【重磅消息】成果发布连载第二期!加热卷烟一体化设计中关键技术研发

上周一公众号已经上新,由我实验室李斌博士团队与云南中烟新型烟草研究团队合作,在国家局重大专项资助下,圆满完成了“加热卷烟烟具与烟支耦合设计关键技术研究与应用”项目所有工作,今天在“烟草工艺学术交流”公众号上首发“加热卷烟烟支烟具耦合设计平台(单机版)(Heat Analysis Bench of Optimum for HTPs,HABO 1.0)”这一工业软件系统,特别向行业加热卷烟研发者发出诚挚邀请,从今日起,开始向大家提供深度高效和开放免费的应用体验。未来我们团队将继续开发开放的云计算平台(HABO Online 1.0)(目前还在调试),及时向全行业广大用户开放免费使用。

 

2014年我们实验室第一次提出要对加热卷烟开展设计的时候,我们就提出加热卷烟就是“外热式反应器”的基本概念,从行业加热卷烟研发者设计一支加热卷烟的过程来看,需要同多个部门进行沟通,因为比起传统卷烟而言,我们还需要增加另外一个变量,就是“电”或者提供热源其他的性能的表述,此时我们研发者在设计时除了向传统卷烟考虑四要素以外,必须增加对热源的设计。所以设计时的这种沟通就变成了比传统卷烟设计更加低效的一件工作。

 

相信这次HABO 1.0公开,将对行业从业者加快设计、更新迭代产生帮助,行业加热卷烟研发者需按照一定的要求提交少许信息和已有加热卷烟产品,就能得到我们团队热情洋溢的设计、评价及优化服务,相信开发者在我们协助下,能够快速获得感兴趣的逐口烟气温度、逐口常规烟气成分、烟具表面温度,烟具热效率等等关键设计信息及其优化设计方向。重要事情说三遍,完全免费、完全免费、完全免费!先来先得,接续努力!

 

好吧,我们来看看HABO 1.0如何架构的吧!今天是第二期内容”加热卷烟一体化设计中关键技术研发“。

我们每个周一见😊

上期内容中主要提出了该平台的三个科学问题:
1. 原料的“热”物性;2. “热”系统的结构设计;3. “热”源和“热”的传递。
在具体平台的搭建中,烟具与烟支在消费中热的解析成为关键技术问题,如何深入解决,需要从烟气的生成机制中着重考虑三个方面的问题。
 
首先,将三个科学问题在烟气生成中形成耦合,并考察各个要素“热的释放”,主要是烟具设计中热的释放动力学;“热的接收”,主要是烟支发烟端热的受体,这是在烟芯端中烟芯原料在逐口抽吸中在热传递后,得到的关键变量温度对烟气气溶胶形成的反应动力学,如果将该动力学看作为总包的一级反应的话,其反应常数k遵从阿伦尼乌斯规律,其总包反应动力学除与温度相关外,且包含烟芯中原料的形态、结构及各组分的含量等信息。另外在气流的作用下,向烟支各段进行传递的问题等等。这些问题的处理当然包括了烟芯物质热物性及其各段材料以及烟具结构及材料等等重要信息。重点是将热源释放动力学特征与烟芯物质热转化动力学特征结合,系统解析烟具热源热释放特性、热传递特性、烟支中烟芯烟气生成及热质传递特性、烟支中滤棒滤嘴热质传递特性及其可控的影响规律。
 
具体一点讲:系统性建立了加热卷烟烟支流动、传热、传质耦合模型,加热卷烟烟支烟具耦合传热模型;全方位考察了不同加热片温度、不同填充密度、不同滤嘴结构、不同滤嘴尺寸的加热卷烟内部烟气温度分布规律,逐口烟气释放规律。大量实验数据深入验证了加热卷烟烟支、烟具、滤棒滤嘴耦合传热传质模型的准确性。通过传热模型分析了加热卷烟烟具烟支传热特性与能耗特性,可以获得优化后的加热卷烟结构特征。
 
其次,另一个技术关键是需要描述在传递现象下的模型构建。针对不用的应用背景,我们着重构建了烟具与烟支耦合设计的零维(表观)模型与三维(结构)模型,描述了烟具与烟支不同结构下对热量传递及主流烟气逐口递送特征,并对该模型进行了全面的验证,针对相关加热卷烟产品,利用该模型进行了设计应用。在耦合烟支烟具种种模型的基础上,三维模型当然可以通过构建烟具和烟支的结构网格化,获得动力学融入网格化的自行设置中,创新性建立了加热卷烟烟芯温度场三维重构方法,在此基础上,根据设计要素简化了其建模过程,构建了烟芯零维传热传质耦合模型,尤其是结合加热卷烟烟气主要关键成分释放动力学模型;考察了加热卷烟烟气在滤嘴中的截留规律,建立了加热卷烟烟气主要关键成分滤嘴截留模型。这样,就可以形成我们形成设计平台对加热卷烟烟芯释放源项与滤嘴截留形成估计,这对我们方便获得设计者所需要获得的逐口烟气温度、逐口常规烟气成分、烟具表面温度,烟具热效率等等关键设计信息及其优化设计方向成为可能。
 
最后,经过验证的烟具与烟支耦合设计的零维(表观)模型与三维(结构)模型的可计算性和实现性。在关键技术中,我们在离线状态下,利用团队在建模领域的技术优势,搭建了加热卷烟产品烟具与烟支一体化设计计算模拟平台(也就是本成果中所说的一体化设计平台),为加热卷烟设计人员提供了一套基础设计工具。作为设计人员,不用去考虑具体烟支烟具滤棒等等传递原理和机制,利用项目中所构建了加热卷烟烟支、烟具、滤棒滤嘴耦合传热传质设计一体化平台,完成加热卷烟产品的设计及优化,当然我们也提供了完善的应用性验证方法。
 
随着该加热卷烟一体化设计平台的推广应用,我们有理由相信,这将有力推动了加热卷烟产品设计和不断优化,提升加热卷烟产品关键技术核心竞争力。
 
接下来两期内容,我们将继续介绍该加热卷烟一体化设计平台的基本架构和加热卷烟一体化设计优化功能及应用验证。当然我们随着大家应用需求,特别为用户逐步有计划的开放,同时我们也不断制定用户应用方案及与大家对接服务的方式。
 
第一期发布后,我们团队陆续接到众多加热卷烟从业者的设计需要,请大家耐心期待,我们在不断介绍过程中,一直在不断制定未来的对接服务用户的方案并完善我们的设计平台,相信在广大用户使用过程中,我们的平台将更好的为用户提供更加深入全面的设计、优化和信息服务。继续期待大家的报名。相信大家能够联系上我们的团队。
 
【重磅消息】成果发布连载第二期!加热卷烟一体化设计中关键技术研发
 
烟草行业烟草工艺重点实验室在加热卷烟研发领域竭诚为行业加热卷烟从业者提供深入、全面、可靠,创新的技术与产品方案支撑。


 
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原文始发于微信公众号(烟草工艺学术交流):【重磅消息】成果发布连载第二期!加热卷烟一体化设计中关键技术研发

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部分参展企业名录:

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展位号 公司名 主营
2D11 深圳市华诚达精密工业有限公司 雾化芯、AX网芯陶瓷雾化芯
2F25 东莞市国研电热材料有限公司 陶瓷发热体、发热元件
2E110 深圳市奥特威电子有限公司 电子雾化、雾化器、陶瓷、发热芯
2F30 广州市隆今新材料研究有限公司 一体储油棉. 加热不燃烧过滤嘴
2F01 东莞市华佳宇电子科技有限公司 陶瓷雾化芯、电子雾化发热丝
2E29 东莞晟茂科技有限公司 陶瓷发热芯和棉芯
2F19 东莞市维万特智能科技有限公司 陶瓷雾化芯
2F39 深圳市竞达成科技有限公司 电子雾化各种发热丝
2C72 深圳市丁鼎陶瓷科技有限公司 陶瓷雾化芯、氧化锆陶瓷件、MIM件
2D103 东莞市顺芯科技有限公司 陶瓷芯
2F29 深圳市合芯微科技有限公司 电子雾化方案的开发
2E92 深圳市鸿展光声科技有限公司 咪头
2E25 深圳市新厚泰电子科技有限公司 电子雾化咪头、电子雾化控制器
2E11 山东新港电子科技有限公司 咪头
2D54 江苏芯荣半导体有限公司 咪头芯片
2F57 惠州市凯元新能源科技有限公司 电池
2F85 玖舜能源(东莞)有限公司 便携式电子雾化电池
2F11 沧州悦华玻璃制品有限公司 电子雾化玻璃仓储油仓
2E15 沧州仁源玻璃制品有限公司 电子雾化玻璃管
2C71 深圳市大富方圆成型技术有限公司 电子雾化
2F99 深圳市景康科技实业有限公司 电子雾化五金管及表面处理
2D109 东莞市合翔五金电子有限公司 雾化弹底盖,铝挤压通管,深筒拉伸外管
2E105 东莞市江合磁业科技有限公司 钕铁硼强磁铁
2F15 深圳日拓精密科技有限公司 用冷镦方式生产电子雾化电极柱,电极顶针,五金件
2E36 东莞市柯睿电子有限公司 Pogo Pin, Pogo Pin连接器,精密及智能硬件精密连接器方案提供商
2F12 深圳永探电子有限公司 弹簧针 POGOPIN
2F67 东莞市垚富五金科技有限公司 精密五金车床加工部件、Pogo Pin&Pogo 连接器解决方案
2A53 中山市沃尔鑫塑料材料有限公司 Peek板/棒,pps板/棒
2A43 上海匠聚新材料有限公司 银浆、浆料
2B85 浙江鹏孚隆科技股份有限公司 聚醚醚酮树脂及其复合改性产品
2E109 宁波琳盛高分子材料有限公司 PEEK高温管
2B26 深圳市宇斯特电子有限公司 厚膜陶瓷电路
2C73 银川艾森达新材料发展有限公司 氧化铝粉末、金属陶瓷粉末
2C34 福建华清电子材料科技有限公司 氧化铝陶瓷基板
2A85 东莞市昶丰机械科技有限公司 密炼机造粒机一体机、金属粉末造粒机
2A25 东莞市利腾达智能装备有限公司 高效棒销式纳米砂磨机
2A11 长沙建宇网印机电设备有限公司 厚膜印刷机、陶瓷基板印刷机
2B11 上海煊廷丝印设备有限公司 高精密厚膜电路丝网印刷机
2D85 深圳市和力泰科技集团有限公司 陶瓷精雕机、抛光机、雾化包机、装盒机
2D110 珠海真理光学仪器有限公司 激光粒度仪/纳米粒度Zeta电位分析仪/喷雾粒度仪
2A47 东莞市琅菱机械有限公司 研磨分散设备
2A91 东莞市腾科自动化设备有限公司 高速检测机,外检机,视觉CCD
2A92 东莞市宏康机械有限公司 高精度伺服粉末成型机
2A01 广东鑫信智能装备有限公司 5G滤波陶瓷模具,粉末冶金模具,粉末成型压机
2B13 广州创芯旗自动化控制设备有限公司 高精密电动伺服压机
2E57 东莞飞弘仪器设备有限公司 电子雾化试验机
2B25 安徽贝意克设备技术有限公司 推车炉、排胶炉、钼丝炉、热压炉
2E35 深圳市荣恒精密机械设备有限公司 注油机、抽雾化机、吸阻机、电极铆接机、磁铁压装机、雾化包机
2E95 东莞市宝拾兴智能包装设备有限公司 封箱机、真空机、缠绕机
2A81 合肥泰络电子装备有限公司 网带炉、钟罩炉、箱式炉、推板炉、辊道炉及配套自动化设备
2F13 握友创新(深圳)有限公司 视觉打标,激光打标视觉定位,CCD打标
2A95 嘉兴华嶺机电设备有限公司 直线电机、精密主轴、超精密机床、空气静压轴承
2D75 合肥费舍罗热工装备有限公司 脱脂炉,烧银炉,烧结炉,推板炉
2A105 合肥恒力装备有限公司 窑炉设备
2E26 深圳市斯诺顿仪器设备有限公司 六面外观检测机,SMD测包机
2B49 阿尔赛(苏州)无机材料有限公司 高端脱脂烧结一体炉,气氛烧结炉
2A05 天通吉成机器技术有限公司 粉末成型机
2E39 深圳市鑫陶窑炉设备有限公司 窑炉设备
2E81 佛山市瀚鼎科技有限公司 百仕乐精密注液泵
2B16 德中(深圳)技术发展有限公司 激光精密设备
2A109 北京天耀科技有限公司 显微扫描电镜
2B07 安徽博为光电科技有限公司 氦质谱检漏仪
2A103 合肥山峦电子科技有限公司 工业电窑炉
2B110 武汉宇昌激光科技有限公司 陶瓷激光切割打孔划片机
2B15 株洲瑞德尔智能装备有限公司 高温烧结炉、真空烧结炉
2C43 合肥高歌先进电炉装备有限公司 实验电炉、工业电炉
2F81 深圳市君鑫达电子有限公司 Type-C开发商
2F16 深圳市卓亮迪科技有限公司 进口铁铬铝铝箔带、不锈钢带
2C29 深圳市康柏工业陶瓷有限公司 氧化锆结构陶瓷
2A110 江门市东有科技有限公司 中空微珠,透波粉,超微粉
2B103 东莞鑫傲众研磨科技有限公司 研磨耗材
2A26 上海网谊光电科技有限责任公司 网版
2B89 3M中国有限公司 胶带与胶黏剂
2C01 江阴通利光电科技有限公司 陶瓷电容膜(PET膜)
2B109 柘城县金鑫磨料磨具有限公司 金刚石微粉
2D82 深圳市吉茂科学仪器有限公司 实验室仪器、耗材
2B75 广州柏励司研磨介质有限公司 氧化锆珠、氮化硅珠、碳化钨珠
2B19 上海出光化学有限公司 PC聚碳酸酯、SPS间规立构聚苯乙烯、LMPP低模量聚丙烯、I-Marv加氢石油树脂
2C25 苏州红恩新材料科技有限公司 氧化铝陶瓷纤维制品
2B43 河南联合精密材料股份有限公司 金刚石微粉,金刚石研磨液,氧化铝,硅溶胶抛光液

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作者 xie, yao