Експериментальна установка

Лабораторна установка являє собою модель сушарки, в якій змоче­на у воді тканина висушується нагрітим повітрям (рис.3.1).

Вентилятором 1 повітря подається в електрокалорифер 2, який живиться від електромережі через автотрансформатор 8, нагріва­ється до заданої температури, яку вимірюють за допомогою термопари 3, холодний спай якої розміщений в посудині Дьюара 6, та мілівольтмет-ра 7, поступає в сушильну камеру з поперечним перерізом 0,05х0,06м, де розміщена змочена і натягнута на перфоровану рамку (за розміром поперечного перерізу сушильної камери) тканина 4. Таким чином, на-грітий потік повітря продуває зволожену тканину; при цьо­му тканина висушується, а повітря зволожується. Його параметри на вході в уста-новку і виході з неї вимірюють психрометрами 12 і 5.Потужність на нагрівання повітря в калорифері визна­чають за допомогою ампермет-ра 10 і вольтметра 9. Для визначення кі­лькості повітря, що проходить

через установку, анемометром 11 вимі­рюють швидкість повітря, а також визначають трива­лість досліду.

Порядок проведення досліду

Перед початком досліду добре зволожують дослідний зразок ткани­ни і розміщують його в сушильну камеру, перевіряють справність псих­рометрів, включають вентилятор і встановлюють задану напругу на живлення калорифера. Не допускається включення спочатку калорифера, а потім вентилятора.

Через 3 хв вимірюють покази психрометрів і термопари після калорифера, а при досягненні сталого режиму - швидкість повітря на виході із сушильної камери, струм I, напругу U на клемах нагрівача, а також показання барометра у лабораторії. Резуль­тати вимірів заносять у протокол результатів вимірів (табл.3.1).

3.1. Протокол результатів вимірів

№ п/п	Час τ, с	Покази			Покази термометрів
		баро-метра В, мм.рт.ст	ампер-метра I, A	вольт-метра U, B	на вході в установку		після кало-рифера tc2, ˚C	на виході з установки
					сухого tc1, ˚C	мокрого tм1, ˚C		сухого tc3, ˚C	мокрого tм3, ˚C
1
2
3
4

Після закінчення досліду виключають електрокалорифер, а через 2-3 хв - вентилятор.

Обробка результатів вимірів

Розрахунки проводять для сталого режиму.

1. Визначають витрати вологого повітря V_в.п. за формулою:

, (3.8)

де F - площа перерізу сушильної камери, м²; W - швидкість повітря, м/с; τ- сумарний час досліду, с.

2. Розраховують потужність, витрачену на нагрівання повітря:

, кВт. (3.9)

3. За Hd-діаграмою вологого повітря і показами психро­метрів знаходять точки, що характеризують стан повітря: на вході в установку - точка 1, після калорифера - точка 2, на виході із сушильної камери - точка 3 (рис. 3.2).

Точка 1 знаходиться на перетині ізотерм сухого t_c1 і мокрого t_м1 термометрів (рис.3.2) на вході; точка 2 - на перетині лінії сталого вологовмісту d₁=d₂ з ізотермою t_c2; точка 3 - на пере­тині ізотерм сухого t_c3 і мокрого t_м3 термометрів на виході з установки.

4. З’єднавши точки 1 і 2, матимемо лінію, яка характеризує процес нагрівання, а точки 2 і 3 - процес сушіння. В указаних точ­ках 1, 2 і 3 за Hd-діаграмою знаходять відповідно вологовміст d₁; d₂; d₃ та ентальпії H₁; H₂; H₃. Дані заносять у табл.3.2.

5. За Hd–діаграмою знаходять також парціальний тиск водяної пари у вологому повітрі та порівнюють його з визначеним за формулою у тих самих точках 1 і 3, підставляючи d₁ і d₃:

. (3.10)

7. Парціальний тиск сухого повітря згідно із законом Дальтона дорівнює:

Р_с.п.= В - Р _п . (3.11)

Барометричний тиск B при розрахунках перевести з мм. рт. ст. у Па.

7. Масу сухого повітря, що пройшло через установку, визначають, використавши рівняння стану ідеального газу:

, (3.12)

де R_пов - газова стала для повітря, R_пов=287 Дж/кг∙К ;

T₁ - температура повітря в лабораторії, К.

8. Кількість вологи m_вол, що випаровується під час досліду, розраховують за формулою:

. (3.13)

9. Кількість теплоти Q_k, що підводиться до повітря в кало­рифері під час досліду, визначають за рівнянням:

. (3.14)

10. Потужність калорифера дорівнює:

Н,

d, г/кг с. п.

Н₃

Р_п, кПа

d₁=d₂

d₃

d₁=d₂

d₁=d₂

t_c1

t_c2

t_c3

1

2

3

t_м1

Н₁

Н₂

t_м3

Рис.3.2. Процеси нагрівання і сушіння в Н-d-діаграмі

. (3.15)

11. Втрати теплоти в калорифері визначають як різницю між кіль­кістю теплоти, що затрачена в калорифері N∙τ, і кількістю тепло­ти, яка підведена до повітря :

. (3.16)

12. Втрати теплоти в камері сушарки обчислюють за формулою: . (3.17)

13. Кількість теплоти, витраченої на випаровування 1 кг,дорівнює:

. (3.18)