Лабораторная установка дляиССлЕдОВАНия пРОцЕССОВ СушКи Советский патент 1981 года по МПК F26B21/04 

1

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к установкам дл сушки неподвижно расположенных в н.их предметов и материалов.

Иевестна лабораторная установка с циркуляционньм контуром, содержащая рабочую сушильную камеру, вентилятор калорифер, электрический преобразователь, предназна енные для исследования процессов сушки при постоянных температурах и влагосодержаниях воздуха. В этой установке поддержание заданной температуры осуществляется при псшощи контактного термометра и электромагнитного реЛе,, а поддержание заданного влагосодёржания - при помощи моторного вентиля, получающего импульс через реле времени от гумидостата

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

Наиболее близкой « предлагаемой является лабораторная установка для исследования процессов сушки

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 изменения веса высушивае0мого образца. Следящая система, состоящая из моста, измеряющего и записывакядего температуру мокрого термометра в сушильной камере, и исполнительного механизма, вращающего

5 паровой вентиль, регулирует подачу пара J.

Однако программно-следящие системы регулирования, используемые в

0 этой установке, чрезмерно сложны в настройке, что затрудняет воспроизводимость задания режимов.

Датчики системы измерения и регулирования температуры, а особен5но влагосодёржания (мокрый термометр) , имеют значительную инерцию что при переменных режимах по температуре и вдагосодержанию существенно снижает точность задания ре0жима, а именно: максимальное отклонение значения температуры воздуха в сушильной камере от задаваемого составляет 2,4%, что пля температуры составит примерно 7 С. Погрешность по влагосодержанию будет намного выше. Кроме того, при высоких температурах (больше 100°с) увлажнение мокрого термометра весьма сложно, а какие-либо другие надежные и малоинерцирнные датчики непрерывного действия неизвестны. В известной установке воздух выбрасывается, поэтому приходится ограничиваться небольшой максимальной скоростью воздуха , так как инач чрезмерно возрастает мощность калорифера. В известной установке макси мальная скорость воздуха составляет 2 м/с при мощности калорифера 48 кВ позволяющий нагревать воздух в сушильной камере до . Цель изобретения - повышение точ ности исследований. Цель достигается тем, что в контур включены дополнительная сушильная камера и установленный перед основной сушильной камерой тепловой аккумулятор, кроме того,- в установк дополнительно введен второй циркуля ционный контур со своим вентиляторо калорифером и паровоздушным аккумул тором, причём оба контура объединен двумя четырехходовыми переключателя ми, установленными перед тепловым аккумулятором и основной камерой пе вого контура. При этом тепловой аккумулятор может быть выполнен в виде насадки изменяемой массы, напр мер в виде пакета сменных пластин, а паровоздушный аккумулятор может быть выполнен в виде обогреваемой емкости с перепускным устройством изменяемого сечения. Так .как подготовительные режимы циркуляционных контурах стационарны то инерционность датчиков практичес не имеет значения. Мокрый термометр не используется или используетсятолько для стационарных измерений, целью тарировки. Воздух в лабораторной установке циркулирует при минимальном выбросе поэтому можно получать вьасокие скорости -воздуха. Практика показывает, что в аналогичной предлагаемой, но одноконтурной циркуляционной сушилке можно получить скорость возду ха до 15 м/с при температуре до 300°С. ,-. Изменение температуры воздуха в процессе опыта достигается при помощи теплйвого аккумулятора, представляющего собой пакет сменных пла тин с изменяемой массой, стоящего перед основной сушильной камерой. Закон изменения температуры в зависимости от времени за тепловым акку мулятором в основной сушильной каме ре описывается следующим выведенным уравнением: I .a(i ot-F Tfe-TpH + aLEL) (i ЧЧ температура воздуха в сушильной камере за тепловым аккумулятором ; Т. - температура воздуха перед входом в тепловой аккумулятор; масса вЬздуха, проходящего. через тепловой аккумулятор, С{, - теплоемкость воздуха; . бд - масса пакета сменных пластин теплового аккумулятора, С(з - теплоемкость ма:териала г.г пластин; F - площадь поверхности пакета пластин;.:Тд - начальная температура пластин аккумулятора; 0 - коэффициент теплопроводности материала пластин, t - время. Таким образом, закон изменения температуры воздуха в рабочей камере описывается экспонентой, что соответствует действительному изменению температуры в промышленных сушильных установках. Для изменения влагосодержания в основной сушильной камере в процессе опыта используется паровоздушный аккумулятор, представляющий собой обогреваемую емкость с перепускным устройством изменяемого сечения. Режим изменения влагосодержания в сушильной камере можно рассчитать по аналогичным выведенным зависимостям. На фиг. 1 схематически показана установка, работающая в подготовительном режиме; на фиг. 2 - то 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 незаштрихован, 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 обогреваемую емкость с перепускным устройством 10 изменяемого сечения, позволит изменять влагосодержание в процессе опыта. Подача воды или сжатого воздуха;в паровоздушный аккумулятор 9 осуществляется при помощи 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 заштрихован) включены обе сушильные камеры 1 и 2, вентилятор 3, ка:лорифер 5 тепловой аккумулятор 7 Причем в это контуре устанавливаются температура и влагосодержание, соответствующие началу опыта. Во втором контуре (заретуширован), включающем вентилятор 4, паровоздушный аккумулятор 9 и кгш рифер 6,в это время устанавливается температура, соответствующая концу опыта. Влагосодержание в подготовительном режиме в обоих контурах уста навливается одинаковое. В паровоздуш ном аккумуляторе 9 подготавливается смес нужной концентрации и с темпе ратурой, соответствующей концу опыта В момент начала опыта, то есть ра бочего режима (фиг.2), переключаются четырехходовые клапаны 8 и открывает ся 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. Для этого предусмотрена дополнительная сушильная камера 2. Это позволяет уменьшить затраты времени для проведения необходимого количества 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 рсновании которых могут быть разработаны новые, более совершенные производственные режимы сушки и конструкции промьЕиленных 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 калори- фер, 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 паровоздушным аккумулятором, причем оба Лонтура объединены двумя четырехходовыми переключателями, установленными перед тепловым аккумулятором и основной сушильной камерой первого контура. 2.Установка поп.1, отличаю.щ а я с я тем j что тепловой аккумулятор выполнен в виде насадки изменяемой массы. 3.Установка по п.2, отличающая 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 А.В. Тепло-и массообмен в процессах сушки. М., Химия., 1956, с. 405. 2.Чуфаровский А.И. Исследование внутренней кинетики лроцесса конвективной сушки при переменных режимах. Автореф. дне. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Л., 1973, с. 6.