Установка для исследования процессов тепломассообмена в дисперсных материалах

(21) (22) (46) (71) ральн ным п (72) и И.О (53) (56) ттх торфяныхтехника АНОВКА ДЛЯЕПЛОМАССОАХбретениеехнике ия иссле(54) УСТ ЦЕССОВ Т МАТЕРИАЛ (57) Изо торной т зовано дл тепломас ариабор носится ожет быть испол ования пр в дисперс с х матесообме ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4306871/24-0618.09.8815.11,89. Бюл. У 42Институт торфа АН БССР и Ценое конструкторское бюро с опроизводством АН БССРА М.Абрамец, В.А.Бусловриалах в различных отраслях промьппленности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностейпутем регулирования давления газовой фазы в исследуемом материале,Установка содержит теплоизолированный кожух 8, заполненный сыпучимнасадком, в котором на противоположных боковых стенках размещены термостатируемые емкости 2, 3 соответственно с высокой и низкой температурами, и теплообменную плиту 1 с кассетами 6, Исследуемый материал помещают во влагоизолированную кассету6, затем ее перемещают на металлическую теплообменную плиту 1, предвтельно влив, вакуумное масло в калярный газовый затвор 7. Кассету 6на теплообменной плите 1 устанавливают по направлению в ней тепловогопотока. 2 ил,И.30 бретение Относится к лабораторной технике и служит для исследования процессов тепломассообмена н дисперсных материалах,На установке могут быть исследова 5ны такие дисперсные материалы: грунты, почвы," различные виды строительных материалов: торф, сапропели, глинистые минералы, углы и т.п.3 продукты химико-технологической переработки; лигнин, целлюлозные материалы,волокнистые полимерные материалы идр., а также продукты сельскохозяйственного производства и их переработкиг зерно, мучные продукты, сахар,сухое молоко и т.п. Конструкция установки позволяет исследовать самыеразнообразные классы. влажных дисперсных капиллярно"пористых материаловф 20для которых исследование процессовтепло-массообмена сопряжено с выбороми обоснованием оптимальных условийхранения, сушки, термообработки, кинетики и закономерностей перераспределения влаги, конструкции тепломассообменных устройств специального назначения, обеспечивающие высокую производительность при минимальных энергозатратах и требуемом качестве продукции.30Целью изобретения является расуырение функциональных воэможностейпутем регулирования давления газовой фазы в исследуемом материале.На фиг.1 схематично показана схема установки, вид сбоку; на фиг,2 -то же, вид сверху,Установка содержит металлическуютеплообменную плиту 1, термостатируемые емкости 2 и 3, содержащие патрубки 4 входа и патрубки 5 выхода тер-мостатируемой жидкости, влагоиэолированные кассеты 6 (для наглядностина фиг.2 дано изображение одной кассеты) с капиллярным газовым затвором 7, кожух 8 с штуцером 9, сыпучий насадок 10, крышку 11, кювету12 с водным раствором солей, тепло"изоляцию 13.50Установка работает следующим образом.Исследуемый материал, например торф, помещают но нлагоизолированную кассету 6, после чего ее перемещают на металлическую теплообмен" ную плиту 1 в кожухе 8, предварительно впив в капиллярный газовый затвор 7 несколько капель вакуумного масла дпя создания газового затвора н колене затвора 7. Кассету6 с исследуемым материалом на теплообменной плите 1 устанавливаютпо направлению распространения нней теплового потока. Причем кассету 6 на плите 1 укладывают такимобразом, чтобы ее сторона с капиллярным газовым затвором 7 была обращена к емкости 2, имеющей высокую температуру термостатирования(40 С). Термостатирование емкостей2 и 3 осуществляют путем прокачкичерез них воды из термостатов с разной температурой (Т = 40 С для емкости 2, Т = 20 С для емкости 3).Термостатирующую среду (воду) изтермостатов в емкости 2 и 3 подаютчерез патрубок 4, а выпускают через патрубок 5 выхода, что исключает образование в емкостях 2 и 3 газовых "пробок" и обеспечивает стабильные условия работы термостатируемых емкостей 2 и 3,Затеи н кожух 8 засыпают сухой кварцевый песок (выполняющий роль насадка 10) или металлические опилки. Причем сыпучий насадок 10 (кварцевый песок) засыпают таким образом чтобы устранялось попадание его в места контакта кассеты 6 с плитой 1 и не нарушалось их теплового контакта. В кювету 12 заливают водный раствор солей (10%-ный раствор КОН), обеспечивающий при 20 С давление паров воды над поверхностью раствора, а значит и в камере 8, материале, находящемся в кассете 6, равное 16,4 мм рт.ст. Кювету 12 с раствором солей устанавливают у емкости 3 (имеющей более низкую температуру термостатирования -20 С), чтобы устранить процесс термопереноса влаги в камере 8, приводящий к осушке раствора. После чего крышку 11 кожуха 8 герметично закрывают. Штуцер 9 посредством вакуумного шланга соединяют с вакуумным насосом и откачивают воздух из кожуха 8. В кожухе 8 устанавливается давление паров воды, равное 16,4 мм рт.ст. Предельное минимальное давление паров воды в кожухе 8, исследуемом материале (в кассете 6), задает раствор солей в кювете 12. В данном случае раствор КОН обеспечивает давление парога" зоной среды, равное 16,4 мм рт.ст. Причем величина этого давления приЗаказ 6947/36 Тираж 593 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 3-35, Раушская наб д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина, 101 условии герметичности камеры 8 остается постоянной на протяжениивсего экспериментаПосле вакуумирования, вакуумныйнасос отключают, а кассеты.6 с ис 5следуемым материалом выдерживают втечение требуемого промежутка времени, например первого часа, По истечении заданного промежутка времени вакуум в кожухе 8 сбрасываютпутем впуска в нее воздуха черезштуцер 9. Затем открывают крышку11, извлекают кассеты 6, а находящийся в них материал разделывают15по слоям через 0,5-1 см с последующим определением содержания в нихвлаги методом термостатной сушки,.При длине кассеты (образца исследуемого материала) равной 15 см получают соответственно 30-15 пробПерераспределение влаги в материалерассчитывают по изменению влагосодержания .слоев материала с последующим расчетом коэффициентов термовлагообмена.Аналогично осуществляют проведение эксперимента при избыточномдавлении парогазовой среды в камере 8. В данном случае штуцер 9 соединяют с компрессором, а величинунеобходимого давления контролируютпо манометру, установленному вцепи высокого давления компрессора,Все осуальные операции работы на усзтановке аналогичны изложенным выше. Таким Образом, испо 1 ъзова 11 ие ире 11- лагаемой установки позВОляет рас 11 п 1- РИТ 1 фУНКЦИОНГ 1 Л ЬЕИЕ ВОЗ МОЖНОСТИ 11 У тем регулирования давления газовой фазы в исследуемом материале,Формула изобретенияУстановка для исследования процессов тепломассообмена в дисперсных материалах, содержащая влагоизолированные кассеты с исследуемым материалом, установленные на теплообменной плите с размещенными по ее торцам термостатируемыми емкостями, выполненными соответственно с низкой и высокой температурой термостатирования, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регулирования давления газовой фазы в иссле-" дуемом материале, установка дополнительно содержит теплоиэолированный кожух, заполненный сыпучим насадком из материала с высокой теплопроводностью, в котором на противоположных боковых сгенках размещены термостатируемые емкости, а на днище - теплообменная плита с кассетамиснабженными каждая со стороны термоста" тируемой емкости высокой температуры капиллярным затвором, причем в полости кожуха со стороны термостатируемой емкости низкой температуры дополнительно установлена кювета с водным раствором солей.