Способ размораживания сыпучих грузов Советский патент 1990 года по МПК B65G69/20 

Изобретение относится к способам размораживания смерзшихся сыпучих грузов, например песка, и может быть использовано при погрузке и разгрузке транспортных емкостей, а также при удалении наледей.

Цель изобретения - снижение энергоемкости путем улучшения преобразования электрической энергии в тепловую.

На чертеже представлен график температурной зависимости частот, соответствующих максимуму релаксационных потерь льда.

Способ размораживания сыпучих грузов включает подведение с помощью непосредственного контакта с грузом электрического тока с ЭДС, изменяющейся по синусоидальному закону, разогрев груза в зоне между электродами под воздействием электромагнитного поля, предварительное измерение температуры внутри массива смерзшегося груза, установку по результатам измерений температуры частоты поля, соответствующей максимум релаксационных потерь во льду при данной температуре, и осуществление размораживания на данной частоте.

Температура внутри смерзшейся массы груза зависит от объема этой массы, температуры окружающей среды и времени нахождения ее в окружающей среде. Однако на практике температура внутри смерзшейся массы в среднем составляет

-510°С и в редких случаях может

достигать -20°С.

Физика процесса замерзания гетерогенной системы может быть рассмотрена на примере влажного песка при влажности, превышающей необходимую для формирования адсорбированной пленки воды. В такой системе влага находится -в свободном и адсорбированном состояниях. При 0°С начинает замерзать вода, находящаяся в свободном состоянии. С понижением температуры процесс вымораживания молекул адсорбированной воды распростраСП

45 со

00

оо |

няется в сторону поверхности минерального скелета песчинки. Чем ниже температура, тем тоньше становится адсорбированная пленка, в которой молекулы воды находятся в незамерзшем состоянии.

массы при одновременном существенном снижении энергозатрат.

Подвод тока к размораживаемой массе осуществляют контактным способом с помощью металлических электродов любой

Известно, что последние молекулы адсор- 5 конфигурации. В случае, когда объект

бированной воды (на контакте с поверхностью) вымерзают при -70-80°С. Следовательно, в реальных условиях каждая песчинка в смерзшейся массе песка распонаходится в металлической емкости, в качестве одного из электродов используют саму емкость, а другой электрод в виде пластины устанавливают в открытой части

лагается как бы в оправе из каркаса 10 емкости. Для исключения непосредственнольда. Между песчинкой и оправой всегда имеется прослойка воды в жидком состоянии. В этой связи задача размораживания смерзшейся массы песка сводится к расплавлению ледяного каркаса.

В начальных стадиях замораживания лед представляет собой ячеистую структуру. Полости ячеек заполнены микро- кристалликами льда. По мере снижения температуры происходит сращивание ближайго контакта между электродами, размер пластинчатого электрода должен быть меньше сечения открытой части емкости.

Предлагаемый способ размораживания сыпучего груза реализуется при размораживании влажного песка в металлической емкости. Для этого предварительно замеряют температуру внутри смерзшейся массы (-17°С). По результатам измерений определяют частоту, которой соответствует

ших микрокристалликов полости. В резуль- 20 максимум релаксационных потерь (2

10J Гц) при данной температуре, по графику, представленному на чертеже. Затем источник питания настраивают на необходимую частоту (2- Кг5 Гц) и посредством электродов подводят электрический ток к емкости, содержащей замерзший песок. Одним из электродов являются стенки емкости, а другой изготовляют в виде крышки, закрывающей емкость, площадь сечения которой несколько меньтате этого размеры кристалликов увеличиваются. Каждый кристаллик окружен молекулами воды в незамерзшем состоянии, благодаря которым сохраняется его вращающая способность в полости льда.

Вода относится к полярным веществам, и микрокристаллики льда обладают дипольным моментом, величина которого определяется их размерами. Благодаря дипольному моменту в электромагнитном

массы при одновременном существенном снижении энергозатрат.

Подвод тока к размораживаемой массе осуществляют контактным способом с помощью металлических электродов любой

конфигурации. В случае, когда объект

находится в металлической емкости, в качестве одного из электродов используют саму емкость, а другой электрод в виде пластины устанавливают в открытой части

емкости. Для исключения непосредственного контакта между электродами, размер пластинчатого электрода должен быть меньше сечения открытой части емкости.

Предлагаемый способ размораживания сыпучего груза реализуется при размораживании влажного песка в металлической емкости. Для этого предварительно замеряют температуру внутри смерзшейся массы (-17°С). По результатам измерений определяют частоту, которой соответствует

0 максимум релаксационных потерь (2

20 максимум релаксационных потерь (2

25

10J Гц) при данной температуре, по графику, представленному на чертеже. Затем источник питания настраивают на необходимую частоту (2- Кг5 Гц) и посредством электродов подводят электрический ток к емкости, содержащей замерзший песок. Одним из электродов являются стенки емкости, а другой изготовляют в виде крышки, закрывающей емкость, площадь сечения которой несколько мень

Изобретение относится к способам размораживания смерзшихся грузов, может быть использовано при погрузке и выгрузке грузов из транспортных емкостей, а также при удалении наледей, и позволяет снизить энергоемкость размораживания сыпучих грузов путем повышения превращения электрической энергии в тепловую. Для этого предварительно одним из известных способов определяют температуру внутри массы груза, подлежащего размораживанию. По графику температурной зависимости частот, соответствующих максимуму релаксационных потерь во льду, устанавливают частоту, соответствующую максимуму релаксационных потерь при измеренной температуре смерзщегося груза. Затем электрический ток, изменяющийся по синусоидальному закону, с помощью электродов подводят к размораживаемому грузу, настраивают источник тока на эту частоту и путем разогрева под воздействием электромагнитного поля в зоне между электродами осуществляют размораживание груза. 1 ил.

поле кристаллики ориентируются в направле- 30 ше площади сечения емкости, перекрывае- нии поля, т. е. происходит их вращательное движение.

мой крышкой.

В переменном электромагнитном поле, изменяющемся с частотой, при которой

кристаллики не успевают полностью ориен- 35 заключающийся в подведении электродов

тироваться по полю, появляются релаксационные потери. С увеличением частоты потери растут, достигая максимума. На этой частоте, благодаря запаздыванию, кристаллик все время вращается навстречу полю и за счет поглощения энергии происходит его интенсивный разогрев, что приводит к повышению температуры внутри полости ячейки. За счет выделения тепла в каждой ячейке происходит плавление,

40

к грузу и пропускании тока через массив груза между электродами, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости путем улучшения преобразования электрической энергии в тепловую, предварительно измеряют температуру внутри смерзшегося массива груза, при этом ЭДС изменяют по синусоидальному закону, а частоту образовавшегося электромагнитного поля, соответствующую максимальной величикак бы изнутри ледяного каркаса, т. е. осу- 45 не релаксационных потерь во льду, устанавществляется размораживание смерзшейся

ливают по результатам замера температуры.

ше площади сечения емкости, пе

мой крышкой.

Формула изобретения

Способ размораживания сыпучих грузов,

40

к грузу и пропускании тока через массив груза между электродами, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости путем улучшения преобразования электрической энергии в тепловую, предварительно измеряют температуру внутри смерзшегося массива груза, при этом ЭДС изменяют по синусоидальному закону, а частоту образовавшегося электромагнитного поля, соответствующую максимальной величи 45 не релаксационных потерь во льду, устанавливают по результатам замера температуры.

г

с токе

4020О

Температура С

у 10

ГО