Лабораторная установка дляисследования процессов сушки

 

Союз Советски«

Социааистически«

Весвубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

„ВОО549

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.79 (21) 2764364/24-06 с присоединением заявки ¹ (23) Приорите!

Опубликовано 300181, Бюллетень ¹ 4 51 М ) . 3

F 26 8 21/04

1 осударственный «оиитет

СССР. яо дедам изобретений н открытий (53) УДК 66. 047.1 (088.8) Дата опубликования описания 30.01 81

В.И.Коновалов, Е.В.Клещ, И.A.Êëåù, В.Н.Затона, В.М.Нечаев, A.Ï.Ïàñüêo, A.Ì.Êoâàëü и С.П.Рудобашта (72) Авторы . изобретения

Тамбовский институт химического машиностроения и Всесоюзный научно-исследовательский институт резино-технического машиностроения (73) Заявители (54) ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЦЕССОВ СУШКИ

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к установкам для сушки неподвижно расположенных в них предметов и материалов. 5

Иевестна лабораторная. установка с циркуляционным контуром, содержащая рабочую сушильную камеру, вентилятор, калорифер, электрический преобразователь, предназнаЧенные для исследования процессов сушки при постоянных температурах и влагосодержаниях воздуха. В этой установке поддержание заданной температуры осуществляется при помощи контактного термометра и электромагнитного реле., а поддержание заданного влагосодержания — при помощи моторного вентиля, получающего импульс через реле времени от гумидостата j1) .

Однако, в производственных условиях процессы сушки обычно проходят при изменяющихся во времени значениях температуры и влагосодержания воздуха, т.е. известная установка 25 для исследования. таких процессов сушки не приспособлена.

Наиболее близкой к предлагаемой является лабораторная установка для исследования процессов сушки Зр при переменных параметрах сушильного агента, содержащая циркуляционный контур и включенные в него сушильную камеру, вентилятор и калорифер.

Следящая система, состоящая из моста, потенциометра и заслонки с реверсивным двигателем, изменяет температуру воздуха в сушильной камере по закону изменейия веса высушиваемого образца. Следящая система, состоящая из моста, измеряющего и записывающего температуру мокрого термометра в сушильной камере, и исполнительного механизма, вращающего паровой вентиль, регулирует подачу пара (2).

Однако программно-следящие системы регулирования, используемые в этой установке, черезмерно сложны в настройке, что затрудняет воспроизводимость задания режимов.

Датчики системы измерения и регулирования температуры, а особенно влагосодержания. (мокрый термометр), имеют значительную инерцию что при переменных режимах по температуре и влагосодержанию существенно снижает. точность задания ре800549 где Т

Т

tO с

0а

20

Т„

Таким образом, закон изменения температуры воздуха в рабочей камере описывается экспонентой, что соответствует действительному изменению

30 температуры в промышленных сушильных установках.

Для изменения влагосодержания в основной сушильной камере в процессе опыта используется паровоздушный

35 аккумулятор, представляющий собой обогреваемую емкость с перепускным устройством изменяемого сечения.

Режим изменения влагосодержания в сушильной камере можно рассчитать

4О по аналогичным выведенным зависимостям.

На фиг. 1 схематически показана установка, работающая в подготовительном режиме; на фиг. 2 — то же в и

1 начале рабочего режима.

Лабораторная установка для исследования процессов сушки состоит из сушильных камер основной 1 и дополнительной 2, вентиляторов 3 и 4, калориферов 5.и 6, которые заключены в два циркуляционных контура (первый контур неэаштрихован, второй заретуширован). Перед входом в сушильную камеру 1 установлен. тепловой аккумулятор

7 изменяемой массы, представляющий собой пакет сменных пластин. Посредством четырехходовых переключающих клапанов .8 циркуляционные контуры могут переключаться.. Паровоздушный аккумулятор 9, представляющий собой

-ф) обогреваемую.емкость с перепускным устройством 10 изменяемого сечения, позволит изменять влагосодержание в процессе опыта. Подача воды или сжатого воздуха,в паровоздушный у5 аккумулятор 9 осуществляется при пожима, а именно: максимальное отклонение значения температуры воздуха в сушильной камере от задаваемого составляет 2,4Ъ, что пля темпеватуры 300 С составит примерно 7 С.

Погрешность по влагосодержанию будет намного выше. Кроме того, при высоких температурах (больше 100oC) увлажнение мокрого термометра весьма сложно, а какие-либо другие надежные и малоинерционные датчики непрерывного действия неизвестны.

В известной установке воздух выбрасывается, поэтому приходится ограничиваться небольшой максимальной скоростью воздуха, так как иначе черезмерно возрастает мощность калорифера. В известной установке максимальная скорость воздуха составляет

2 м/с при мощности калорифера 48 кВт, позволяющий нагревать воздух в сушильной камере до 300оС.

Цель иэобретения — повышение точности исследований.

Цель достигается тем, что в контур включены дополнительная сушильная камера и установленный перед основной сушильной камерой тепловой аккумулятор, кроме того, в установку дополнительно введен второй циркуляционный контур со своим вентилятором калорифером и паровоздушным аккумуля тором, причем оба контура объединены двумя четырехходовыми переключателями, установленными перед тепловым аккумулятором и основной камерой пер вого контура. При этом тепловой аккумулятор может быть выполнен в виде насадки изменяемой массы, напри мер в виде пакета сменных пластин, а паровоэдушный аккумулятор может быть выполнен в виде обогреваемой емкости с перепускным устройством изменяемого .сечения.

Так .как подготовительные режимы в циркуляционных контурах стационарные то инерционность датчиков практическ не имеет значения. Мокрый термометр не используется или используется. только для стационарных измерений, с целью тарировки.

Воздух в лабораторной установке циркулирует при минимальном выбросе, поэтому можно получать высокие скорости, воздуха. Практика показывает, что в аналогичной предлагаемой, но одноконтурной циркуляционной сушилке можно получить скорость воздуха до 15 м/с при температуре до

300 С.

Изменение температуры воздуха в процессе опыта достигается при помощи теплового аккумулятора, представляющего собой пакет сменных плас тин с изменяемой массой, стоящего перед основной сушильной камерой.

Закон изменения температуры в завиcHMociè от времени за тепловым аккумулятором в основной сушильной камере описывается следующим выведенным уравнением:

06K т - Ta Of Г

Р ЬЯСЬ + 4 .С 1+

5 Ь Ь Ь Ь температура воздуха в сушильной камере эа тепловым аккумулятором; температура воздуха перед входом в тепловой аккумулятор; масса воздуха, проходящего, через тепловой аккумулятор, теплоемкость воздуха; — масса пакета сменных пластин теплового аккумулятора, теплоемкость материала:.. пластин; площадь поверхности пакета пластин; начальная температура пластин аккумулятора; коэффициент теплопроводности материала пластин, время.

800549 мощи вентиля 11, а сброс или подсос воздуха в циркуляционные контуры посредством задвижек 12.

В подготовительном режиме работы лабораторной установки в первый циркуляционный контур (он.не эаштрихован) включены обе сушильные камеры 1 и 2, вентилятор 3, калорифер 5, тепловой аккумулятор 7. Причем в этом контуре устанавливаются температура и влагосодержание, соответствующие началу опыта ° Во втором контуре (за- 1О ретуширован), включающем вентилятор

4, паровоздушный аккумулятор 9 и калорифер б,в это время устанавливается температура, соответствующая концу опыта. Влагосодержание в подготови- 1Ç тельном режиме в обоих контурах устанавливается одинаковое. В паровоздушном аккумуляторе 9 подготавливается смесь нужной концентрации и с температурой, соответствующей концу опыта. Щ

В момент начала опыта, то есть рабочего режима (фиг.2), переключаются четырехходовые клапаны 8 и открывается перепускное устройство 10 паровоздушного аккумулятора 9. В результате основная сушильная камера 1 мгновенно оказывается во втором контуре.

Температура в основной сушильной камере будет постепенно изменяться и в конце опыта станет такой, какой она была установлена в этом контуре в подготовительном режиме.

Если эксперименты проводятся .при постоянных режимных параметрах, то их можно проводить одновременно и независимо в двух самостоятельных контурах. Лля этого предусмотрена дополнительная сушильная камера 2.

Это позволяет уменьшить затраты времени для проведения необходимого ко- ф() личества экспериментов.

Предлагаемая лабораторная уста- . новка для исследования процессов сушки улучшает точность задания режимов изменения температуры и влагосодержания воздуха в сушильной камере, позволяет максимально приблизить режим сушки к производственным условиям.

Все это позволяет надежнее проводить экспериментальные исследования, на основании которых могут быть раэ. работаны новые, более совершенные производственные режимы сушки и конструкции промышленных сушилок, что дает. значительный экономический эффект.

Формула изобретения

1.Лабораторная установка для исследования процессов сушки при переменных температурах и влагосодержаниях воздуха, содержащая циркуляционный контур, в который включены сушильная камера, вентилятор и калорифер, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности исследований, в контур включены дополнительная сушильная камера и установленный перед основной сушильной камерой тепловой аккумулятор, кроме того, в установку дополнительно введен второй циркуляционный контур со своим вентилятором, калорифером и паровоэдушным аккумулятором, причем оба контура объединены двумя четырехходовыми переключателями, установленными перед тепловым аккумулятором и основной сушильной камерой первого контура.

2.установка по п.1, о т л и ч а ю:щ а я с я тем >что тепловой аккумулятор выполнен в виде насадки изменяемой массы.

З.Установка по п.2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что насадка выполнена в виде пакета сменных пластин.

4.установка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что паровоздушный аккумулятор выполнен в виде обогреваемой емкости с перепускным устройством изменяемого сечения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лыков A.Â. Тепло-и массообмен в процессах сушки. М., "Химия"., 1956, с. 405.

2.Чуфаровский A.È. Исследование внутренней кинетики процесса конвективной сушки при переменных режимах.

Автофеф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук. Л., 1973, с.б.