【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，属于烟草制丝加工。
技术介绍
1、世界范围内约有130多个国家和地区种植烟草，其工业产品卷烟带来的经济效益是巨大的。制丝过程是卷烟生产过程中的核心环节，生产过程中对烟丝含水率的控制决定了卷烟的成品质量，其中烟丝烘干更是直接决定烟丝含水率。经过多年的发展卷烟生产工业相对完整，出品合格率也相对稳定。但突破烟丝良率的瓶颈，提高原料利用率继续增强经济效益仍然还有巨大的应用价值。
2、在传统分析方法中多通过在筒内安装传感器的方式，但这种方式存在传感器耗损较大，数据空间分辨率不够等问题。另外，在热加工过程中，由于植物的物理特性，烟丝的结构、填充性、力学特性等性质都会发生显著变化，并且会产生破碎、粘结等现象。因此有必要建立一种融合生产数据的柔性颗粒滚筒内烘干仿真分析的方法探究烟丝在烘干过程中各工艺参数对温度、含水率等关键指标的内在影响规律。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，依照采集的实际工况下的薄板烘丝生产工艺过程数据拟合边界条件进行仿真求解，并进一步地分析不同工况的关键工艺参数对柔性颗粒温度以及出料口物料含水率的变化规律的影响。
2、本专利技术的技术方案是：一种融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，包括：
3、将烟丝视作柔性颗粒，构建柔性颗粒几何模型；
4、依据滚筒结构，构建滚筒几何模型；
5、依据烟丝长度占比不同，构建柔性颗粒比例列表；p>
6、将柔性颗粒几何模型导入滚筒几何模型，生成虚拟烟丝颗粒入口；依据柔性颗粒比例列表，生成不同占比的柔性颗粒；
7、依据有限单元法对滚筒几何模型进行网格划分，并确定边界条件；
8、建立滚筒内柔性颗粒传热传质过程中的流体相控制方程组；
9、建立固相控制方程；
10、依照采集的实际工况下的薄板烘丝生产工艺过程数据拟合边界条件进行仿真求解。
11、所述将烟丝视作柔性颗粒，构建柔性颗粒几何模型，具体为：将烟丝视作由多段球柱单元构成的柔性结构颗粒，且球柱单元与球柱单元连接处作为关节点，关节点为球体，球柱单元与球柱单元连接处的端点与球体的半球形帽面的中心点重合，以虚拟键的形式形成耦合。
12、依据球柱单元的数量、长度，表征不同长度的烟丝。
13、所述边界条件包括滚筒倾角，滚筒的筒盖1上选定前室热风入口6、烟丝颗粒入口7的边界面，后室5上选定后室热风入口8、排潮风口9、出料口10的边界面。
14、所述流体相控制方程组包括质量守恒方程、动量方程、能量方程。
15、所述固相控制方程包括颗粒运动方程、颗粒-颗粒与颗粒-流场传热方程、颗粒-颗粒与颗粒-流场传质方程。
16、所述依照采集的实际工况下的薄板烘丝生产工艺过程数据拟合边界条件进行仿真求解，包括：利用pearson相关性分析方法计算出原始数据集中各工艺参数对出料口物料含水率实际值的相关权重，选取相关权重取值在前的m项关键工艺参数对应的工艺过程数据通过多项式拟合算法拟合成一条关键工艺参数关于时间的函数多项表达式；将各关键工艺参数表达式融合到边界条件中进行仿真求解。
17、本专利技术的有益效果是：
18、1.本专利技术所述的一种融合生产数据的柔性颗粒滚筒内烘干仿真分析的方法﹐综合考虑流体-颗粒、颗粒-流场间传热传质以及不同工况下约束条件的参数变化，使仿真计算分析更贴近实际情况，计算结果更为精确。
19、2.本专利技术仿真求解采用cfd-dem双向弱耦合理论模型，可对整个生产过程中柔性烟丝颗粒任意时间点的物性参数、几何形态进行观测分析，有利于制丝生产过程中工艺参数变化分析。
20、3.本专利技术根据实际生产数据提取不同工况下的初始工艺参数形成计算模型的约束条件，能够对比不同干燥效果下的产品质量，对实际工艺参数的优化提供理论依据。
21、4.本专利技术具有成本低，计算快，准确度等显著优点，可以较容易获得某些通过实验方法不容易获得的柔性烟丝颗粒传热传质的规律及参数。
22、通过上述可知，本专利技术提出的一种融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，首先通过构建流体域、固体域网格与柔性烟丝颗粒数值计算模型，然后根据实际工艺参数拟合的工况进行计算分析，为制丝过程工艺参数优化调整提供参考。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，所述将烟丝视作柔性颗粒，构建柔性颗粒几何模型，具体为：将烟丝视作由多段球柱单元构成的柔性结构颗粒，且球柱单元与球柱单元连接处作为关节点，关节点为球体，球柱单元与球柱单元连接处的端点与球体的半球形帽面的中心点重合，以虚拟键的形式形成耦合。
3.根据权利要求2所述的融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，依据球柱单元的数量、长度，表征不同长度的烟丝。
4.根据权利要求1所述的融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，所述边界条件包括滚筒倾角，滚筒的筒盖(1)上选定前室热风入口(6)、烟丝颗粒入口(7)的边界面，后室(5)上选定后室热风入口(8)、排潮风口(9)、出料口(10)的边界面。
5.根据权利要求1所述的融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，所述流体相控制方程组包括质量守恒方程、动量方程、能量方程。
6.根据权利要求1所述的融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其
7.根据权利要求1所述的融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，所述依照采集的实际工况下的薄板烘丝生产工艺过程数据拟合边界条件进行仿真求解，包括：利用Pearson相关性分析方法计算出原始数据集中各工艺参数对出料口物料含水率实际值的相关权重，选取相关权重取值在前的m项关键工艺参数对应的工艺过程数据通过多项式拟合算法拟合成一条关键工艺参数关于时间的函数多项表达式；将各关键工艺参数表达式融合到边界条件中进行仿真求解。
...【技术特征摘要】
1.一种融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，所述将烟丝视作柔性颗粒，构建柔性颗粒几何模型，具体为：将烟丝视作由多段球柱单元构成的柔性结构颗粒，且球柱单元与球柱单元连接处作为关节点，关节点为球体，球柱单元与球柱单元连接处的端点与球体的半球形帽面的中心点重合，以虚拟键的形式形成耦合。
3.根据权利要求2所述的融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，依据球柱单元的数量、长度，表征不同长度的烟丝。
4.根据权利要求1所述的融合生产数据的烘丝工艺仿真分析方法，其特征在于，所述边界条件包括滚筒倾角，滚筒的筒盖(1)上选定前室热风入口(6)、烟丝颗粒入口(7)的边界面，后室(5)上选定后室热风入口(8)、排潮风口(9)、出料口(10)的边界...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯步超，阴艳超，唐军，洪志敏，汪霖宇，苏逸凡，唐进，陈忠，孙钰茗，韩雨，苟源芳，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。