一种卷烟吸阻测定方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及一种卷烟吸阻测定方法，属于计算流体力学和烟草分析技术交叉。

背景技术：

1、卷烟吸阻是控制卷烟抽吸体验的重要参数指标。卷烟吸阻定义为标准条件抽吸流量为17.5 ml/s下的卷烟两侧的压差。精准、高效的卷烟吸阻测量对于卷烟产品质量控制至关重要。现有的卷烟吸阻测定通常由标准抽吸装置测定，国标iso 6565《烟草和烟草制品卷烟吸阻和滤降压降 标准条件和测量》推荐使用具有恒定体积流量的装置进行吸阻测量。然而，现有测试方法具有以下缺陷：（1）现有测量标准抽吸流量较大，测量后的烟支样本会发生变形，改变了对照条件，无法使用同一卷烟进行多次试验，这会消耗大量卷烟样本，且无法二次试验或售卖，容易造成浪费；（2）需要测试人员花费较多的时间进行测试；（3）静态测试的吸阻和实际用户体验的瞬时吸阻可能产生差异。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，克服现有技术缺陷，提供一种卷烟吸阻测定方法，具备测试精确度高，测试时间短和消耗样品少的优势。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供一种卷烟吸阻测定方法，包括以下步骤：

4、基于连续性方程、动量方程和能量方程构建卷烟瞬态空气动力学系统控制方程；

5、通过抽吸装置进行卷烟抽吸实验，从零开始逐渐增加抽吸流量直至达到最大抽吸流量设置值，然后继续保持一段时间直至瞬态实测压力达到稳定，记录整个抽气过程中不同抽吸流量下对应的瞬态实测压力；

6、将不同抽吸流量和瞬态实测压力代入到卷烟瞬态空气动力学系统控制方程中作为边界条件，通过特征线法求得瞬态流量；

7、根据瞬态实测压力和瞬态流量的数值，建立瞬态实测压力和瞬态流量的函数关系表达式；

8、将实测的卷烟抽吸流量作为瞬态流量代入到函数关系表达式中计算得到瞬态实测压力，瞬态实测压力即为卷烟吸阻。

9、连续性方程、动量方程和能量方程分别为公式（1）、公式（2）和公式（3），

10、（1），

11、（2），

12、（3），

13、式中，ρ为气体密度，a为卷烟横面积，t为实验时间，q为卷烟流量，x为沿卷烟轴线的距离，p为卷烟压力，π为圆周率，d为卷烟直径，f为卷烟摩阻系数，r为气体常数，γ为比热容比，t为温度。

14、构建卷烟瞬态空气动力学系统控制方程考虑理想气体状态方程

15、       （4），

16、式中，n为气体变化多方指数；p0为管道稳态压力；ρ0为气体稳态密度。

17、最大抽吸流量设置值为标准抽吸流量的30%~40%。

18、函数关系表达式中瞬态流量为自变量，瞬态实测压力为应变量，自变量与应变量之间为一次函数关系。

19、实测的卷烟抽吸流量范围为5~20 ml/s。

20、卷烟包括直径为17mm的细支烟和直径为20mm的中支烟。

21、特征线法求得瞬态流量利用fortran编程计算结果。

22、第二方面，本发明提供一种基卷烟吸阻测定装置，包括；

23、卷烟瞬态空气动力学系统控制方程构建模块，用于基于连续性方程、动量方程和能量方程构建卷烟瞬态空气动力学系统控制方程；

24、不同抽吸流量和瞬态实测压力获取模块，用于通过抽吸装置进行卷烟抽吸实验，从零开始逐渐增加抽吸流量直至达到最大抽吸流量设置值，然后继续保持一段时间直至瞬态实测压力达到稳定，记录整个抽气过程中不同抽吸流量下对应的瞬态实测压力；

25、瞬态流量求解模块，用于将不同抽吸流量和瞬态实测压力代入到卷烟瞬态空气动力学系统控制方程中作为边界条件，通过特征线法求得瞬态流量；

26、函数关系表达式建立模块，用于根据瞬态实测压力和瞬态流量的数值，建立瞬态实测压力和瞬态流量的函数关系表达式；

27、卷烟吸阻计算模块，用于将实测的卷烟抽吸流量作为瞬态流量代入到函数关系表达式中计算得到瞬态实测压力，瞬态实测压力即为卷烟吸阻。

28、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时，实现所述的卷烟吸阻测定方法的步骤。

29、本发明的有益效果：本发明提供一种卷烟吸阻测定方法，基于瞬态空气动力学模型来测定卷烟吸阻测定方法，采用小流量进行抽吸实验，测量后的烟支样本不会发生较大变形，可使用同一卷烟进行多次试验，保持对照条件；无需消耗大量卷烟样本，可进行二次试验或售卖，减少测试浪费；仅需要测试人员花费较少的时间进行测试；测量值为瞬时吸阻，与用户体验一致，精确度高。

技术特征：

1.一种卷烟吸阻测定方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的卷烟吸阻测定方法，其特征在于：连续性方程、动量方程和能量方程分别为公式（1）、公式（2）和公式（3），

3.根据权利要求2所述的卷烟吸阻测定方法，其特征在于：构建卷烟瞬态空气动力学系统控制方程考虑理想气体状态方程

4.根据权利要求1所述的卷烟吸阻测定方法，其特征在于：最大抽吸流量设置值为标准抽吸流量的30%~40%。

5.根据权利要求1所述的卷烟吸阻测定方法，其特征在于：函数关系表达式中瞬态流量为自变量，瞬态实测压力为应变量，自变量与应变量之间为一次函数关系。

6.根据权利要求1所述的卷烟吸阻测定方法，其特征在于：实测的卷烟抽吸流量范围为5~20 ml/s。

7.根据权利要求1所述的卷烟吸阻测定方法，其特征在于：卷烟包括细支烟和中支烟。

8.根据权利要求1所述的卷烟吸阻测定方法，其特征在于：特征线法求得瞬态流量利用fortran编程计算结果。

9.一种基卷烟吸阻测定装置，其特征在于：包括；

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于：该计算机程序/指令被处理器执行时，实现权利要求1-8中任一所述的卷烟吸阻测定方法的步骤。

技术总结本发明公开一种卷烟吸阻测定方法、装置及存储介质，属于计算流体力学和烟草分析技术交叉技术领域，所述卷烟吸阻测定方法包括以下步骤：构建卷烟瞬态空气动力学系统控制方程；通过抽吸装置进行卷烟抽吸实验，从零开始逐渐增加抽吸流量直至达到最大抽吸流量设置值，然后继续保持一段时间直至瞬态实测压力达到稳定，记录整个抽气过程中不同抽吸流量下对应的瞬态实测压力；代入到卷烟瞬态空气动力学系统控制方程中作为边界条件，通过特征线法求得瞬态流量；建立瞬态实测压力和瞬态流量的函数关系表达式；将实测的卷烟抽吸流量作为瞬态流量代入到函数关系表达式中计算得到瞬态实测压力，瞬态实测压力即为卷烟吸阻。本发明具备测试精确度高，测试时间短和消耗样品少的优势。技术研发人员：方浩宇,夏琛,沈凯,樊虎,黄华,周炜,俞杭杰,潘凡达,焦凯旋,高雪峰,寿悦淀,金雪隐,蒋佳磊,戴路,胡世豪,李林洪,吴晋禄受保护的技术使用者：浙江中烟工业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6