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關於密集烤房控溫控濕性能指標計算方法的探討

點擊次數:1 發布時間:2021-3-23
隨著煙葉質量的不斷提高和烤煙生產組織形式的變革,烤煙生產逐步向規模化、集約化、專業化的方向發展,我國烤房設備也在不斷創新和發展,密集烤房已成為烤煙生產可持續發展新形勢下的發展方向,通過強製通風、熱風循環和溫濕度自動控製,密集烤房將成為適度規模條件下準確落實烘烤工藝,改進和提高煙葉品質的設備保障。密集烤房一般由裝煙室、供熱係統、通風排濕和熱風循環係統、溫濕度控製係統等組成。其中,溫濕度控製係統用於檢測、顯示和調控煙葉烘烤過程工藝條件,通過對燒火供熱和排濕的調控,實現烘烤溫濕度自動調控。 

溫濕度控製係統的控製精度是評價該係統優劣的重要指標之一,控製儀顯示溫度與電子幹濕球溫度計測定的溫度之間的差異越小,說明其控製精度越高。平麵溫(濕)差、垂直溫(濕)差和溫(濕)度差分布頻率是衡量烤房綜合性能的重要指標,其大小也關乎烤房控溫控濕性能的好壞。但是,我國沒有統一的烤房控溫控濕性能指標的計算方法和表達方式,大多采用溫差的大小範圍或者均值表示,而且在計算過程中的計算方式也不盡相同,造成對烤房性能進行評價時得出的結論也差別較大。因此,統一烤房控溫控濕性能指標的計算方法是非常必要的。

一、烤房控溫控濕性能指標的計算方法 

控製精度:控製儀顯示溫度與各點電子幹濕球溫濕度計測定溫度之差絕對值的平均值; 溫(濕)差:同一層次(平麵)各點電子幹(濕)球溫度計測定幹(濕)球溫度兩兩之差絕對值的平均值; 溫(濕)差分布頻率:首先計算同一階段內同一層次(平麵)各點電子幹濕球溫度計測定的幹球或濕球溫度兩兩之差的絕對值,然後根據絕對值的大小進行排序,統計在某一階段內數值個數,最後用在某一階段內數值個數除以總的數值個數乘以100即可。 以上指標的計算都在烘烤控製儀和電子幹濕球溫度計測定溫濕度準確的前提下進行。 

二、舉例分析 

(一)溫差頻率分布  由表1可知,在各參試烤房之間,控製係統的控製精度差異較大。控製精度的平均值以C烤房的最大,其次為D和E,以A烤房的最小。從變異情況來看,以C烤房的標準偏差、變異係數、95%的置信區間範圍和極差均為最大,說明烤房內部測定的溫度與控製儀顯示溫度之間的差值不穩定,烤房內溫度起伏變化最大;其次為B和A,但是A的95%的置信區間範圍在各參試烤房中最小,溫差大多都集中在0.11-0.22很小的範圍內,隻出現個別的溫差較大的數值;D和E的標準差、變異係數和極差相對較小,烤房內的溫度相對較為穩定,其95%的置信區間範圍雖然小,但是溫差值的基數較大,大多在0.5℃。從測定溫度與控製儀顯示溫度之間的偏離大小頻率來看,偏離值≤0.5出現的頻率大小依次為A、C、E、B和D,其值分別為84.52%、64.29%、54.76%、50.00%和48.81%。偏離值>0.5且<1出現的頻率大小依次為D、E、B、A和C,其值分別為51.19%、42.86%、38.10%、15.48%和10.71%。偏離值≥1.0隻有C、B和E三個廠家,其大小依次為25%、11.90%和2.38%。綜合評價各家烘烤設備的溫度控製精度以A性能最好,其次為D,再次為E,以C和B控製效果較差。 

表1在空載條件下各參試烤房控製精度溫差統計描述表
參試廠家
測試數
(個)
平均
值(℃)
標準
變異
係數
95%的置信區間(℃)
極差
(℃)
偏離≤0.5℃的頻率
偏離>0.5℃且<1℃的頻率
偏離≥1.0℃ 的頻率
A
68
0.16
0.15
88.73%
0.11-0.22
0.57
84.52%
15.48%
0
B
68
0.44
0.35
79.66%
0.31-0.58
1.4
50.00%
38.10%
11.90%
C
68
0.84
1.25
147.56%
0.36-1.33
2.33
64.29%
10.71%
25%
D
68
0.51
0.14
27.62%
0.45-0.56
0.56
48.81%
51.19%
0
E
68
0.49
0.12
24.05%
0.45-0.54
0.56
54.76%
42.86%
2.38%

   (二)控溫控濕性能指標   由表2得知,烤房實際溫度和控製溫度之差隨著烤房層次的上升依次增大,變異係數則逐漸減小;方差分析結果表明垂直方向的控製精度在下中層差異不顯著,但均與上層存在著顯著的差異;垂直方向的溫差以中層最小,上層最大,變異係數則正好相反,方差分析結果也表明下中部差異不顯著,但均與上部存在顯著差異;濕差則是以下層最大,上部最小,其變異係數則是隨著層次上升逐漸變大;從方差分析結果看,垂直方向的濕差下層同中上層間存在著顯著差異,且中上層間差異不顯著。綜合垂直方向的控製精度和溫濕差可以看出,中層的溫濕差均勻度較好,控製精度較高,下層的控製精度較好,溫差均勻度較好,但濕度在下層表現不均勻,差值較大,上層的控製精度較低,溫差均勻度較差。   

表2 烤房控溫控濕性能統計描述
測試項目
溫度計位置
記錄數
平均值
標準差
變異係數
95%的置信區間
極差
多重比較
水平精度
溫差
前部
318
1.54
1.31
85.35%
1.31-1.77
4.93
b
中部
318
1.73
1.58
90.95%
1.46-2.01
8.30
b
後部
318
2.80
1.77
62.95%
2.49-3.11
7.10
a
平麵溫差
前部
318
0.87
0.53
61.22%
0.77-0.96
2.67
b
中部
318
1.03
1.25
121.57%
0.81-1.24
6.00
b
後部
318
1.45
1.04
71.69%
1.27-1.63
4.67
a
平麵濕差
前部
318
0.93
1.02
109.79%
0.75-1.11
5.33
a
中部
318
0.59
0.80
135.10%
0.45-0.73
6.00
b
後部
318
0.62
0.56
89.78%
0.52-0.72
2.00
b
垂直精度
溫差
下層
318
0.84
0.80
95.55%
0.70-0.98
4.07
b
中層
318
0.87
0.70
80.44%
0.75-0.99
3.93
b
上層
318
1.66
1.23
73.91%
1.45-1.88
5.87
a
垂直溫差
下層
318
1.63
1.86
114.07%
1.31-1.96
7.33
b
中層
318
1.58
1.84
116.23%
1.26-1.90
8.00
b
上層
318
2.11
2.10
99.34%
1.74-2.48
10.67
a
垂直濕差
下層
318
0.92
0.88
95.75%
0.76-1.07
5.67
a
中層
318
0.56
0.65
117.04%
0.44-0.67
3.33
b
上層
318
0.54
0.73
134.85%
0.41-0.67
4.00
b

水平方向實際溫度和控製溫度之差從前部到後部依次增大,而其方差分析結果表明前部和中部沒有顯著差異,但與後部均存在著顯著差異;溫差也是從前部到後部逐漸增大,變異係數以中部最大,方差分析結果可以看出前部和中部差異不顯著,但與後部存在顯著差異;濕差則是以前部最大,中部最小,其變異係數則是以中部最大,後部最小,而且中部和後部與前部均存在著顯著差異,但中部和後部差異不顯著。綜合水平方向的控製精度和溫濕差可以看出,中部的控製精度和溫濕差均勻度較為理想,而前部的濕度分布不均勻,後部的控製精度較低,溫度分布不均勻。從整個烤房的運行情況可以看出,烤房中部中、下層控製精度較高,且溫濕度的分布也較均勻,前部中下層控製精度較好,但濕度分布不均勻,後部上層的可控性較差,控製精度不高,而且溫濕度分布不均勻。可見,通過正確地計算控溫控濕性能各項指標和綜合評價分析,可以準確地找出烤房內部結構、控製儀和通風排濕裝置存在的問題,提出改進意見。


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