加后續(xù)CO2膨脹煙絲檢測(cè)的工作量，在實(shí)際操作過(guò)程中根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)能力及設(shè)備生產(chǎn)狀況，每次接取煙絲樣品量應(yīng)為滾筒加工設(shè)備出口物料完整截面，根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，在50g——150g之間。7.3.2采用CO2膨脹煙絲作為示蹤物進(jìn)行滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定時(shí)，CO2膨脹煙絲在滾筒加工設(shè)備入口處加入后，同時(shí)在設(shè)備出口連續(xù)進(jìn)行取樣，通過(guò)對(duì)所取煙絲樣品中CO2膨脹煙絲百分含量的測(cè)定，確定滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間的分布。滾筒設(shè)備出口煙絲樣品的取樣頻次，即取樣的時(shí)間間隔，關(guān)系到測(cè)定停留時(shí)間分布的準(zhǔn)確度。取樣頻次越高，取樣的時(shí)間間隔越短，測(cè)試結(jié)果越精確，但煙絲樣品中CO2膨脹煙絲檢測(cè)任務(wù)越重。因此，需要選擇適宜的取樣頻次，使測(cè)試結(jié)果既能充分反映煙絲在滾筒加工設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間分布狀況，又最大限度的降低檢測(cè)任務(wù)和檢測(cè)成本。分別對(duì)烘絲滾筒和加香滾筒進(jìn)行不同取樣頻次的停留時(shí)間分布測(cè)定，并比較停留時(shí)間分布測(cè)定結(jié)果。由于滾筒出口采用人工取樣的辦法，進(jìn)行人工取樣的最短時(shí)間間隔為5s，因此，設(shè)定不同的取樣頻次分別為5s/次、10s/次、15s/次、20s/次、25s/次，測(cè)定加香滾筒設(shè)備出口CO2膨脹煙絲濃度曲線見(jiàn)圖8～圖12，測(cè)定煙絲干燥滾筒設(shè)備出口CO2膨脹煙絲濃度曲線見(jiàn)圖13～圖17。停留時(shí)間分布測(cè)定計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表12。圖8加香機(jī)出口膨絲濃度曲線（5s/次）圖9加香機(jī)出口膨絲濃度曲線（10s/次）圖10加香機(jī)出口膨絲濃度曲線（15s/次）圖11加香機(jī)出口膨絲濃度曲線（20s/次）圖12加香機(jī)出口膨絲濃度曲線（25s/次）圖13干燥滾筒出口膨絲濃度曲線（5s/次）圖14干燥滾筒出口膨絲濃度曲線（10s/次）圖15干燥滾筒出口膨絲濃度曲線（15s/次）圖16干燥滾筒出口膨絲濃度曲線（20s/次）圖17干燥滾筒出口膨絲濃度曲線（25s/次）由圖8～圖12加香滾筒設(shè)備出口CO2膨脹煙絲濃度曲線和圖13～圖17干燥滾筒設(shè)備出口CO2膨脹煙絲濃度曲線可知，采用不同的頻次進(jìn)行滾筒加工設(shè)備出口煙絲樣品接取，滾筒出口CO2膨脹煙絲濃度曲線整體形狀沒(méi)有發(fā)生大的變化，曲線對(duì)時(shí)間軸沒(méi)有發(fā)生平移。但取樣頻次的變化造成CO2膨脹煙絲濃度曲線發(fā)生一定的局部變化，特別是對(duì)于煙絲停留時(shí)間較短的加香滾筒，隨取樣頻次的降低，濃度曲線變化較大，而對(duì)于煙絲停留時(shí)間較長(zhǎng)的煙絲干燥滾筒，隨取樣頻次的降低，濃度曲線變化較小。由表12不同取樣頻次條件下的停留時(shí)間分布計(jì)算結(jié)果可知，相對(duì)于煙絲停留時(shí)間較長(zhǎng)的煙絲干燥滾筒，取樣頻次對(duì)于煙絲停留時(shí)間較短的加香滾筒影響更大，隨取樣頻次的增加，煙絲計(jì)算平均停留時(shí)間發(fā)生一定變化，但變化較小，在5%以?xún)?nèi)，但停留時(shí)間分布離散指數(shù)變化率較高，特別是當(dāng)取樣頻次低于10s/次。表12不同取樣頻次條件下停留時(shí)間分布計(jì)算結(jié)果設(shè)備類(lèi)型取樣頻次（s/次）平均停留時(shí)間停留時(shí)間分布無(wú)因次方差計(jì)算值（s）變化率（%）計(jì)算值變化率（%）加香滾筒577.85/0.035/1078.320.600.0375.711578.100.320.03014.292080.493.390.0375.712577.930.100.01751.43烘絲滾筒5365.02/0.006/10364.820.050.0060.0015364.880.040.0060.0020364.070.260.0060.0025364.060.260.0060.00備注加香滾筒設(shè)備生產(chǎn)能力為500kg/h，轉(zhuǎn)速為10rpm；煙絲干燥滾筒設(shè)備生產(chǎn)能力為500kg/h，轉(zhuǎn)速為10rpm，熱風(fēng)為順流模式。根據(jù)取樣頻次對(duì)不同滾筒加工設(shè)備（加香滾筒、干燥滾筒）的停留時(shí)間分布影響狀況（分布曲線、計(jì)算平均停留時(shí)間、停留時(shí)間分布離散指數(shù)）試驗(yàn)結(jié)果分析，取樣頻次對(duì)停留時(shí)間較短的滾筒停留時(shí)間分布測(cè)定結(jié)果影響顯著。為了保證取樣頻次能夠滿足各種生產(chǎn)能力滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定的需要，取生產(chǎn)能力和停留時(shí)間都接近最小的500kg/h加香滾筒的合理取樣頻次10s/次作為本方法的取樣頻次。即從滿足測(cè)試精度及降低工作量和檢測(cè)成本兩方面考慮，確定滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布的取樣頻次為10s/次。7.3.3停留時(shí)間是指物料從進(jìn)入到離開(kāi)加工設(shè)備停留的時(shí)間，實(shí)際加工過(guò)程中物料在系統(tǒng)中的停留時(shí)間有長(zhǎng)有短，從而形成了一定的停留時(shí)間分布。物料在加工設(shè)備中的停留時(shí)間分布是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，可用概率論中的分布密度和分布函數(shù)來(lái)定量描述物料在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間分布。停留時(shí)間分布密度函數(shù)用E(t)表示[1，18，19]，其定義為：同時(shí)進(jìn)入加工設(shè)備的N個(gè)質(zhì)點(diǎn)中，停留時(shí)間介于t和t+dt間的質(zhì)點(diǎn)所占分?jǐn)?shù)為E(t)dt。停留時(shí)間分布函數(shù)用F(t)表示，其定義是：流過(guò)加工設(shè)備的物料中停留時(shí)間小于t的質(zhì)點(diǎn)（或停留時(shí)間介于0~t之間的質(zhì)點(diǎn)）的分?jǐn)?shù)，用表示。采用脈沖法添加示蹤物測(cè)定滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布采用分布密度函數(shù)描述，其物理意義為：停留時(shí)間在t和t+dt之間的顆粒占總顆粒的分率。計(jì)算公式為：（1）式中：——滾筒加工設(shè)備出口煙絲樣品中示蹤物干基百分含量，%；——取樣時(shí)間間隔，單位為秒（s）。用停留時(shí)間分布密度函數(shù)E(t)和停留時(shí)間分布函數(shù)F(t)來(lái)描述系統(tǒng)的停留時(shí)間，給出了很好的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。但是為了比較不同停留時(shí)間分布之間的差異，通常是比較其統(tǒng)計(jì)特征值[1，18，19]。常用的統(tǒng)計(jì)特征值有兩個(gè)，一個(gè)是數(shù)學(xué)期望，一個(gè)是方差。數(shù)學(xué)期望也就是均值，均值為對(duì)原點(diǎn)的一階距，對(duì)于停留時(shí)間分布而言即平均停留時(shí)間，其計(jì)算公式為：（2）式中：——滾筒加工設(shè)備內(nèi)煙絲平均停留時(shí)間，單位為秒（s）；——滾筒加工設(shè)備出口煙絲樣品取樣距加入示蹤物的時(shí)間，單位為秒（s）；——分布密度函數(shù)值，可由公式（1）分布密度函數(shù)方程計(jì)算得到。方差為對(duì)停留時(shí)間分布均值的二階距，表明加工設(shè)備內(nèi)物料在軸向上的返混程度及停留時(shí)間分布離散程度，其計(jì)算公式為：（3）式中：——滾筒加工設(shè)備內(nèi)煙絲平均停留時(shí)間，可由公式（2）平均停留時(shí)間公式計(jì)算得到；——滾筒加工設(shè)備出口煙絲樣品取樣距加入示蹤物的時(shí)間，單位為秒（s）；——分布密度函數(shù)值，可由公式（1）分布密度函數(shù)方程計(jì)算得到。為了消除均值對(duì)方差的影響，在比較不同操作條件下軸向返混程度及停留時(shí)間分布離散程度時(shí)，一般使用無(wú)因次方差。（4）由停留時(shí)間分布得到的平均停留時(shí)間即為物料的加工時(shí)間或處理時(shí)間，反映的是物料整體平均停留時(shí)間，是影響物料加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素；而停留時(shí)間分布無(wú)因次方差反應(yīng)的是物料軸向上的返混程度及停留時(shí)間分布離散程度，主要影響加工質(zhì)量的均勻性，非理想條件下，越大，物料返混程度越大，停留時(shí)間長(zhǎng)短不一參差不齊的程度越大。7.3.4停留時(shí)間分布測(cè)定方法的準(zhǔn)確度7.3（1）停留時(shí)間分布計(jì)算結(jié)果與滯留量法測(cè)定結(jié)果對(duì)比首先采用所建立的示蹤物法測(cè)定滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布方法對(duì)500kg/h加香滾筒進(jìn)行3次停留時(shí)間分布測(cè)定，三次測(cè)定濃度曲線見(jiàn)圖18所示，利用公式（2）計(jì)算的密度分布函數(shù)值見(jiàn)表13，根據(jù)公式（2）和公式（4）計(jì)算的平均停留時(shí)間和停留時(shí)間分布無(wú)因次方差見(jiàn)表14。圖18三次試驗(yàn)加香滾筒出口CO2膨脹煙絲檢測(cè)濃度表13三次試驗(yàn)停留時(shí)間分布密度函數(shù)值時(shí)間（s）試驗(yàn)1試驗(yàn)2試驗(yàn)3三次試驗(yàn)數(shù)據(jù)極差0.000.00000.00000.00000.000010.000.00000.00000.00000.000020.000.00000.00000.00000.000030.000.00000.00000.00000.000040.000.00000.00000.00060.000650.000.00140.00080.00030.001160.000.00360.00580.00660.003070.000.02280.03330.03950.016780.000.04800.04000.02830.019790.000.01390.01210.00750.0064100.000.00480.00310.00410.0017110.000.00230.00220.00210.0002120.000.00200.00120.00140.0008130.000.00100.00090.00180.0008140.000.00120.00010.00070.0005150.000.00000.00000.00000.0000160.000.00000.00000.00000.0000備注表14三次測(cè)定停留時(shí)間分布計(jì)算結(jié)果平均停留時(shí)間停留時(shí)間分布無(wú)因次方差計(jì)算值（s）平均值（s）極差（s）標(biāo)偏（s）變異系數(shù)(%)試驗(yàn)181.5179.533.191.732.180.032試驗(yàn)278.750.026試驗(yàn)378.320.037備注500kg/h加香滾筒，轉(zhuǎn)速為10rpm。參照文獻(xiàn)[20，21]記載方法，采用滯留量法對(duì)加香滾筒內(nèi)的煙絲平均停留時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定計(jì)算公式為：（5）式中，——滾筒加工設(shè)備內(nèi)煙絲平均停留時(shí)間，單位為秒（s）；——滾筒加工設(shè)備內(nèi)煙絲持料量，單位為千克（kg）；——物料流量，單位為千克每小時(shí)（kg/h）。采用滯留量法測(cè)定平均停留時(shí)間結(jié)果見(jiàn)表15。表15滯留量法測(cè)定平均停留時(shí)間結(jié)果項(xiàng)目編號(hào)滾筒持料量（kg）平均停留時(shí)間（s）計(jì)算值平均極差標(biāo)偏測(cè)試112.1587.4885.085.402.75測(cè)試211.9085.68測(cè)試311.4082.08備注500kg/h加香滾筒，轉(zhuǎn)速為10rpm。兩種測(cè)試方法相比，由停留時(shí)間分布計(jì)算的平均停留時(shí)間分別為81.51s、78.75s、78.32s，平均值為79.53s，極差為3.19s；由有滯留量法測(cè)定的平均停留時(shí)間分別為87.48s、85.68s、82.08s，平均值為85.08s，極差為5.40s。由兩組計(jì)算結(jié)果可知由停留時(shí)間分布測(cè)試計(jì)算的平均停留時(shí)間與化工常用的滯留量法測(cè)得的平均停留時(shí)間較為接近，且由停留時(shí)間分布測(cè)試計(jì)算的平均停留時(shí)間極差、標(biāo)偏均小于采用滯留量法測(cè)得數(shù)值。（2）CO2膨脹煙絲回收率示蹤物CO2膨脹煙絲回收率對(duì)于測(cè)試方法的正確性非常重要，回收率的高低可以從側(cè)面反映測(cè)試方法的正確度。對(duì)三次試驗(yàn)檢測(cè)到的CO2膨脹煙絲回收率進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表16。由表中數(shù)據(jù)可知三次測(cè)試CO2膨脹煙絲回收率較高，均高于92%。表16三次試驗(yàn)CO2膨脹煙絲回收率總煙絲（g）葉絲（g）膨絲（g）回收率（%）試驗(yàn)1干燥后1493.131454.2938.8492.63干燥前1689.351645.4143.94計(jì)算1388913527.75361.25試驗(yàn)2干燥后1319.441282.7636.6899.02干燥前1486.891445.5541.34計(jì)算1388913502.84386.16試驗(yàn)3干燥后1587.531548.6238.9196.02干燥前1785.261741.5043.76計(jì)算1527814903.54374.49備注每次試驗(yàn)加入CO2膨脹煙絲量為390g。由停留時(shí)間分布計(jì)算平均停留時(shí)間與滯留量法測(cè)定結(jié)果對(duì)比分析和CO2膨脹煙絲回收率測(cè)定計(jì)算可知，所建立的脈沖示蹤法測(cè)定滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定結(jié)果正確度較高。7.3由圖18停留時(shí)間分布濃度曲線可知，三次測(cè)定滾筒加工設(shè)備出口CO2膨脹煙絲濃度具有較好的重復(fù)性；由表13可知，三次測(cè)定滾筒加工設(shè)備停留時(shí)間分布密度函數(shù)值重復(fù)性較好，同一取樣時(shí)間，分布密度函數(shù)值極差均小于0.0197。由表14可知，采用所建立的滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定計(jì)算方法所得的三次平均停留時(shí)間及停留時(shí)間分布無(wú)因次方差均較為接近。三次測(cè)定的平均停留時(shí)間極差、標(biāo)偏、變異系數(shù)均小于采用滯留量法測(cè)得結(jié)果，證明所建立的測(cè)試方法重復(fù)性好。8方法的驗(yàn)證與應(yīng)用8.1不同滾筒轉(zhuǎn)速停留時(shí)間分布的測(cè)定8.1.1干燥滾筒不同轉(zhuǎn)速條件下停留時(shí)間分布的測(cè)定利用所建立的滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定方法對(duì)甲廠某型號(hào)的500kg/h煙絲干燥滾筒進(jìn)行了不同滾筒轉(zhuǎn)速（7rpm、10rpm、13rpm）停留時(shí)間分布的測(cè)定，滾筒設(shè)備出口CO2膨脹煙絲濃度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表17，計(jì)算分布密度函數(shù)曲線見(jiàn)圖19，停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表18表17干燥滾筒出口CO2膨脹煙絲濃度檢測(cè)結(jié)果（不同滾筒轉(zhuǎn)速）取樣時(shí)間（s）7rpm檢出濃度（%）10rpm檢出濃度（%）13rpm檢出濃度（%）0.000.000.000.00……240.000.000.000.00250.000.000.000.62260.000.000.000.98270.000.000.001.81280.000.000.002.50290.000.000.004.50300.000.000.006.49310.000.000.008.65320.000.000.0010.66330.000.000.5711.01340.000.000.9110.44350.000.001.619.33360.000.002.238.15370.000.003.156.65380.000.004.565.31390.000.006.203.91400.000.006.463.32410.000.008.652.47420.000.007.991.75430.000.008.481.54440.000.747.841.07450.001.027.160.88460.001.515.700.60470.002.065.550.53480.002.204.250.36490.002.663.690.29500.003.263.000.00510.003.282.430.00520.004.421.800.00530.004.541.500.00540.005.171.150.00550.005.511.030.00560.006.320.920.00570.005.880.640.00580.006.420.000.00590.005.640.000.00600.005.890.000.00610.005.760.000.00620.004.790.000.00630.004.360.000.00640.003.640.000.00650.003.310.000.00660.003.350.000.00670.002.880.000.00680.002.370.000.00690.002.370.000.00700.001.670.000.00710.000.630.000.00720.000.000.000.00730.000.000.000.00740.000.000.000.00圖19干燥滾筒停留時(shí)間分布密度函數(shù)曲線（不同滾筒轉(zhuǎn)速）由表17和圖19可知，隨滾筒轉(zhuǎn)速的增加，滾筒出口CO2膨脹煙絲檢出濃度和分布密度函數(shù)值呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。隨滾筒轉(zhuǎn)速增加，滾筒出口檢測(cè)到CO2膨脹煙絲時(shí)間越短，檢測(cè)到的CO2膨脹煙絲最高濃度越高；隨滾筒轉(zhuǎn)速增加，滾筒停留時(shí)間分布密度函數(shù)曲線在時(shí)間軸前移，且曲線最高值越高。由表18干燥滾筒停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果可知，隨滾筒轉(zhuǎn)速增加，平均停留時(shí)間逐漸減小，停留時(shí)間分布無(wú)因次方差逐漸增大，但計(jì)算無(wú)因次方差值都較小，煙絲在滾筒內(nèi)的流動(dòng)模型接近于平推流，這與相關(guān)研究結(jié)論[10,22,23]一致。表18不同干燥滾筒轉(zhuǎn)速停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)速平均停留時(shí)間（s）停留時(shí)間分布無(wú)因次方差7rpm578.340.01110rpm435.890.01213rpm344.590.015備注500kg/h干燥滾筒，雙循環(huán)熱風(fēng)系統(tǒng)，取樣頻次：10s/次。8.1.2加香滾筒不同轉(zhuǎn)速條件下停留時(shí)間分布的測(cè)定利用所建立的滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定方法對(duì)乙廠某型號(hào)的500kg/h加香滾筒進(jìn)行了不同滾筒轉(zhuǎn)速（7rpm、10rpm、14rpm）停留時(shí)間分布的測(cè)定，滾筒設(shè)備出口CO2膨脹煙絲濃度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表19，計(jì)算分布密度函數(shù)曲線見(jiàn)圖20，停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表20。表19加香滾筒出口CO2膨脹煙絲濃度檢測(cè)結(jié)果（不同滾筒轉(zhuǎn)速）取樣時(shí)間（s）7rpm檢出濃度（%）10rpm檢出濃度（%）14rpm檢出濃度（%）0.000.0000.0000.00010.000.0000.0000.20020.000.0000.0000.42230.000.0000.0000.19640.000.0000.3070.58650.000.0800.3216.34660.000.1900.3293.64770.000.4331.7030.49180.001.3525.3200.34590.005.4045.7100.279100.006.3202.3190.285110.003.5161.1620.417120.002.0460.5790.284130.001.2840.5400.311140.001.0960.4040.174150.000.6440.2590.309160.000.6170.2130.100170.000.6580.3490.000180.000.5490.2370.000190.000.2740.2900.00200.000.160.0900.00210.000.000.000.00220.000.000.000.00230.000.000.000.00由表19和圖20可知，隨滾筒轉(zhuǎn)速的增加，滾筒出口CO2膨脹煙絲檢出濃度和分布密度函數(shù)值呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。隨滾筒轉(zhuǎn)速增加，滾筒出口檢測(cè)到CO2膨脹煙絲時(shí)間越短，檢測(cè)到的CO2膨脹煙絲最高濃度越高；隨滾筒轉(zhuǎn)速增加，滾筒停留時(shí)間分布密度函數(shù)曲線在時(shí)間軸前移，且曲線最高值越高。圖20加香滾筒停留時(shí)間分布密度函數(shù)曲線（不同滾筒轉(zhuǎn)速）由表20加香滾筒停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果可知，隨滾筒轉(zhuǎn)速增加，平均停留時(shí)間逐漸減小，停留時(shí)間分布無(wú)因次方差逐漸增大，物料返混程度增加，停留時(shí)間分布離散程度增加，但計(jì)算無(wú)因次方差值都較小，煙絲在滾筒內(nèi)的流動(dòng)模型更接近于平推流，這與相關(guān)研究結(jié)論[10,22,23]一致。表20不同加香滾筒轉(zhuǎn)速停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)速平均停留時(shí)間（s）停留時(shí)間分布無(wú)因次方差7rpm110.260.06010rpm94.910.08614rpm62.430.200備注500kg/h加香滾筒，無(wú)循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)，取樣頻次：10s/次。由8.1.1和8.1.2試驗(yàn)計(jì)算分析可知，隨滾筒轉(zhuǎn)速增加，干燥滾筒和加香滾筒的煙絲濃度分布曲線和停留時(shí)間分布密度函數(shù)曲線呈現(xiàn)一致的變化規(guī)律；且由停留時(shí)間分布計(jì)算的特征值計(jì)算結(jié)果變化趨勢(shì)一致，即隨滾筒轉(zhuǎn)速的增加，計(jì)算平均停留時(shí)間呈減小趨勢(shì)，停留時(shí)間分布無(wú)因次方差呈增大趨勢(shì)，物料返混程度增加。8.2不同風(fēng)向條件下停留時(shí)間分布的測(cè)定利用所建立的滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定方法對(duì)丙廠某型號(hào)的500kg/h煙絲干燥滾筒進(jìn)行了不同熱風(fēng)流向（順流、逆流）停留時(shí)間分布的測(cè)定，滾筒設(shè)備出口CO2膨脹煙絲濃度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表21，計(jì)算分布密度函數(shù)曲線見(jiàn)圖21，停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表22。表21干燥滾筒出口CO2膨脹煙絲濃度檢測(cè)結(jié)果（不同熱風(fēng)流向）時(shí)間（s）順流逆流0.000.000.0010.000.000.00………………250.000.000.00260.000.200.00270.000.350.00280.000.450.00290.000.340.00300.000.780.00310.001.100.00320.001.810.00330.003.660.00340.004.680.15350.007.760.30360.0010.190.54370.0011.320.90380.009.801.77390.007.164.70400.003.426.76410.002.328.51420.000.928.26430.000.659.98440.000.169.31450.000.006.01460.000.006.19470.000.004.76480.000.003.20490.000.002.57500.000.001.49510.000.001.86520.000.001.83530.000.000.81540.000.001.48550.000.000.49560.000.000.39570.000.000.37580.000.000.17590.000.000.00600.000.000.00由表21和圖21可知，不同風(fēng)向條件下，滾筒出口CO2膨脹煙絲檢出濃度和分布密度函數(shù)值呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。順流條件下，滾筒出口檢測(cè)到CO2膨脹煙絲時(shí)間比逆流短，順流條件下檢測(cè)到的CO2膨脹煙絲最高濃度高于逆流條件下；與逆流相比，順流條件下滾筒停留時(shí)間分布密度函數(shù)曲線在時(shí)間軸前移，且曲線最高值高于逆流情況下。圖21不同風(fēng)向滾筒停留時(shí)間分布密度函數(shù)曲線由表22干燥滾筒停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果可知，順流風(fēng)向條件下平均停留時(shí)間小于逆流條件下的平均停留時(shí)間，計(jì)算無(wú)因次方差值基本一致，都較小，說(shuō)明在干燥滾筒內(nèi)的物料返混程度較小，停留時(shí)間分布離散程度不高。表22不同風(fēng)向煙絲停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果風(fēng)向平均停留時(shí)間（s）停留時(shí)間分布無(wú)因次方差順流364.820.006逆流520.750.006備注500kg/h干燥滾筒，具有順逆流熱風(fēng)系統(tǒng)，取樣頻次：10s/次。8.3不同風(fēng)速條件下停留時(shí)間分布的測(cè)定利用所建立的滾筒加工設(shè)備煙絲停留時(shí)間分布測(cè)定方法對(duì)丁廠某型號(hào)的2300kg/h煙絲干燥滾筒進(jìn)行了順流風(fēng)向不同風(fēng)速（風(fēng)機(jī)頻率為）停留時(shí)間分布的測(cè)定，滾筒設(shè)備出口CO2膨脹煙絲濃度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表23，計(jì)算分布密度函數(shù)曲線見(jiàn)圖22，停留時(shí)間分布特征值計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表24。表23干燥滾筒出口CO2膨脹煙絲濃度檢測(cè)結(jié)果（不同風(fēng)速）取樣時(shí)間（s）風(fēng)機(jī)頻率30Hz風(fēng)機(jī)頻率22Hz風(fēng)機(jī)頻率14Hz00.000.000.00100.000.000.00200.000.000.00300.000.000.00400.000.000.00500.000.000.00600.000.000.00700.000.000.00800.000.000.00900.000.000.001000.000.000.001100.000.000.001200.840.000.001301.670.001.551402.481.962.301503.792.022.081604.512.832.171705.602.822.971806.073.332.731906.574.493.052007.914.883.632107.655.834.902205.886.576.552304.547.847.192403.626.047.442502.004.207.092601.583.666.732700.943.445.772800.002.234.882900.001.834.243000.001.073.473100.000.002.293200.000.001.373300.000.000.863400.000.000.003500.000.000.00由表23和圖22可知，順流情況下，隨風(fēng)速的增加，滾筒出口CO2膨脹煙絲檢出濃度和分布密度函數(shù)值呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。隨風(fēng)速增加，滾筒出口檢測(cè)到CO2膨脹煙絲時(shí)間越短，滾筒