ЛР 23

Министерство образования Российской Федерации

Казанский государственный технологический университет

Кафедра ПАХТ

Лабораторная работа № 23

Изучение процесса конвективной сушки

Выполнил:

Студент группы 513142

Пак Е. Р.

Проверила:

Нургалиева А. А.

Казань 2006

Цель работы: 1) построение кривой сушки. Определение скорости сушки и построение кривой скорости сушки; 2) сопоставление расчетного и опытного значений коэффициента массоотдачи.

Описание установки

Установка изображена на рис.5.

Вентилятором 1 воздух подают в сушильную камеру прямоугольного сечения (ширина камеры а = 0,08 м, высота h - 0,17 м), предварительно подогретым в калорифере 2. Регулирование температуры нагрева производят за счет включения нагревателей на пульте управления, а ее измерение осуществляют термометром 8. Расход воздуха определяют с помощью ротаметра 4 и тарировочного графика. Измерение изменения массы влажного материала производят путем взвешивания образца 6 на весах 7.

Методика проведения опытов и обработка результатов

1. Включить установку.

2. Установить заданный расход воздуха, V, м³/с.

3. Включить нагреватели, установить заданную температуру опыта.

4. Обмерить и взвесить сухой образец, для чего предварительно определить показание весов с материалом М_с + М_д и без него. Мд - масса держателя.

5. Увлажнить образец водой, смочив его приблизительно 20 г воды, поместить в сушильную камеру, увлажненный образец взвесить.

6. Через равные промежутки времени (3 мин) производить взвешивание материала. Опыт закончить после того, как прекратится убыль влаги. Во избежание ошибки взвешивания материала необходимо построить зависимость М – t, провести через опытные точки сглаживающую линию и заносить в табл.1 изменения массы материала во времени.

7. Определить по психрометру и записать температуры мокрого Т⁰_М и сухого Т_с термометров, величину относительной влажности окружающего воздуха φ₀. Результаты эксперимента занести в табл.1.

На основе опытных данных рассчитывают влажность материала w, скорость сушки N и строят кривые сушки и скорости сушки. Далее вычисляют величины критериев Рейнольдса, Прандтля, Нуссельта и коэффициента массоотдачи β_Г. Находят опытное значение коэффициента массоотдачи β_г в первом периоде сушки. Для этого необходимо на диаграмме энтальпия - влагосодержание влажного воздуха (диаграмма Рамзина) построить процесс подогрева воздуха в калорифере. По температуре и относительной влажности окружающего воздуха (Т_о, φ₀) на диаграмме Рамзина находят точку Е, проводят линию (ЕР) до пересечения с изотермой Т, (т.Р). Из точки К, перемещаясь по Т_М = const до линии ф = 100 %, определить для точки К температуру мокрого термометра Т_М и для этой температуры - давление насыщенного пара рн(Т_М) но I - х диаграмме . Парциальное давление пара р_П в сушильной камере считают равным парциальному давлению пара в окружающей среде, поэтому эту величину следует определять по диаграмме Рамзина для точки Е. Для этого следует найти точку пересечения линии х₁ = const с линией парциального давления водяного пара и определить значение р_П. Далее вычисляют опытный коэффициент массоотдачи по среднему значению скорости сушки N_СР, полученному усреднением соответствующих точек первого периода на кривой скорости сушки и сравнивают его с расчетным значением. Полученные данные заносят в табл. 2.

Предварительно необходимо измерить и записать следующие

параметры:

масса держателя М_д = 57.5 г;

масса сухого образца М_с = 5.5г;

длина образца L = 18.5 cм;

высота образца Н = 5.3 cм;

температура опыта Т₁ = 95 ⁰С ;

скорость обдува материала воздухом, w м/с;

параметры окружающего воздуха до входа в калорифер определяемые по психрометру:

температура Т₀ = 22 ⁰С

температура мокрого термометра Т⁰_М = 17 ⁰С;

относительная влажность воздуха φ₀ = 56 %

Таблица опытных данных

№ пп	Измеренные величины			Рассчитанные величины
	Текущее время t, c	Интервал времени ∆t, c	Показания весов М, кг	Содержание влаги в материале Мвл = М – Мс – Мд	Влажность материала w =Мвл/Мс	Изменение влажности материала ∆w за ∆t	Скорость сушки N=∆w/∆t, 1/c
1	0	180	75	12	2,18	0,18	0,001
2	3		74	11	2	0,18	0,001
3	6		73	10	1,82	0,18	0,001
4	9		72	9	1,64	0,1	0,0005
5	12		71.5	8,5	1,54	0,09	0,0005
6	15		71	8	1,45	0,18	0,001
7	18		70	7	1,27	0,36	0,002
8	21		68	5	0,91	0,27	0,0015
9	24		66.5	3,5	0,64	0,19	0,001
10	27		65.5	2,5	0,45	0,18	0,001
11	30		64.5	1,5	0,27	0,09	0,0005
12	33		64	1	0,18

сводная таблица результатов опыта сушки и расчета для первого периода сушки

Расчетные критерии			NCP, c-1	j, кг/м2с	Значения коэффициентов массотдачи βГ, м/с
Re	PrГ’	NuГ’			Расчет	Опыт
762,3	0.43	29	0.001	0.28∙10-3	0.01	0.04

Вывод: провели сушку влажного материала. Определили ее скорость сушки. Построили кривую сушки и кривую скорости сушки. Опытные и расчетные данные сильно отличаются. Возможно, это связано с неисправностями установки или неверностью проведения опыта.