Лабораторна робота

«ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ СУШАРОК»

Мета лабораторної роботи

1. Вивчити процес сушіння матеріалу у сушарці надвисокої частоти (НВЧ).

2. Визначити витрати енергії на сушіння матеріалу та показники енергетичної ефективності сушарки НВЧ.

3. Провести співставлення показників енергетичної ефективності конвективної сушарки з лабораторної роботи1 « та сушарки НВЧ» .

1.Основні теоретичні положення

Висушування (зневоднювання) матеріалу у полі струмів надвисокої частоти відрізняється від конвективного сушіння.

При цьому виді сушіння внутрішні більш вологі шари нагріваються швидше ніж зовнішні. При цьому всередині матеріалу встановлюється більш висока температура, ніж на його поверхні. Під впливом температурного градієнту волога переміщується на поверхню матеріалу і далі в навколишнє середовище. Під дією цієї рушійної сили швидкість сушіння збільшується у десятки раз.

Швидкість сушіння матеріалу визначається зменшенням вологості матеріалу dw⁰ за нескінченно малий проміжок часу d , тобто:

(1)

і залежить від форми зв'язку вологи з матеріалом та механізму переміщення вологи у матеріалі. Зміна в часі вологи матеріалу, віднесеної до кількості абсолютно сухих речовин (вологовміст w^с) ілюструється звичайно кривою сушіння, яку будують на основі експериментальних даних.

2. Опис установки

У якості сушильної установки використовується НВЧ-піч «Електроніка».

Установка складається із сушильної камери 1. Матеріал завантажується у сушильну камеру через вікно 2. Керування НВЧ печі здійснюється за допомогою вимикача 3, розташованого на панелі управління 4.

На електронному табло встановлюється режим та час сушіння.

Для визначення маси матеріалу в лабораторній роботі використовуються електронні ваги. Час визначення за допомогою годинника або секундоміру. Витрата електричної енергії на сушіння визначається лічильником електричної енергії та ватметром.

1

4

3

2

Рис.3 Схема сушильної установки:

1 – НВЧ - піч; 2- дверцята; 3- клавіша відкривання печі;

4 - панель керування

Установка складається із НВЧ –печі. Під час роботи печі сушильна камера безперервно вентилюється. Матеріал завантажується у сушильну камеру через вікно 2. Керування сушильною камерою здійснюється за допомогою клавіш, що розташовані на панелі управління нагрівачами шафи .

Для визначення маси матеріалу в лабораторній роботі використовуються електронні ваги. Час визначення за допомогою годинника або секундоміру. Витрата електричної енергії на сушіння визначається лічильником електричної енергії та ватметром.

3. Хід роботи

Для висушування використовуються наступні матеріали: силікагель, річковий пісок, вапняк, крейда, глина або харчові рослинні матеріали картопля, буряк, морква, насіння соняшника, зерно та ін.

Для підвищення репрезентативності результатів досліджень у роботі використовується метод усереднення результатів експерименту із залученням двох проб. Тому з матеріалу, який досліджується, відбирають дві проби (70 – 100г) у бюкси або іншу тару, попередньо визначивши масу кожної бюкси (тари). Масу матеріалу в бюксі (70-100г) взяти близькою одна одній. Визначити масу бюксів з пробами на електронних вагах, записати в таблицю 1 отримані дані та помістити ці бюкси в сушильну шафу, температура в якій підтримується постійною. Відкрити дверці сушильної камери і завантажити дві заповненні матеріалом проби. Зафіксувати час початку експерименту. Через кожні 5 хвилин досліджень визначати масу кожної бюкси. Після визначення їх маси кожну бюксу знову помістити в сушильну камеру. При цьому визначення маси бюкси треба провести протягом якомога меншого часу для зменшення похибки експерименту. Результати експериментальних даних занести в таблицю 1. Висушування припинити, коли маса матеріалу практично не буде змінюватися.

Для визначення витрати електричної енергії на сушіння необхідно записати показання лічильника електричної енергії в момент включення печі НВЧ на початку експерименту та після відключення сушильної шафи від мережі після закінчення експерименту. Одночасно записати показання ватметру в моменти визначення маси матеріалу та занотувати їх до таблиці 2.

Перед початком експерименту записати наступні дані.

Дата проведення експерименту …

Матеріал, кінетика сушіння якого досліджується - …

Маса бюксів без матеріалу (тара) G_б , г

1 – G_б1 = …

2 – G_б2 = …

Температура повітря в лабораторії, t_о.с = … ⁰С

Відносна вологість повітря в лабораторії φ_в = …%

Таблиця 1.- Результати дослідження кінетики сушіння матеріалу у НВЧ сушарці

Час від початку експеріменту, хвилин	Маса бюкси з матеріалом Gмі, г		Зменшення маси проби, ΔGмі, г		Маса вологи в матеріалі Gвол.і,г	Вологовміст матеріалу, wc,%
	1 проба	2 проба	1 проба	2 проба
1	2	3	4	5	6	7
0 5 10 15 …

Таблиця 2 - Результати дослідження енергетичних показників процесу сушіння матеріалу у НВЧ-сушарці

Час від початку експери-менту, хвилин	Поточне показання ватметру, Вт	Витрати електроенергіїї за показниками ватметру протягом експерименту, кВт·год	Показання лічильника електро- енергії, кВт·год	Питомі витрати енергії на випарювання вологи з матеріалу,
0 5 10 15 …