Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка” Звіт з лабораторної роботи ТУ №7 Дослідження кінетики конвектирно сушіння капілярно-пористих тіл Виконав: студент групи XT-32 Перевірив: Львів-2009 МЕТА РОБОТИ Ознайомитися з особливостями сушіння капілярно-пористих твердих тіл на прикладі сушіння зразків із глини; експериментально встановити кінетичні закономірності й періоди сушіння; навчитися визначати швидкість сушіння, вологовміст матеріалу, розраховувати криві сушіння. ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Сушінням навивається процес видалення вологи з матеріалів шляхом її випаровування з подальшим відведенням пари з поверхні випаровування. Це процес дифузійний з перенесенням вологи від поверхні випаровування в ядро теплоносія і дифузією вологи з внутрішніх шарів матеріалу до поверхні випаровування. Інтенсивність, як і швидкість сушіння визначається опором дифузії вологи, що виділяється. Вона залежить від форми зв'язку вологи з матеріалом, структурних властивостей матеріалу та режиму сушіння. У даному випадку вивчається штучне сушіння твердих тіл, при тиску середовища, близькому до атмосферного, за якого теплота відводиться з нагрітим повітрям – теплоносієм, і водночас теплоносієм забезпечується відведення виділеної пари. Кінетика сушіння встановлюється з допомогою зв'язку між швидкістю сушіння або зміною вологості матеріалу і часом. Рівняння кінетики сушіння характеризується інтенсивністю видалення вологи з матеріалу в часі і використовується для визначення тривалості й режиму сушіння. Швидкість сушіння визначається кількістю вологи (кг), видаленої з 1м3 за 1 год:
, (1) де F – площа поверхні висушеного зразка, м3; ( ( відрізок часу, за який маса зразка знижується на (G, кг. Вологовмістом матеріалу називається відношення кількості вологи до маси сухого матеріалу:
, (2)
, (3) де W – загальна кількість вологи, яка знаходяться в матеріалі до його висушування:
, (4) G0, Gсух – маса зразка до і після сушіння, кг. Експериментальне визначення кінетики сушіння дозволить встановити кінетичні закономірності й побудувати графік періодів сушіння, на якому в одній системі координат за експериментальними даними будують залежність зміни вологовмісту у часі:
, (5) швидкості сушки:
, (6) температури носія:
, (7) Приклад графіка періодів сушіння зображений на рис.1. Інтенсивність сушіння, аналогічна характеристиці його швидкості, може бути визначена за формулою:
, (8) Графік залежності
(9) має вигляд, зображений на рис.2.
Рис.1 Рис.2 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ Ознайомитись із структурою та роботою експериментальної установки (рис.3).
Рис.3 Експериментальна установка являє собою конвективну атмосферну сушарку з рециркуляцією теплоносія, яка складається з калорифера 1, комунікації 2 сушильної камери прямокутного перерізу 6 зі зйомною кришкою 8, рамки для установки зразків 9, рециркуляційного трубопроводу 12 з шибером 13 і вентилятора 14. Для вимірювання температури теплоносія є термопара 5 з. потенціометром 4. Для визначення витрати теплоносія встановлена трубка Піто 11 з дифманометром 10. Для контролю живлення електроенергії калорифера й оцінити витрати потужності встановлені амперметр і вольтметр 3. Провести дослід. Перед пуском установки підготувати 3-4 зразки з керамічної або глиняної маси стандартної форми розміром 60х30х 15 мм, помістити їх в ексикатор. До початку досліду ввімкнути вентилятор 14, пізніше калорифер 1 і прогріти установку протягом 5...7 хв., встановивши певне положення шибера 13 на регуляційному каналі 12. Після прогрівання установки тимчасово вимкнути калорифер і вентилятор. Зняти кришку 8 камеру 6 і на рамку 9 помістити підготовлені зразок. Закрити камеру кришкою. Увімкнути вентилятор 14 і калорифер 1, підсвітку ваг 7 і зафіксувати початкові покази ваг, час початку досліду і температуру теплоносія перед камерою за показом потенціометра 4. Через задані проміжки часу повторювати виміри вказаних параметрів (заносячи їх до табл.1) до досягнення зразком постійної маси. Закін...