1. Опис експериментальної установки

Установка (рис.4.2) являє собою термостат з подвійними стінками і дверцятами на лицевій стороні. До бокових стінок термоізольованої камери прикріплюють порожнисті перфоровані конуси, всередині яких закріплені патрони для встановлення двох дзеркальних ламп розжарення, потужністю 500 Вт кожна. Лампи з’єднані послідовно, їх сумарна електрична потужність вимірюється ватметром.

Джерелом інфрачервоного випромінювання є спіраль із вольфрамового дроту, розміщена в газонаповненій скляній колбі. Лампа обладнана внутрішнім параболічним дзеркалом, завдяки якому випромінювання концентрується в зосереджений пучок і направляється безпосередньо на матеріал, який висушується. Це підвищує ККД випромінювача.

В днищі камери встановлений вентилятор 9 з електродвигуном, потужність якого, вказана на стенді. Повітря всмоктується вентилятором із порожнини між зовнішніми і внутрішніми стінками камери, куди воно попадає через отвір у внутрішніх бокових стінках. До нагнітаючої сторони вентилятора через патрубок приєднано сопло, що направляє повітряний потік на касету з матеріалом, який висушується.

Рис.4.2. Схема радіаційно-конвективної сушарки:

1 – кожух лампи; 2 – корпус сушарки; 3 – вимірювальний квадрант; 4 – термо-стат холодного спаю термопари; 5 – цифровий мілівольтметр; 6 – відбивач повітряного потоку; 7 – об’єкт сушіння; 8 – лампи інфрачервоного випроміню-вання; 9 – панель ввімкнення інфрачервоних ламп і приводу вентилятора;

10 – вентилятор; 11 – сопло для обдування об’єкту сушіння; 12 – ватметр.

Конвективний обдув інтенсифікує процес тепломасообміну при радіаційно-конвективному сушінні. На кришці камери встановлений ваговий квадрант 3 з важелем, який опущений всередину термостата через спеціальний отвір. Шкала квадранта розрахована на масу 20-50 г.

В основі квадранта знаходяться два установочних гвинти і упор. Для них у верхній кришці шафи є три гнізда. Установочні гвинти служать для надання стійці квадранта чітко вертикального положення, що перевіряється за рівнем, який знаходиться на основі квадранта.

Матеріал, який висушується, підвішується на тягу квадранта. В матеріал вмонтована термопара ТП для вимірювання середньої температури зволоженого матеріалу τ_м. Інша термопара встановлена на виході повітря з сопла. Через перемикач термопари підключені до входу цифрового вольтметра (або цифрового термометра). На передній стінці камери встановлені два вимикачі: правий – для вентилятора, лівий – для дзеркальних ламп.

5. Порядок виконання лабораторної роботи

1. Перевірити правильність установки квадранта 3 (рис. 4.2) за рівнем, який знаходиться на його основі.

2. За показанням стрілки вагового квадранта визначити початкову масу касети з закріпленим повітряно-сухим матеріалом m_р, що має рівноважний вологовміст W_р.

3. Ввімкнути лампи інфрачервоного випромінювання 7.

4. Зволожити тканину (об’єкт сушіння 6), закріплену на касеті, до початкового вологовмісту W_п (початкова маса касети з зволоженим матеріалом (35÷45 г).

5. Після виходу установки на стаціонарний режим (приблизно через 10-15 хвилин) закріпити касету з зволоженим матеріалом на підвісці квадранта у шафі термостату.

6. Закласти робочий спай термопари у кишеню зразка.

7. Закрити дверці камери, зняти (для τ=0) показання усіх величин 1-го виміру:

а) маси касети із зволоженим матеріалом m₁,

б) ватметра N_ел, Вт,

в) вольтметра ЕРС_м1, мВ.

За тарировочною таблицею визначити значення температури t_м1. При застосуванні цифрового термометру, значення t_м1 висвічується безпосередньо на панелі прилада.

8. Після першого вимірювання ввімкнути секундомір.

9. Через кожні 2 хвилини виміряти величини, вказані в п.7.

10. Експеримент закінчити, коли стрілка квадранта досягне значення, відповідного початковій масі повітряно-сухого матеріалу m_р (звичайно проводиться 12÷15 вимірів).

11. При закінченні дослідження радіаційного сушіння охолодити сушарку до кімнатної температури. Для цього вимкнути лампи, відкрити дверцята камери, ввімкнути вентилятор на 10 хвилин.

12. Повторно зволожити матеріал до початкового вологовмісту W_п, тобто до тієї ж початкової маси касети (за п.4).

13. Провести при увімкненому вентиляторі для радіаційно-конвективного сушіння серію вимірювань згідно пунктів 5-9. Додатково вимірюється температура повітря на виході вентилятора.

14. Результати обох серій дослідів занести в протокол вимірювань (табл.4.1.). В таблицю заносять також середню температуру повітря в приміщенні.

Таблиця 4.1 Протокол вимірювань

Вихідні дані:

Температура повітря в приміщенні t_п=_____^оС,

Маса касети з повітряно-сухим матеріалом m_р=______ г,

Поверхня матеріалу, який висушується F=_______м²,

Маса повітряно-сухого матеріалу m_мр=________г.

Маса сухого матеріалу m_мс=________г.

№ п/п	Час вимірю-вання, τ, хв	Спожи-вана потуж-ність, N, Вт	ЕРС термопари, мВ		Температура, оС		Маса касе-ти, mі, г	Маса воло-ги, Мві, г	Волого-вміст, Wі, %
			Зраз-ка	Повіт-ря в камері	Зраз-ка	Повіт-ря в камері
Радіаційне сушіння
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Радіаційно-конвективне сушіння
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10