[发明专利]一种基于检测压降和流场分布预测卷烟燃烧速率的方法

说明书

本发明公开了一种基于检测压降和流场分布预测卷烟燃烧速率的方法，包括利用压降检测装置测定卷烟样品抽吸时的逐口压降；利用流量检测装置测定燃烧锥端的空气流量；利用燃烧速率检测装置测定相应抽吸口序下的燃烧速率；以逐口压降变化和空气流量分别为自变量x₁、x₂，燃烧速率y为因变量，得到卷烟燃烧速率预测模型的回归方程；测定其他卷烟抽吸时的逐口压降变化和燃烧锥端的空气流量后，代入预测模型，即得到该卷烟的燃烧速率。其简化了卷烟燃烧特性参数测定的实验过程，补充了燃烧速率的基础检测方法及测定中的不稳定因素；简化了传统方法中的数据处理。为进一步指导卷烟材料研究、卷烟燃吸机制分析和卷烟材料设计提供基础数据。

技术领域

本发明涉及一种预测卷烟燃烧速率的方法，具体涉及一种基于检测压降和流场分布预测卷烟燃烧速率的方法。

背景技术

随着卷烟降焦控焦工作力度的逐渐加强，需要进一步研究的测试项目，已经不是按国际规定的测试项目与方法进行所能涵盖的了，其中卷烟燃烧速度由于它对卷烟焦油释放的贡献，成为被研究的突出的一项。

当前，对卷烟燃烧速率的研究主要侧重于阴燃速率(卷烟在没有抽吸时，燃烧线沿轴向推进的平均速率)，在瞬时燃烧速率的表征方面研究较少。

CN 203758946U公开了一种测定卷烟燃烧速率的装置，该装置可跟踪卷烟燃烧时质量的变化，同时对烟气进行捕集，并依据所测得相关数据计算出卷烟燃烧质量损失速率。

CN 106324181A采集卷烟燃烧时燃烧锥的温度分布数据，以燃烧锥内部温度为特征温度T0.5的点移动情况来表征卷烟瞬态燃烧速率。

本实验室公开的CN 105527371A将卷烟抽吸系统开始抽吸的信号通过同步触发装置捕捉后传输给控制器，控制器命令信号处理模块和图像采集系统开始执行，以卷烟燃烧炭线为参考目标对燃烧速率进行计算。

由于卷烟的原料组成、辅助材料特性、卷烟内部疏松的结构，温度分布的不规则以及快的气体流速均能对燃烧速率产生影响，使得测量燃烧速率这方面的工作有非常大的指导意义，因此多建立一种卷烟燃烧速率的检测方法是有必要的，可对以上方法进行补充。

卷烟在燃吸过程中，主要从三个区域进入主流烟气，分别为卷烟燃烧端、卷烟烟支主体的卷烟纸段和存在滤嘴通风的滤嘴段。随着吸烟与健康以及低焦油低危害卷烟的发展，烟草企业纷纷寻求低焦油卷烟的技术，到目前为止改变卷烟纸透气度和改变卷烟滤嘴通风度均应用于降低烟气焦油的技术。实质上，通过调节辅材等因素最终改变的就是卷烟每段的空气进入量，从而影响卷烟燃烧特性参数，作为一项最重要的卷烟燃烧特性参数，燃烧速率与卷烟空气流量分布也息息相关。与此同时，烟草的燃烧速率受限于氧气到达烟草表面的传质速率，因为燃烧区气体的粘度及速度随温度升高而增加，所以燃烧区对气流有相对较高的阻力，进而对卷烟整体压降产生影响。

因此，在实际研究中，探索流场分布、压降和燃烧速率之间的相关性是可行且有意义的。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于检测压降和流场分布，快速准确的预测卷烟燃烧速率的方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于检测压降和流场分布预测卷烟燃烧速率的方法，包括以下步骤：

S1、利用压降检测装置测定卷烟样品抽吸时的逐口压降；

S2、利用流量检测装置测定卷烟样品抽吸时燃烧锥端的空气流量；

S3、利用燃烧速率检测装置测定卷烟样品相应抽吸口序下的燃烧速率，将燃烧速率值记为y；

S4、回归分析：以烟支逐口压降变化和燃烧锥端的空气流量分别为自变量x1、x2，燃烧速率y为因变量，得到卷烟燃烧速率预测模型的回归方程：