Описание экспериментальной установки для исследования процесса сушки

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра «Промышленной теплоэнергетики»

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №2

На тему:Исследование кинетики сушки

По дисциплине «Технологические процессы и установки »

Специальность: 5B071700 – «Теплоэнергетика»

Выполнил: Уахитов Е.М. Группа: ПТЭ-15-4

Приняла: Бекалай Н.К.

__________ __________ «____»____________ 20___г.

(оценка) (подпись)

Алматы 2018

Лабораторная работа №2. Исследование кинетики сушки и тепломассообмена между поверхностью влажного материала и сушильным агентом

Цель работы: получить экспериментальные кривые сушки и скорости, определить равновесное и критическое влагосодержание материала, рассчитать коэффициенты массоотдачи и теплоотдачи.

Задание к лабораторной работе:

1) Изучить график изменения термических характеристик процесса сушки.

2) Научиться проводить опыты по исследованию процесса сушки на экспериментальной установке.

3) С помощью полученных результатов измерений температур и изменения массы высушиваемого материала рассчитать влагосодержание материала и построить графики изменения температуры, влажности материала от времени.

4) Сравнить продолжительности каждого периода сушки и сделать вывод о количестве влаги, удаляемой в каждом периоде.

Основные теоретические положения

Процесс сушки состоит из перемещения влаги внутри материала в зону фазового превращения, парообразования и перемещения пара в окружающую среду. Испарение влаги создает перепад влагосодержания между внутрен-ними и поверхностными слоями, что вызывает непрерывное перемещение влаги в направлении поверхности материала и уменьшение его среднего влагосодержания.

Изменение среднего влагосодержания w и температуры поверхности материала в процессе сушки в зависимости от времени при постоянных режимных параметрах сушильного агента (окружающей среды) составляют кинетику этого процесса (рисунок 2.1).

Закономерности = и = , полученные экспериментально, позволяют рассчитывать продолжительность сушки до заданного конечного влагосодержания материала, количество испаренной влаги и расход теплоты на сушку.

Зависимость = называют скоростью сушки. Ее определяют как тангенс угла наклона касательной к кривой сушки в любой ее точке:

tg dw/ d . (2.1)

Зависимость N= называется кривой скорости сушки и на кривой сушки виден ряд характерных периодов. Период прогрева характеризуется увеличением температуры поверхности материала от до , уменьшением влагосодержания от до промежуточного значения и увеличением скорости сушки N от нуля до максимального значения .

Рисунок 2.1- Изменение термических характеристик процесса сушки во времени

Следующий период носит название периода постоянной скорости сушки. Изменение влагосодержания во времени в этом периоде происходит линейно и зависит лишь от условий теплообмена сушильного агента и суши-мого материала. Температура поверхности материала не изменяется и равняется температуре мокрого термометра , а парциальное давление пара у поверхности испарения равно давлению насыщения при температуре мокрого термометра. При этом происходит испарение свободной влаги с поверхности материала по тем же законам, как при испарении жидкости со свободной поверхности.

Период постоянной скорости сушки продолжается до наступления критического влагосодержания , при котором внутридиффузионное сопротивление переносу пара в пограничном слое равны. Начиная с этого момента (период ), температура поверхности материала непрерывно повы-шается, стремясь к температуре сушильного агента , а скорость сушки не- прерывно убывает от максимального значения до нуля. Этот период назызывается периодом падающей скорости сушки и соответствует времени удаления связанной влаги.

Скорость сушки равна нулю после достижения материалом равновес-ного влагосодержания , при котором поток влаги из материала за счет испарения и поток влаги к поверхности материала из окружающего воздуха (конденсация) равны. Равновесное влагосодержание материала является функцией и температуры воздуха, так как давление водяного пара над материалом находится в равновесии с парциальным давлением водяного пара в окружающем воздухе.

Описание экспериментальной установки для исследования процесса сушки

Основным элементом установки (рисунок 2.2) является сушильный шкаф с естественной циркуляцией воздуха и регулятором температуры . Автоматическая регулировка температуры производится с точностью 3⁰С. Образец подвешивается на коромысле весов и помещается внутрь сушильного шкафа. Рабочий конец термопары помещен в резервуар с водой и позволяет определить температуру мокрого термометра . При помощи термопары измеряется температура поверхности испытуемого образца . Термопара дает температуру сухого термометра , так как измеряет температуру сушильного агента внутри сушильного шкафа.

Многоканальный цифровой преобразователь служит для измерения термоэлектродвижущей силы термопар и преобразует ее в температуру. Он снабжен переключателем термопар ПТ-1.

Образец поместить на весы и уравновесить их гирьками. После этого образец удалить из сушильного шкафа и прогреть его до температуры 80 … 90 ºС. Когда установится стационарный режим, поместить внутрь шкафа образец, проверив при этом расположение термопар. Включить секундомер, произвести взвешивание образца и записать показания всех термопар. Результаты измерений заносятся в протокол.

1,2,3 – термопары, 4 – многоканальный цифровой преобразователь для измерения температуры, 5- электронные весы, 6- сушильный шкаф, 7- электронные весы, 8- кронштейн.

Рисунок 2.2 - Cхема сушильной установки

Методика выполнения работы

Перед выполнением работы проверить наличие воды в резервуаре мокрого термометра. Образец поместить на электронные весы, уравновесить их гирьками и измерить его массу. До начала эксперимента образец вынуть из сушильного шкафа. Прогреть сушильный шкаф до температуры 80 … 90 ºС. Установление стационарного режима наблюдать по показанию многоканального цифрового преобразователя для измерения температуры.

При установлении стационарного режима испытуемый образец поместить внутрь шкафа и проверить расположение термопар. Через каждые 8 … 10 минут в каждом опыте измеряются: время , температура мокрого термометра , температура поверхности материала , температура сухого термометра , масса испытуемого образца М.

Сушка материала производится примерно в течение 3…4 часов до тех пор, пока масса испытуемого образца перестанет изменяться со временем, что соответствует равновесному влагосодержанию материала образца.

Результаты измерений занести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Результаты исследования кинетики сушки

Номер опыта	,ч				М, г	W,г	W,%	N,%ч

Поскольку имеющаяся установка не позволяет полностью удалить всю влагу, содержащуюся в материале, то для определения его сухой части используются справочные данные. Здесь испытываемый образец представляет спрессованный из древесной массы с клеем параллелепипед размерами мм, мм. Равновесие влагосодержания древесной массы в зависимости от относительной влажности воздуха приведено в приложении П3. Относительная влажность воздуха определяются при помощи диаграммы влажного воздуха по температурам и для одного из последних опытов, соответствующих равновесному влагосодержанию образца.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 339; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!