卷烟阴燃和吸燃时CO的释放

为了深入研究卷烟燃吸过程中CO的释放情况,采用先进的热电偶测温装置与烟草热解燃烧反应系统相结合的方式,确保用于模拟卷烟内部热解燃烧反应的热条件准确。根据卷烟燃烧时燃烧线的迁移分为3个区域进行研究,分别是阴燃燃烧线前端的焦炭区域R1,吸燃时燃烧线经过的预加热烟丝区域R2,吸燃燃烧线后端的新鲜烟丝区域R3。试验结果表明:(1) R1和R2在阴燃时已达到较高的温度,是侧流烟气中CO生成的主要来源,对吸燃时主流烟气CO的贡献较少;(2) R3在吸燃时虽然温度较低(400℃),但是却对主流烟气中CO的释放贡献最大;(3)由于热传导的影响,阴燃时温度越高的卷烟,R3的温度越高,所释放的CO含量也随之增加。     

卷烟燃烧参数、灰分外观和烟气成分相互关系研究

  目的  揭示卷烟燃烧三个维度之间相互关系。  方法  利用统计分析方法研究了卷烟燃烧参数（燃烧温度、耗氧量和燃烧速率）、灰分外观指标（灰色值、裂口率、缩灰率、炭线宽度、炭线整齐度和持灰力）和烟气成分（烟气常规成分和七种有害成分）之间的相关性。  结果  ① 烟丝静燃速率、卷烟吸燃速率和耗氧量之间呈极显著正相关,但均与燃烧温度和卷烟纸阴燃速率无显著相关性;卷烟静燃速率仅与耗氧量显著正相关,燃烧温度仅与卷烟纸阴燃速率呈极显著负相关。②燃烧速率参数不仅与多种烟气成分显著负相关,亦与灰分外观质量显著正相关,与燃烧温度和耗氧量相比,是调节卷烟烟气和灰分外观质量更为有效的燃烧参数。      

2000年CORESTA会议论文摘要

1　卷烟阴燃机理研究了卷烟阴燃机理。为了表示卷烟阴燃蔓延的特征 ,分析了用ＣＣＤ摄像机摄制的阴燃卷烟的影象。在稳定态并不发生卷烟阴燃 ,当盘纸断续燃烧时才观察到静态卷烟阴燃的蔓延。我们发现 ,卷烟的阴燃速率取决于卷烟边缘盘纸的燃烧速率 ,且随点燃卷烟边缘所需的时间差别而变化。为了测定阴燃卷烟中某个理想点的温度随时间的变化 ,用一台热敏成像仪摄取了一支阴燃卷烟的热影象。还观察了卷烟边缘的断续燃烧。在卷烟阴燃蔓延线处的温度并没有单调地上升。我们建立了一个卷烟阴燃模型 ,并阐明卷烟边缘的导热率是影响卷烟静燃速率的…     

热电偶法测量卷烟内部动态温度

自行研发了快速微型测温热电偶,对卷烟抽吸和阴燃时燃烧锥纵剖面各个点的气相温度进行了测量,并利用相应软件绘制了温度分布图.根据各个时刻的温度分布图,分析了卷烟抽吸过程中温度的动态变化,并进一步验证了燃烧时空气进入燃烧锥的过程机理.     

卷烟纸助燃剂对卷烟燃烧特性及主流烟气中CO释放量的影响

为了考察卷烟纸助燃剂对卷烟燃烧特性及主流烟气中CO释放量的影响,探讨了卷烟纸助燃剂的类型、用量、含钾比例与卷烟燃烧主流烟气中CO的释放量、卷烟燃烧特性之间的相关性。结果表明,卷烟纸助燃剂用量与卷烟的阴燃温度、烟碱量、焦油量具有相关性,提高助燃剂用量能提高卷烟燃烧时的阴燃温度、加快烟支的燃烧速度,且烟碱量和焦油量随之减少;保持卷烟纸助燃剂用量不变,助燃剂中的含钾比例与烟气常规成分和卷烟燃烧温度无明显相关性;卷烟纸助燃剂的类型、用量、含钾比例与CO释放量无明显相关性,CO释放量与卷烟燃烧时低温区域面积和高温区域面积的比值R具有强烈的正相关。     

卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响

卷烟自由燃烧速率是卷烟燃烧特性的表观特征参数,实验考察了卷烟纸的原料组分、定量、透气度、灰分、宽度及助燃剂等参数对卷烟自由燃烧速率的影响,并分析了卷烟纸阴燃速率与卷烟自由燃烧速率间的关联性,结果表明:卷烟纸的定量、透气度、助燃剂含量以及助燃剂中钾盐和钠盐的比例是影响卷烟自由燃烧速率的主要卷烟纸参数,而卷烟纸浆料组分、灰分以及宽度对卷烟自由燃烧速率影响有限;卷烟纸阴燃速率仅反映卷烟纸自身的燃烧性,与卷烟自由燃烧速率无明显相关性。     

基于卷烟温度检测技术的瞬时燃烧速率表征及燃烧锥区域特征分析

为了深入研究卷烟燃吸过程中的燃烧状态特征,提出了基于卷烟温度检测技术的瞬时燃烧速率表征方法,即以燃烧锥特征温度T0.5的移动表征卷烟瞬时燃烧速率;同时根据卷烟燃烧锥气相温度分布特征、传热特点,将燃烧锥划分为烟灰区、烟灰与燃烧过渡区、燃烧区和热解区。结果表明:1以燃烧锥特征温度T_(0.5)的移动情况来表征卷烟瞬时燃烧速率,同时将燃烧温度和燃烧速率关联起来,能够准确地获得卷烟在燃吸过程中烟丝实时参与燃烧反应的量。2构建了卷烟燃烧锥区域划分的约束条件。在约束条件的限定下,获得卷烟燃烧锥各区域在燃吸过程中体积的变化情况,发现随着抽吸的进行,参比卷烟3R4F燃烧锥燃烧区体积呈增大的趋势,而热解区体积则呈减小的趋势。     

卷烟引燃倾向测试方法的研究与改进

ASTM E2187是国际上广泛使用的评估卷烟引燃倾向的标准测试方法,该方法将达到全长燃烧的卷烟比例作为卷烟引燃倾向的唯一判定指标。研究表明,仅使用全长燃烧百分比这一指标来评估卷烟的引燃倾向,区分度较差。文中通过3组实验观察记录实验结果并进行数据统计,验证了LIP卷烟的阴燃长度比例与全长燃烧百分比具有相关性,阴燃长度比例可以作为评估卷烟引燃倾向的一个辅助参数,以达到方便快捷的区分卷烟引燃倾向的目的。     

加热卷烟逐口抽吸过程传热数值模型

为实现加热卷烟数字化设计及烟气调控,对加热卷烟抽吸过程的传热机理进行深入研究,建立了基于多孔介质的气流流动模型与气固两相局部热平衡传热模型,模拟了加热卷烟在抽吸过程中的温度分布,并通过温度检测实验验证了模型的准确性。结果表明:①两相局部热平衡传热模型能够模拟加热卷烟传热过程,卷烟各段出口温度的模拟值与实验值差异均在15 ℃以内;②模拟了加热卷烟内部的气流场和温度场,各段气流流速随着抽吸呈现周期性分布,抽吸时间内中空段气流流速最大且其外围基本不流动,抽吸周期内加热卷烟烟支温度呈现D型分布;③计算了烟支加热片与烟支外周在抽吸过程中的最大热通量和最小热通量,加热片在1个抽吸周期内大约释放39 J的热量;烟支外周在1个抽吸周期内大约散失33 J的热量。      

3种圆周卷烟逐口抽吸燃烧状态的变化规律

为了研究3种圆周卷烟在逐口抽吸过程中燃烧状态的变化情况,设计3种圆周卷烟（17、20、24 mm）,测量卷烟逐口抽吸过程中温度特征参数（燃烧锥体积V0、最高温度Tmax、特征温度T0.5、体积平均温度Tm）的变化,探讨卷烟燃烧锥燃烧状态之间的差异性。实验结果表明：(1)随着卷烟圆周的增加,卷烟燃烧锥体积增加,高温区域所占比例有所降低,而最高温Tmax和体积平均温度Tm差异较小。(2)17和20 mm卷烟在逐口抽吸过程中,燃烧锥体积V0无显著变化,而24 mm卷烟的燃烧锥体积V0在第3口时达到最大,最高温度Tmax没有显著变化;(3)20和24 mm圆周卷烟在逐口抽吸过程中,特征温度T0.5和体积平均温度Tm整体呈下降趋势,而17 mm圆周卷烟在第4口左右有一个明显上升趋势;(4)卷烟温度特征参数的变化率在卷烟的整个抽吸过程中具有较好的一致性,表明造成卷烟逐口抽吸温度特征参数差异的原因主要是抽吸前卷烟燃烧状态的不同。