Устройство для определения коэф-фициЕНТА пОТЕНциАлОпРОВОдНОСТиМАССОпЕРЕНОСА Советский патент 1981 года по МПК G01N25/56 

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования аналитических и численных методов решения задач тепломассообмена в практических расчетах по определению перенесенного количества массы и т.д.

Известно устройство для определения коэффициента потенциалопроводности массопереноса в капчллярнопористых телах, содержащее корпус с постоянным источником влаги и измеритель выполненный в виде аналитических весов. В процессе измерения исследуемый материал помещают в корпус с постоянным источником влаги, измерение коэффициента потенциалопроводности массопереноса а производят по отклонению весов от положения равновесия

1.

Наиболее близким техническим решением является устройство для определения коэффициента потенциалопроводности массопереноса, содержащее корпус, соединенный с постоянным источником влаги, и датчики влагосодержания, размещенные в исследуемом материале. В процессе измерения исследуемый материал помещают в корпус с источником влаги, а измерение коэффициерта am производится по показаниям датчиков 12.

Недостатком известных устройств является невозможность определения величины коэффициента при различных температурах, что необходимо для рациональной и оптимальной организации различных технологических процессов, в которых имеет место массрперенос

0 при различных температурах, а также при различных градиентах влагосодержания, что также необходимо в выйдеуказанных случаях, и различных условиях внешнего тепломассообмена, что

5 существенно снижает ценность устройств .

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем,

0 что устройство, содержащее корпус, соедиченный с постоянным источником влаги, и датчики влагосодержания,размещенные в исследуемом материале, снабжено дополнительной системой ре5гулирования уровня жидкости, присое|Диненной к дну корпуса, верхняя часть которого соединена с помощью проточной крышки с системой подготовки и продувки сушильного агента, причем в исследуемом материале расположена

0

группа термопар, а все устройство термостатировано.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройствр содержит корпус 1, заполненный рабочей жидкостью 2, с пер|фррированной решеткой 3, предназначенной для размещения на ней исследуемого материала, соединенный с помощью крана 4 с системой 5 регулирования уровня жидкости, группу датчиков влагосодержания 6 и термопар 7, предназначенных для размещения в исследуемом материале и соединенных с измерительной аппаратурой 8, систему термостатирования, выполненную в виде змеевика 9, охватывающего корпус и соединенного с ультратермостатом УТ-15 10 и проточной теплоизолированной крышкой 11, соединенной с системой 12 подготовки и продувки сушильного агента.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый материал 13 при снятой проточной крышке 11,. помещается на перфорированную решетку 3. На корпус 1 устанавливается проточная крышка .11. Открывается кран 4 и в корпус подается рабочая жидкость 2 до уровня, устанавливаемого с помощью системы 5 регулирования уровня жидкости Включается ультратермостат 10 и в результате прокачки теплоносителя с заданной температурой через змеевик 9 термостатируется корпус 1. Включается система 12 подготовки и продувки сушильного агента, который имеет температуру термостатирования,. прокачивается через проточную крышку 11. Система прогревается до наступления стационарного режима, о котором судят по показаниям измерительной аппаратуры 8, и по величине расхода жидкости, определяемой с помощью системы 5 регулирования уровня жидкости. После достижения стационарного режима определяется распределение влаги в исследуемом материале с помощью датчиков .влагосодержания 6. Зная влаГосодержание отдельных слоев U определяют величину градиента влагосодержания для каждого слоя по формуле

, т.. и,,-и, gradU

или среднеинтегрального

UN-U, .

j

Nh

где h - толщина слоя предполагается

равной для всех слоев, м; N - количество слоев. Зная расход жидкости G определяемой с помощью системы 5 |регулйрования уровня жидкости, и величину градиента влагосодержания слоев, определяют соответствующее значение коэффициента соотношения

ж

а

m

p,,-S.,

ли Q,

)

рж-S-gfoidu

где m(U) - локальное и среднеинтегральное значения козффициента

o потенциалопроводности массопереноса, iM/C .

G - расход жидкости, кг/с;

/ж - плотность жидкости,

S - площадь проницаемого сечения

5 материала, м.

Известное устройство дополнительно позволяет определить величину коэффилиента Ont, как, видно из расчетных формул, и зависимости от влагосодержания как локального 13 , так и среднеинтегрального. U, а также и в зависимости от температуры материала. Для этого изменяют температуру термостатирования с помощью ультратермостата 10 и системы 12 подготовки и продувки сушильного агента. Процедура проведения замеров аналогична вышеописанной для каждой фиксированной температуры термостатирований. В результате определяется значение коэффициента а также в зависимости от температуры

«mlUiTb

ж

p SgradU.JT

5т(и,тЬ

Ж

SfJrad U

РЖ

Кроме того, известное устройство позволяет определить зависимость крэффициента о от величины градиента влагосодержания. При переходе от опыта к опыту изменение величины градиента влагосодержания осуществляется с помощью изменений уровня жидкости .2 в корпусе 1, для чего используется система 5 регулирования уровня жидкости. После установления нового уровня жидкости определяете соответствующее новое значение величины градиента влагосодержанияtfradU с поQ мощью описанной выше методики.

Помимо вышеуказанно.го, предлагаемое устройство позволяет дополнительно определять влияние интенсивности внешнего те1гломассообмена, на границе с исследуемым материалом, на распределение полей температуры и влагосодержания в исследуемом материале, . что, как правило, всегда очень полезно при определении величины коэффициента а и его зависимости от температуры и влагосодержания. С этой целью с помощью;системы 12 подготовки и продувки сушильного агента изменяют его температуру, относительную влажность и скорость продувки. Для каждого такого режима, характеризующегося своим набором перечисленных.параметров сушильного агента, приводится определение коэффи-циента о согласно описанной методике.

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента потенциалопроводности массопереноса, содержащее корпус, соединенный с постоянным источником влаги, и датчики влагосодержания, размещен еые в исследуемом материале, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно снабжено системой регулирования уровня жидкости, присоединенной к дну корпуса, верхняя часть которого соединена с помощью проточной крышки с системой подготовки и продувки сушкльнэго агента, причем в исследуе см материале расположена группа термопар, а все устройство термостатировано.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 338827, кл. G 01 N 13/00, 1972,

2.Авторскоесвидетельство СССР 262456, кл. G 01 N 13/00, 1968

(прототип).

1Z

5 .