Лабораторная установка дляисследования процессов сушки

Союз Советски Социааистически Весвубпик(22) Заявлено 04,04. 79 (21) 2764364/24-06с присоединением заявки йо(5)М. Кл.3 Г 26 8 21/04 1 осударственный оиитет СССР. по дедам изобретений н открытийДата опубликования описания 30.01.81 В.И.Коновалов, Е.В.Клещ, И.А.Клещ, В.Н,Затона, В,М.Нечаев,А.П.Пасько, А.М.Коваль и С.П.Рудобашта(72) Авторы . изобретения Тамбовский институт химического машиностроения и Всесоюзный научно-исследовательский институтрезино-технического машиностроения(54) ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СУШКИ Изобретение оносится к сушильной технике, в частности к установкам длясушки неподвижно расположенных в них предметов и материалов, 5Иевестна лабораторная. установка с циркуляционным контуром, содержащая рабочую сушильную камеру, вентилятор, калорифер, электрический преобразователь, предназнаЧенные для исследования процессов сушки при постоянных температурах и влагосодержаниях воздуха. В этой установке поддержание заданной температуры осуществляется при помощи контактного термометра и электромагнитного реле а поддержание заданного влагосодержания - при помощи моторного вентиля, получающего импульс через реле времени от гумидостата 120Однако, в производственных условиях процессы сушки обычно проходят при изменяющихся во времени значениях температуры и влагосодержания воздуха, т.е. известная установка 25 для исследования. таких процессов сушки не приспособлена.Наиболее близкой К предлагаемой является лабораторная установка для исследования процессов сушки ВО при переменных параметрах сушильногоагента, содержащая циркуляционныйконтур 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 камерепо закону изменейия веса высушиваемого образца. Следящая система, состоящая из моста, измеряющего и записывающего температуру мокроготермометра в сушильной камере, иисполнительного механизма, вращающегопаровой вентиль, регулирует подачупара ( 2 Д. Однако программно-следящие системы регулирования, используемые в этой установке, чрезмерно сложны в настройке, что затрудняет воспроизводимость задания режимов.Датчики системы измерения и регулирования температуры, а особенно влагосодержания (мокрый термо- . метр), имеют значительную инерцию что при переменных режимах по температуре и влагосодержанию существенно снижает. точность задания ре 800549Т Ь 10 Г20 25 Таким образом, закон изменениятемпературы воздуха в рабочей камереописывается экспонентой, что соответствует действительному изменению30 температуры в промышленных сушильныхустановках.Для изменения влагосодержания восновной сушильной камере в процессеопыта используется паровоздушный35 аккумулятор, представляющий собойобогреваемую емкость с перепускнымустройством изменяемого сечения.Режим изменения влагосодержанияв сушильной камере можно рассчитать4 О по аналогичным выведенным зависимостям,На фиг, 1 схематически показанаустановка, работающая в подготовительном режиме; на фиг. 2 - то же ви1начале рабочего режима.45Лабораторная установка для исследования процессов сушки состоит изсушильных камер основной 1 и дополнительной 2, вентиляторов 3 и 4, калориферов 5.и б, которые заключены в двациркуляционных контура (первый контур неэаштрихован, второй заретуширован). Перед входом в сушильную камеру 1 установлен. тепловой аккумулятор7 изменяемой массы, представляющийсобой пакет сменных пластин. Посредством четырехходовых переключающихклапанов 8 циркуляционные контуры могут переключаться. Паровоздушныйаккумулятор 9, представляющий собой-ф) обогреваемую.емкость с перепускнымустройством 10 изменяемого сечения,позволит изменять влагосодержаниев процессе опыта. Подача воды илисжатого воздуха,в паровоздушныйу 5 аккумулятор 9 осуществляется при пожима, а именно; максимальное отклонение значения температуры воздухав сушильной камере от задаваемогосоставляет 2,4, что пля темпеоаатуры 300 оС составит примерно 7 С.Погрешность по влагосодержанию будет намного выше. Кроме того, привысоких температурах (больше 100 оС)увлажнение мокрого термометра весьма сложно, а какие-либо другие надежные и малоинерционные датчикинепрерывного действия неизвестны.В известной установке воздухвыбрасывается, поэтому приходитсяограничиваться небольшой максимальной скоростью воздуха, так как иначечрезмерно возрастает мощность калорифера. В известной установке максимальная скорость воздуха составляет2 м/с при мощности калорифера 48 кВт,позволяющий нагревать воздух в сушильной камере до 300 С.Цель иэобретения - повышение точности исследований,Цель достигается тем, что в контур включены дополнительная сушильная камера и установленный передосновной сушильной камерой тепловойаккумулятор, кроме того, в установкудополнительно введен второй циркуляционный контур со своим вентиляторомкалорифером и паровоздушным аккумулятором, причем оба контура объединеныдвумя четырехходовыми переключателями, установленными перед тепловымаккумулятором и основной камерой первого контура. При этом тепловойаккумулятор может быть выполнен ввиде насадки изменяемой массы, например в виде пакета сменных пластин,а паровоэдушный аккумулятор можетбыть выполнен в виде обогреваемойемкости с перепускным устройствомизменяемого .сечения.Так как подготовительные режимы вциркуляционных контурах стационарныето инерционность датчиков практическне имеет значения. Мокрый термометрне используется или используетсятолько для стационарных измерений, сцелью тарировки.Воздух в лабораторной установкециркулирует при минимальном выбросе,поэтому можно получать высокие скорости, воздуха, Практика показывает,что в аналогичной предлагаемой,но одноконтурной циркуляционной сушилке можно получить скорость воздуха до 15 м/с при температуре до300 С.Изменение температуры воздуха впроцессе опыта достигается при помощи теплового аккумулятора, представляющего собой пакет сменных пластин с изменяемой массой, стоящегоперед основной сушильной камерой.Закон изменения температуры в зависимости от времени за тепловым аккумулятором в основной сушильной камере описывается следующим выведеннымуравнением: 06 Г Т - Т 00 Г Ьб СЬ 1 й - Ь.С5 Ь Ь Ь Ь температура воздуха в сушильной камере эа тепловым аккумулятором;температура воздуха передвходом в тепловой аккумулятор;масса воздуха, проходящего,через тепловой аккумулятор,теплоемкость воздуха;- масса пакета сменных пластин теплового аккумулятора,теплоемкость материала:,.пластин;площадь поверхности пакетапластин;начальная температура пластин аккумулятора;коэффициент теплопроводности материала пластин,время,мощи 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 эаштрихован) включены обе сушильные камеры 1 и 2, вентилятор 3, калорифер 5, тепловой аккумулятор 7. Причем в этом контуре устанавливаются температура и влагосодержание, соответствующие началу опыта. Во втором контуре (за ретуширован), включающем вентилятор 4, паровоздушный аккумулятор 9 и калорифер б,в это время устанавливается температура, соответствующая концу опыта. Влагосодержание в подготови тельном режиме в обоих контурах устанавливается одинаковое. В паровоздушном аккумуляторе 9 подготавливается смесь нужной концентрации и с температурой, соответствующей концу опыта. ЩВ момент начала опыта, то есть рабочего режима (Фиг.2), переключаются четырехходовые клапаны 8 и открывается 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 ко личестваэкспериментов.Предлагаемая лабораторная установка 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 основании которых могут быть раэ работаны новые, более совершенные производственные режимы сушки и конструкции промышленных сушилок, что дает, значительный экономический эфФект.формула изобретения1,Лабораторная установка для исследования процессов сушки при переменных температурах и влагосодержаниях воздуха, содержащая циркуляционный контур, в который включены сушильная камера, вентилятор и калорифер, о т л и ч аю щ а я с я 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 своимвентилятором, калорифером и паровоэдушным аккумулятором, причем оба контура объединены двумя четырехходовыми переключателями, установленнымиперед тепловым аккумулятором и основной сушильной камерой первого контура.2.установка по п.1, о т л и ч а ю:щ а я с я тем что тепловой аккумулятор выполнен в виде насадки изменяемой массы.З.установка по п.2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что насадка выполненав виде пакета сменных пластин.4.установка по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что паровоздушныйаккумулятор выполнен в виде обогреваемой емкости с перепускным устройством изменяемого сечения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Лыков А.В. Тепло-и массообмен впроцессах сушки. М., "Химия"., 1956,с. 405.2.Чуфаровский А.И. Исследованиевнутренней кинетики процесса конвективной сушки при переменных режимах.Автореф. дис. на соиск, учен.степени канд, техн. наук. Л., 1973,с.б.