從傳熱學(xué)角度分析了染色過程的溫度場(chǎng)變化及熱擴(kuò)散過程，以及染色過程中溫度場(chǎng)變化對(duì)敏感色的影響，并討論了氣液染色機(jī)和氣流霧化染色機(jī)的熱平衡條件。指出在氣液染色機(jī)中染敏感色時(shí)，通過提高織物的帶液量以縮短溫度的熱平衡時(shí)間，采用前置式組合染液噴嘴，利用提布輥輥面對(duì)織物的擠壓和氣流的滲透壓作用，對(duì)織物單次循環(huán)中的熱擴(kuò)散產(chǎn)生多次作用，為敏感色勻染所需的溫度場(chǎng)提供有利條件。

織物浸染工藝中，敏感色的染色難度較大，要求較高，其不僅與染料性能有關(guān)，而且涉及設(shè)備性能和工藝控制。一些敏感色染料主要表現(xiàn)在同一溫度下各組分染料上染速率的差異，也就是對(duì)溫度的敏感程度不同。為了保證這類敏感色染料的均勻上染，除選擇配伍性較好的染料，并采取一定的工藝控制外，更重要的是控制好設(shè)備的溫度場(chǎng)變化條件。氣液染色機(jī)不僅融入了氣流染色和普通溢流噴射染色的元素，而且在敏感色染色方面，解決了目前氣流染色機(jī)對(duì)敏感色染色困難的問題。

根據(jù)氣液染色機(jī)和氣流染色機(jī)的結(jié)構(gòu)原理，分析了二者在相同工藝條件下溫度場(chǎng)的變化情況，指出氣流染色在敏感色染色過程中溫度變化梯度大所產(chǎn)生的溫度差，是影響敏感色染料均勻上染的主要原因；同時(shí)，對(duì)氣液染色機(jī)適于敏感色的固有機(jī)械條件和結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了詮釋。從傳熱學(xué)的角度來看，染色可以視為被染物、液相、氣相和設(shè)備等組成的一個(gè)傳熱系統(tǒng)，染色中的溫度實(shí)際上是一個(gè)溫度變化過程，并且溫度分布是隨時(shí)間而改變的。因此，染色的溫度場(chǎng)是一種非穩(wěn)態(tài)的溫度場(chǎng)。

染色升溫過程中主缸體內(nèi)部總是存在氣相、液相和織物之間的溫度差異。有測(cè)試表明，氣流染色機(jī)噴嘴內(nèi)染液的溫度與主缸內(nèi)染液溫度大至可相差10℃，這種溫差對(duì)一些溫度敏感型染料的均勻上染影響很大。同樣在降溫過程中，主缸體內(nèi)部氣相、液相和織物之間也存在溫差。如果溫差過大，會(huì)使主缸內(nèi)在氣相和液相的織物因布面收縮不均勻而產(chǎn)生折痕。盡管纖維與水的比熱不同，但含水量大的織物會(huì)受水的比熱影響而提高吸熱量，即吸收同樣的熱量，其溫度會(huì)比含水量小的織物低?；谶@一原因，提高織物在升溫過程中的帶液量，有利于減少織物與液相（染液）的溫差。

根據(jù)上述染色過程中溫度場(chǎng)變化情況，針對(duì)氣液染色機(jī)和氣流染色機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析二者的溫度場(chǎng)變化狀態(tài)，可以解釋氣液染色機(jī)為什么能夠適于敏感色染色。

為霧化染液，目前的氣流染色機(jī)主要采用霧化噴嘴，單管織物單次循環(huán)的供液量為80～100L。對(duì)于容布量250kg的標(biāo)準(zhǔn)單管，織物的帶液量為32%～40%，比溢流染色機(jī)的帶液量要低，純棉織物需要循環(huán)5～6圈才能夠達(dá)到較高的帶液量。在此設(shè)備條件下，染色升溫時(shí)織物在單次循環(huán)中，織物在貯布槽內(nèi)與在噴嘴中的溫差較大，對(duì)敏感色染料中各組分的上染速率會(huì)產(chǎn)生較大影響，很難達(dá)到均勻一致的上染速率，因而不容易獲得勻染效果。

由于氣流霧化染色機(jī)的染液霧化噴嘴，是為了獲得所謂的染液霧化效果而設(shè)計(jì)的，織物單次循環(huán)在噴嘴中所獲得的染液量不可能太大，因而不能夠利用液體的比熱來提高織物的吸熱量。即使通過染色工藝設(shè)計(jì)和控制，也無法滿足敏感色染色對(duì)溫度場(chǎng)變化的要求。而普通溢流或噴射染色機(jī)基本可以達(dá)到上述要求，這是因?yàn)榭椢镌趪娮熘锌梢垣@得較多的帶液量，整個(gè)染色系統(tǒng)（包括被染織物、染液、空氣以及設(shè)備）的溫度梯度變化可控；再通過控制加料方式，基本能夠滿足敏感色染色的工藝條件。

與氣流染色機(jī)相比，氣液染色機(jī)中的織物雖然也是依靠氣流牽引，但是氣流并沒有攜帶染液，因而與被染織物在單次循環(huán)交換的染液量不受到任何限制，完全可以根據(jù)染色過程的需要來確定織物單次循環(huán)的帶液量。對(duì)于敏感色的溫度場(chǎng)，可通過提高被染織物帶液量，縮短傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度平衡時(shí)間，以獲得染料的均勻上染效果。

除此之外，氣液染色機(jī)的前置式染液噴嘴形式，可以使織物在單次循環(huán)中（即動(dòng)程），一開始就很快與染液接觸，及時(shí)獲得染液的熱傳遞。相對(duì)后置式染液噴嘴，前者染液與被染織物在單次循環(huán)的動(dòng)程中獲得的熱交換時(shí)間更長(zhǎng)，加速了完成熱平衡過程的進(jìn)程。這是目前其他氣流染色機(jī)和普通溢噴染色機(jī)所不具備的。正因?yàn)檫@種設(shè)備條件，可減少敏感色對(duì)染色工藝設(shè)計(jì)和控制的依賴性，使得工藝操作更加簡(jiǎn)便。

在織物浸染過程中，溫度是使纖維溶脹或化纖大分子鏈伸展、控制染料上染速率的主要工藝參數(shù)之一。由于染色過程的溫度變化是一個(gè)不穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，熱擴(kuò)散就成為反映傳熱系統(tǒng)導(dǎo)熱能力的特征值。顯然，在相同的加熱或冷卻條件下，導(dǎo)熱系數(shù)越大、蓄熱能力越小的物體，熱擴(kuò)散系數(shù)越大，溫度變化的速率越快，傳熱系統(tǒng)內(nèi)部各點(diǎn)溫度趨于一致的能力也越強(qiáng)，即溫度越容易達(dá)到平衡（均勻）。

在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，氣液染色機(jī)特別適于敏感色染色。這與氣液染色機(jī)的前置式組合染液噴嘴、提布輥和氣流噴嘴三者之間的位置，以及作用條件密切相關(guān)。氣液染色機(jī)的前置式組合染液噴嘴的供液形式，提布輥輥面對(duì)織物的擠壓和氣流的滲透壓作用，對(duì)織物單次循環(huán)中的熱擴(kuò)散產(chǎn)生多次作用，因而為敏感色勻染所需的溫度場(chǎng)提供了有利條件。

相比之下，氣流染色機(jī)的染液被夾帶在氣流中，形成水、蒸汽和空氣多種介質(zhì)混合體，各組分介質(zhì)的比熱差異在短時(shí)間內(nèi)容易形成溫度差。而小浴比溢流或噴射染色機(jī)也不具備織物單次循環(huán)的多次作用條件，同樣對(duì)敏感色的染色也存在溫度場(chǎng)控制難度大的問題。氣液染色機(jī)在染色過程中的溫度場(chǎng)之所以溫差小，與其設(shè)備的熱平衡條件密切相關(guān)。其中前置式組合染液噴嘴、提布輥，以及氣流噴嘴的相互位置，對(duì)縮短染色時(shí)整個(gè)熱傳遞系統(tǒng)的熱平衡時(shí)間和減少溫度差具有重要作用。