SU516949A1 - Установка дл изучени тепло- и массопереноса в капилл рно-пористых и дисперсных материалах - Google Patents

Description

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ТЕПЛО- И МАССЮПЕРЕНОСА В КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ И ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относитс  к области изу- чени  геппо - и массообменных свойств материалов в процессах термической обработки .

Известные установки дл  изучени  теп- ло- и массопереноса состо т из двух термостатов (теплоизолированных камер)В размещенную между ними кассету (цилиндр ) помещают исследуемый материал. С помощью холодильника и нагревател  соэдают стационарное распределение температуры в материале и затем методол стационарного теплообмена определ ют термоградиентный коэффициент (о ). При этом измерение температуры пройзвод т термо парами, а влагосодержание материала - путём разбс/ра цили1щра на составл ющие кольца с последующим их вгвешиванием.

Недостатки ; известных установок: невозможность комплексного орределени  зса- рактеристак в одной установке; невозможность поддержани  требуемых парамет -рее процесса в широком диапазоне темпе- ратурных параметров среды в термостатах г: эобходимость прерывать процесс и методом

взвешивани  рааборныз лопец определ ть теку щее влагосодержанне исследуемого материала; невозможность поддержани  одинаковых температзфно-влажных параметров процесса в термостатах в случа х, требующих изменени  граничных условий.

Цель изобретени  - определение комплексных дифференциальных и интегральных характеристик механизма тепло- и мао- соперюноса.

Данна  цель достигаетс  тем, что оборудование и аппаратура в каждой камере вьшолнены одинак«жыми в виде тепловен- тил цнонной системы с электронагревателими , испарительно-чсойденсационного контуре с водшюй ёмкостью, замкнутого хоподильнего контура с низкотемпературным хладагентом , системы регулировани  температуры и влажности среды в камерах, а в иоследуе ;ом материале размещены датчики элеострофизических величин, подключённые к электросети через блок управлени , элек1 р чески св занный с электронагрювател мн, вентилатсфом тепловентил ционной системы и холрдильным контуром и подключенньА к командному прибору, обеспечивающему авт-оматическую имитацию процесса теплои массопереноса по заданной программе. При этом камеры установлены на направл ющих полозь х и одна из них имеет возможность возвратно-поступательного пере- м:-щенЕ  при помощи винтового механизма, а в мостах соединени  с кассетой камеры снабжены прижимными рамками. На фиг. 1 схематически изображена описываема  установка; на фиг. 2 - кассета; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 2. Установка смонтирована на металлической раме 1 и состоит из двух герметичных теплоизолированных металлических камер 2 и 3, между которыми размещена кассета 4 с испытьтаемым материалом. Дл  удобства работы камеру 2 устанавливают неподвижно в крайнее рабочее положение а камеру 3 перемещают по раме 1 вдоль направл ющих полозьев 5 с помощью винтового привода, который состоит из винта 6 с рулем 7, обоймы 8 дл  размещени  винта, установленной на кронщтейне 9, и упорной пластины 10, закреплённой на камере 3. Уплотнение материала в кассете 4 регулируют указателем 11. От рубильник 12 электроэнергию подают через автотрансформатор 13 и стабилизатор 14 к электроприборам , включенным в схему. Дл  повышени  температуры среды в камерах 2,3 размещают электронагреватели 15, подклюц:- )нные к батарее 16 розеток. Регулирование температуры среды с камерах 2, 3 О::зп-дествл ют контактными термометрами 17 со--циненными сбпоком 18 автоматов включени  зпектронагреватепей. Охпаждение среды осуществл ют путём прогонки охлаждающей смеси через термостат 19, холодильник 20 и змеевик 21, расположенный в камере 2. Испарением из сосуда 22 воды, подогреваемой электронагревателем 15, повыщают влагосодержание среды в камерах 2 и 3. При необходимости удалить лищнюю влагу и камер 2 и 3 используют устройство, представл ющее собой сосуд 23, в котором расшоложен химический поглотитель паров влаги . При этом сосуды 22, 23 снабжены плот но подогнанными крыщками со щтоками, гер метично выведенными из камер 2 и 3. Што ки обеспечивают подъем крьппек над сосудами . Равномерное распределение температуры в обеих камерах 2 и 3 достигают благодар  перемешиванию воздуха осевыми венти л торами 24, подключенными к электросети через выпр митель 25. Параметры переноса тепла измер ют с помощью термопар 26, подключенных к потенциометру 27 через многоточечный переключатель 28, а влагосодержание среды в камерах 2 и 3 - с помощью датчика 29 влажности, подключенных к блоку 30 индикаторов измерени  влажности . Дл  измерени  избыточного давлени  используют стекл нные манометры 31. Кассета состоит из двух симметричных прижимных рамок 32 из текстолита. Каждую рамку плотно привинчивают к камерам 2,3 болтами 33. Дл  уплотнени  зазора между камерами 2,3 и рамкой 32 црокладьгоают прокладку 34 из пористой листовой резины толщиной 5 мм. Проемы в прижимной рамке 32 до установки исследуемых образцов 35 закрьгоают шиберами 36, которые плотно прит гивают к рамкам 32 замками 37. Дл  уплотнени  зазора между прижимной рамкой 32 и шибером 36 на плоскости рамки, примьпсающей к шиберу, уложена прокладка 38 из вакуумной резины толщиной 5 мм. При исследовании образцы 35 с влагои теплоизол цией укладывают на двух параллельно расположенных уголках 39, свободно перемещаемых внутри карманов 40. В процессе исследовани  в камерах 2 и 3 создают и поддерживают требуемые темпер атурн о-влажностные параметры. Определение влагосодержани  исследуемых материалов осуществл етс  путём измерени  электрофизических величин в виде функциональных зависимостей от параметров массопереноса, например, с помощью прибора 41 дл  определени  электрофизических величин, к которому датчики влажности 42 подключают через многоточечный переключатель 43. Дл  определени  текущего влагосодержани  исследуемого материала в виде пакета пластин (образцов 35) пакет разбирают на отдельные пластины, их взвешивают в специальных герметичных кюветах и затем сушат . Это позвол ет осуществить контроль за измер емьми электрофизическими величинами и судить о точности и погрешност х измер емых величин. Процесс исследовани  на описанной установке включает следуюшие операции. Подготовленные дл  исследовани  образцы 35, например керамические пластины, предварительно сушат в сушильном шкафу. Затем при необходимости их увлажн ют дистиллированной водой в герметичной предварительно вакуумиржанной кювете. В увлажненных или сухих пластинах устанавливают по схеме термопары 26 дл  измерени  температур. Образцы собирают из отдельных пластин, распола1 а  между поопеднимикерамические датчики влажности 42. Собранные образцы 35 скрепл ют струбцинами и помеш ют в термостат до установлени 

,заданной температуры и влагосодержани  образцов .

После вьтолнени  подготовительных операций кассету 4 с образцами 35 устанавливают на направл ющие уголки 39. Перемещением подвижной камеры 3 кассету 4 плотно прижимают между камерами 2 и 3 и теплоизолируют. После прсеерки обору- дсжани  и измерительных схем установку включают в работу.

В процессе исследовани  поддерживают требуемые температурно-влажностные параметры окружающих сред и также определ ют распределение температуры и влагосо держани  в толще исследуемого материала.

В конце опыта после отключени  изме рительной аппаратуры подвижную камеру 3 отодвигают по полозь м 5, освобождают кассету 4, а образцы 35 помещают в малые кюветы дл  взвешивани .

Дополнительным взвешиванием образцов 35 в конце исследовани  контролируют правильность определени  влагосодержани  исследуемого материала электрофизическим способом.

В результате осуществлени  на установке комплекса операций, включающих поддержание необходимых температурно-влажностных условий, соответствующих заданны граничным услови м на поверхност х исследуемого образца, измерени  параметров переноса тепла и массы вещества в материале , определ ют тепло - и массообменные свойства материала.

Claims (3)

1. Установка дл  изучени  тепло- и массопереноса в капилл рно-пористых и

дисперсных материалах, например, в процессе сушки, содержаща  кассету с испытываемым материалом, в котором размешены датчики температуры и симметрично расположенные по обеим её сторонам теплоизолированные камеры с тепловентил цион ным оборудованием и контрольно- измерительной аппаратурой внутри, о т л и ч а ющ а   с   тем, что, с целью определени  комплексных дифференциальных и интег рапьных характеристик механизма теплои массопереноса, оборудование и аппаратура в каждой камере вьшолнены одинаковыми в виде тепловентил ционной системы с электронагревател ми, испарительно-конденсационного контура с вод ной ёмкостью замкнутого холодильного контура с низкотемпературным хладагентом, системы регулировани  температуры и влажности среды в камерах, а в исследуемом материале размещены датчики электрофизических величин, подключённые к электросети через блок управлени .

2. Установка по п. 1, отличающас   тем, что блок управлени  электрически св зан с электронагревател ми, вентил тором тепловентил ционной систек ы и холодильным контуром и подключен к командному прибору, обеспечивающему автомаческую имитацию процесса тепло- и массопереноса по заданной программе.

3. Установка по п. 1, о т л и ч а ющ а   с   тем, что камеры установлены на направл ющих, полозь х и одна из них имеет возможность возвратно-поступательного перемещени  при помощи винтового механизма, а в местах соедине ш  с кассетой камеры снабжены при- кимнымк рамками .

.г

A:±

+

+

J7

Г

-Je

J2

I(

3$

±

д;

U9.3