Описание экспериментального стенда
Лекции.ИНФО


Описание экспериментального стенда



Стенд представляет собой модель сушильной установки, в которой сушильным агентом является комнатный воздух, а высушиваемым материалом – ткань, смоченная водой (см. рис. 3).

В кольцевой канал 1 через газовый счетчик 2 поступает воздух. Первая по ходу воздуха часть внутренней трубы является калорифером. Внутри него вдоль оси помещен электронагреватель 3. За калорифером расположена сушильная камера 4, внутри которой помещен влажный материал, подлежащий сушке. Ткань постоянно увлажняется водой из емкости, расположенной в камере. Из сушильной камеры воздух по кольцевому каналу 5 и трубе 6 подается на вход центробежного вентилятора.

Слои потока воздуха в кольцевых каналах 1 и 5 выполняют роль тепловой изоляции калорифера и сушильной камеры. Происходит частичное "самоулавливание" тепловых потерь.

 

Рисунок 2 - hd -Диаграмма влажного воздуха

 

Электронагреватель питается постоянным током от регулятора напря-жения, с помощью которого изменяется потребляемая мощность. Ток и напряжение в цепи нагревателя измеряются с помощью цифрового миллиам-перметра 11, подключаемого к шунтам R1 и R2 переключателем П.

Температура и относительная влажность воздуха на входе измеряются с помощью психрометра. Для измерения температуры воздуха за калорифером, сушильной камерой и перед вентилятором установлены хромель-копелевые термопары 7, 8, 9, 10, подключенные к многоточечному автоматическому потенциометру КСП-4. Показания термопар записываются на диаграммной ленте. Горячий спай термопары 4 обернут тканью, смачиваемой водой. По показаниям "сухой" 9 и "мокрой" 10 термопар определяется состояние воздуха перед вентилятором.

 

Порядок проведения опыта

После получения допуска к работе включается нагреватель и вентилятор кнопкой "Вкл.". Затем измеряется относительная влажность воздуха в лаборатории с помощью психрометра. Для этого необходимо смочить ткань "мокрого" термометра водой, завести механизм вентилятора, сделав ключом четыре-пять оборотов, и через каждые 30 сек. записать показания "мокрого" и "сухого" термометров. Измерение продолжается до тех гор, пока температура мокрого термометра не станет наинизшей и не начнет снова возрастать. В качестве расчетных берутся минимальная темпе-ратура "мокрого" и соответствующая ей температура "сухого" термометров.

Опыт выполняется в стационарном режиме, когда температуры в Конт-рольных сечениях воздушного тракта установки станут постоянными. С периодичностью около 3 минут произвести 4 -5 измерений мощности нагре-вателя и температур с помощью потенциометра. В момент начала и конца опыта необходимо зафиксировать время и показания газового счетчика.

Результаты измерений записать в таблицу:

Время опыта Показания газ. счетчика Ток Напря-жение Значение температур
начало, мин. конец, мин. начало, м3 конец, м3 А В на входе tc на входе tm за кало-риф. за суш. камер. перед вент. tc перед вент. tm
                       

 

 

Обработка результатов опыта

После окончания опыта следует:

1) по показаниям счетчика найти расход воздуха за время опыта

Vвоз, м2 ;

2) определить среднюю за опыт мощность нагревателя W, Вт ;

3) определить средние за опыт температуры в контрольных сечениях;

4) нанести на hd - диаграмму процессы, протекающие с влажным

воздухом.

Исходная точка 1 определяется состоянием воздуха в лаборатории. Затем из точки 1 построить процесс нагрева, заканчивающийся в точке 2 при температуре воздуха за калорифером. Далее следуют нанести точку 4, характеризующую состояние воздуха в выходной трубке, в месте измерения относительной влажности φ.

Точка 3, отвечающая состоянию воздуха за сушилкой, найдется, если построить процесс охлаждения воздуха в выходной трубке в пределах температур за сушильной камерой и перед вентилятором. Точки 2 и 3 соединяются условной прямой, которая определяет процесс сушки.

Разность влагосодержаний в точках 1 и 4 определит количество испаренной из материала влаги на 1 кг сухого воздуха.

Разность энтальпий h3 - h1 определяет количество тепла на 1 кг сухого воздуха, переданное нагревателем воздуху, за вычетом потерь тепла в окружающую среду калорифером и сушильной камерой.

Масса сухого воздуха mвоз, объемный расход которого измерен при помощи счетчика находится из уравнения состояния

. (9)

Парциальное давление рвоз находится по разности

, (10)

где В – барометрическое давление;

рп – парциальное давление пара, определяемое из выражения (3) с уче-

том того, что р = В.

Полное количество испаренной влаги

, кг (11)

Количество тепла, воспринятое сушильным агентом в калорифере, равно

, кДж . (12)

Тепловые потери калорифера определяются из выражения

, кДж , (13)

где W – мощность нагревателя, вт.

Потери тепла в сушильной камере характеризуются разностью энталь-пий h2 - h3 (адиабатный процесс сушки идет при постоянной энтальпии). Эти потери равны

, кДж . (14)

Действительное количество тепла, затраченное на 1 кг испаренной влаги, равно

, кДж/кг . (15)

Требования к отчету

 

Отчет должен содержать:

- схему установки и краткое ее описание,

- журнал наблюдений,

- hd - диаграмму, с нанесенными в ней процессами,

- все необходимые расчеты.

6 Контрольные вопросы

1. Если температура воздуха больше температуры насыщения водяного пара при давлении смеси, то может ли воздух быть насыщенным?

2. Доказать, что водяной пар при атмосферных температуре и давлении можно считать идеальным газом.

3. Доказать справедливость соотношения (3) для влажного воздуха.

4. Показать, что чем больше влажность воздуха, тем меньше его плотность.

5. В каких случаях паросодержание воздуха максимально?

6. Объяснить методику построения hd - диаграммы.

7. Показать в hd - диаграмме основные процессы с влажным воздухом.

Лабораторная работа № 2









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-10; Просмотров: 64;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная