Установка для исследования параметров тепло- и массообменных процессов Советский патент 1991 года по МПК G01N5/02 

Изобретение относится к области исследования структурно-сорбционных характеристик материала.

Цель изобретения - упрощение конструкции и сокращение времени исследований.

На чертеже показана блок-схема установки для исследования тепло- и массооб- менных процессов.

Установка содержит рабочую камеру 1, выполненную в виде цилиндрической емкости 2, с размещенными в ней увлажняющим агентом 3, нагревателем 4, термометрами 5, а также патрубки 6 ввода и 7 вывода теплоносителя.

Рабочая камера 1 соединена с цилиндрическим стаканом 8, внутри стакана размещен воздуховод 9 с вентилятором 10. На одном торце воздуховода через сильфон 11 укреплена перфорированная шайба 12, на другом конце кольцевая пластина 13. Над перфорированной шайбой 12 размещен контейнер 14 с исследуемым материалом, соединенный с измерителем 15 веса. Контейнер крепится на штанге 16с ограничителем 17, другой конец штанги соединен с пластиной 18, размещенной в направляющем цилиндре 19. Цилиндрический стакан 8 снабжен крышкой 20, вентилятор 10 соединен с электродвигателем 21, а на шайбе 12 укреплена прокладка 22, емкость 2 снабжена крышкой с патрубком 23 ввода агента, имеется патрубок 24 вывода агента.

Установка работает следующим образом.

Контейнер 14 с материалом помещается в цилиндрический стакан 8 и располагается на высоте 2-3 мм от перфорированной шайбы 12. Затем закрывается крышка 20 и направляющий цилиндр 19 вместе с контейнером подсоединяется к измерителю 15 веса. После этого в емкость 2 заливается раствор серной кислоты определенной концентрации. По истечении некоторого промежутка времени, обычно 2-5 мин, в емкости устанавливается требуемая относительная влажность воздуха, соответствующая концентрации поданной кислоты.

Затем включают электродвигатель 21 вентилятора 10 и поток влажного воздуха, увлекаемый вентилятором, начинает поступать вверх по воздуховоду 9. За счет того, что суммарное проходное сечение перфорированной шайбы 12 меньше, чем сечение воздуховода 9, у шайбы и за ней возникает перепад давлений.

Этот перепад давлений растянет сильфон 11 и заставит перфорированную шайбу 12 прижаться к перфорированному днищу контейнера 14. Для лучшего контакта поверхностей на шайбе 12 имеется прокладка 22 из пенорезины.

Вместе с сильфоном контейнер поднимается на высоту 2-3 мм. Высота эта фиксируется резиновым ограничителем 17, жестко закрепленным на штанге 16. Кроме того, ограничитель 17 обеспечивает герметичность увлажнителя за счет перекрытия отверстия в крышке 20.

0При прохождении воздуха через материал происходит интенсивное перераспределение влаги в материале, в соответствии с влажностью воздуха. При этом на выходе из материала воздух имеет другую влаж5 ность, вследствие процесса массообмена с материалом.

Этот воздух затем поступает через зазор, образованный стенкой стакана 8 и воздуховодом 9 в емкость 2, проходя через

0 зазор между кольцевой пластиной 13 и стенкой емкости 2, он поступает в полость, образованную торцом кольцевой пластины 13 и уровнем кислоты. За время прохождения через эт/ полость он восстанавливает изна5 чальную влажность и вентилятором Юопять затягивается в контактную трубу.

При взвешивании материала вентилятор 10 отключается. В результате сильфон 11 сжимается, шайба 12 отходит от

0 контейнера 14, он опускается, соединительная штанга 16 пластиной 18 ложится на днище цилиндра 19 и начинается воздействие на весы.

Обработку материала производят до тех

5 пор, пока масса его не перестанет изменяться.

Состояние, при котором масса материала неизменна, соответствует равновесию между содержанием воды в материале и

0 давлением пара в окружающем воздухе. Т.е. влажность материала при данной относительной влажности воздуха является равновесной.

Затем данный раствор кислоты сливает5 ся и заливается новый, которому соответствует своя определенная влажность воздуха. Весь процесс повторяется вновь до достижения неизменной массы материала, т.е. равновесной влажности при данной относи0 тельной влажности воздуха.

Изменяя последовательно концентрацию- подаваемой кислоты, можно получить зависимость между Давлением пара и содержанием воды в материале в виде кривых

5 сорбции и десорбции.

Формула изобретения 1. Установка для исследования параметров тепло- и массообменных процессов, содержащая рабочую камеру, расположенный в ней контейнер для исследуемого материала, соединенный с измерителем веса, воздуховод с вентилятором, узел увлажнения с увлажняющим агентом и средство нагрева, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и сокращения времени исследований, рабочая камера выполнена в виде цилиндрической емкости с размещенным в ней узлом увлажнения и цилиндрического стакана, охватывающего воздуховод, к торцу стакана обращенному к контейнеру, прикреплены сильфон и перфо

рированная шайба, а дно контейнера также выполнено перфорированным и установлено параллельно шайбе на расстоянии, не превышающем рабочий ход сильфона.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что контейнер закреплен на штанге с упором, ограничивающим вертикальное перемещение контейнера.

3.Установка по п. 1, отличающая- с я тем, что увлажняющий агент представляет собой водный раствор серной кислоты.

Изобретение относится к области исследования структурно-сорбционных характеристик материала. Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и сокращение времени исследований. Цель достигается выполнением рабочей камеры в виде цилиндрической емкости с размещенным в ней узлом увлажнения. Камера соединена с цилиндрическим стаканом, охватывающим воздуховод. К торцу воздуховода через сильфон прикреплена перфорированная шайба, при этом дно контейнера также выполнено перфорированным и установлено параллельно шайбе на расстоянии, не превышающем рабочий ход сильфона. Контейнер закреплен на штанге с упором, ограничивающим вертикальное перемещение контейнера. Увлажняющий агент представляет собой водный раствор серной кислоты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. k -п & ю о io ю