2. Описание лабораторной установки

Установка представляет собой модель сушильной установки, в которой сушильным агентом является воздух, а высушиваемым материалом – марля, смоченная водой. Схема установки показана на рисунке 7.1. Основными ее элементами является калорифер 1 и сушильная камера 2. В калорифере воздух нагревается для повышения его способности испарять влагу. В сушильной камере за счет нагретого воздуха вода, содержащаяся в ткани, испаряется и уносится потоком воздуха.

Калорифер состоит из двух металлических труб и одной фарфоровой трубы, расположенных соосно. Внутри фарфоровой трубы установлен электронагреватель 3. Мощность электронагревателя регулируется лабораторным автотрансформатором 4.

Воздух в калорифер подается воздуходувкой 6. Расход воздуха определяется по перепаду давления на диафрагме 7, измеряемого с помощью U – образного манометра 8. Температура воздуха на выходе из калорифера (около 70⁰ С) измеряется с помощью термометра сопротивления 9 и логометра 10.

В центре сушильной камеры помещена хлопчатобумажная ткань, подвергаемая сушке. Ткань разделена по высоте на четыре секции, и нижний конец каждой секции опущен в специальный стаканчик с водой, прикрепленный к центральной металлической трубке с отверстиями для поступления воды в стаканчик из емкости 13. Во время опыта происходит постоянное увлажнение высушиваемого материала, что обеспечивает стационарность процесса сушки.

Состояние воздуха на входе в калорифер и выходе из него определяется психрометром 11. Температура воздуха после сушилки измеряется термометром 12.

Рисунок 7.1 – Схема лабораторной установки «Исследование процессов во влажном воздухе»

3. Порядок выполнения работы

1. Залить воду в емкости 13 и 14 и увлажнить марлю внутри сушильной камеры (в процессе опыта кран 15 должен быть слегка приоткрыт, чтобы из емкости 13 вода вытекала слабой струйкой).

2. Измерить влажность на входе в калорифер по истечении 15 минут.

3. Включить общее питание установки тумблером К1.

4. Включить электронагреватель калорифера тумблером К2 и установить с помощью рукоятки автотрансформатора напряжение 100 В. Дождаться наступления стационарного теплового режима (t₂⁰ = 70 ^о С).

5. Тумблером К3 включить воздуходувку и, вращая по часовой стрелке ручку 16 регулятора оборотов воздуходувки 6, установить желаемый расход воздуха (U = 100 В).

6. Дождаться наступления стационарного процесса сушки (через 20 + 25 минут температуры термометров t₃^о и t_1м перестают изменяться ).

7. Во время опыта измерить:

а) температуры сухого t_1с и мокрого t_1м термометров психрометра;

б) температуры t₃ на выходе воздуха из сушильной камеры (температуру сухого термометра t_1с принять на 2 ⁰С меньше t₃⁰) ;

в) температуру t₂⁰ на выходе воздуха из калорифера;

г) барометрическое давление (атмосферное) Р_а. мм рт. ст. , по барометру;

д) перепад на диафрагме р по U – образному манометру.

8. На диаграмме i-d для влажного воздуха (взять у преподавателя) по найденным температурам построить, согласно рис 7.1 процессы во влажном воздухе и определить относительную влажность  , влагосодержание d , парциальное давление пара P_п и энтальпию i в точках 1, 2, 3 и 4.

Состояние комнатного воздуха на входе в калорифер (точка 1 на рис. 7.1) определяется по показаниям психрометра.

Точка 2 определяет состояние воздуха после подогрева его в калорифере. Так как подогрев воздуха в калорифере происходит при постоянном влагосодержании , то положение точки 2 определяется пересечением вертикали (d₁= d₂ = const) c изотермой t₂⁰ = const .

Положение точек 3 и 4 на i-d диаграмме определяется так. Сначала находят точку 4 по показаниям сухого и мокрого термометров t_1с и t_1м на выходе из установки.

Процесс охлаждения воздуха в выходном патрубке также характеризуется постоянством влагосодержания, поэтому точка 3 определяется по i-d диаграмме как точка пересечения вертикали d₄ = const с изотермой t₃

Процесс сушки влажной ткани сопровождается увеличением влагосодержания воздуха, проходящего через сушильную камеру. На i-d диаграмме этот процесс условно изображается прямой линией 2 – 3.

9. По найденному перепаду р определить объемный расход воздуха V_t:

, м³/с,

где  = 0,63 – коэффициент расхода;

 = 0,99 – поправочный множитель на расширение измеряемой среды;

 - плотность воздуха, кг/м³; принимается по таблице 7.1

10. Результаты замеров внести в таблицу 7.2.

Таблица 7.1 – Зависимость  от t Таблица 7.2 – Результаты замеров

t, оС	, кг/м3		Ра, мм рт. с т
0	1,293		, оС
10	1,247		, оС
20	1,205		, оС
30	1,165		, оС
40	1,128		р, мм вод. ст.
			Vt , м3/с
			РП,Па
			1, %
			2, %
			3, %
			d2, г/кг
			d3, г/кг
			i1, кДж/кг
			i2, кДж/кг
			q, кДж/кг
			Фкал, Вт