Установка для исследования процессов тепломассообмена в дисперсных материалах

 

Изобретение относится к лабораторной технике и может быть использовано для исследования процессов тепломассообмена в дисперсных материалах в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем регулирования давления газовой фазы в исследуемом материале. Установка содержит теплоизолированный кожух 8, заполненный сыпучим насадком, в котором на противоположных боковых стенках размещены термостатируемые емкости 2, 3 соответственно с высокой и низкой температурами, и теплообменную плиту 1 с кассетами 6. Исследуемый материал помещают во влагоизолированную кассету 6, затем ее перемещают на металлическую теплообменную плиту 1, предварительно влив вакуумное масло в капиллярный газовый затвор 7. Кассету 6 на теплообменной плите 1 устанавливают по направлению в ней теплового потока. 2 ил.

СО03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

A t

„„ЯО„„Ы22ОО7 (51)4 F 26 В 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4306871/24-06 (22) 18.09.88 (46) 15. 11. 89. Бюл. К 42 . (71) Институт торфа АН БССР и Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР (72) А.М.Абрамец, В.А.Буслов и И.О.Матвиенко (53) 66.047.45 1(088.8) (56) Давидовский П.Н., Бровка Г.П.

Тепло- и массоперенос в промерзающих торфяных системах. Минск, Наука и техника, 1985, с.63-68, рис.3 ;1. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ДИСПЕРСНЫХ

МАТЕРИАЛАХ (57) Изобретение относится к лабораторной технике и может быть использовано для исследования процессов тепломассообмена в дисперсных мате2 риалах в различных отраслях промьппленности. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем регулирования давления газовой фазы в исследуемом материале, Установка содержит теплоизолированный кожух 8, заполненный сыпучим насадком, в котором на противоположных боковых стенках размещены термостатируемые емкости 2, 3 соответственно с высокой и низкой температурами, и теплообменную плиту 1 с кассетами 6. Исследуемый материал помещают во влагоизолированную кассету

6, затем ее перемещают на металлическую теплообменную плиту 1, предварительно влив, вакуумное масло в капиллярный газовый затвор 7. Кассету 6 на теплообменной плите 1 устанавливают по направлению в ней теплового потока. 2 ил, 1522007

Установка работает следующим образом.

Исследуемый материал, например торф, помещают во влагоизолированную кассету 6, после чего ее перемещают на металлическую теплообменную плиту 1 в кожухе 8, предварительно влив в капиллярный газовый затвор 7 несколько капель вакуумно55

И. 30бретение ОтнОситсЯ к лабОратОрной технике и служит для исследования процессов тепломассообмена в дисперсных материалах, На установке могут быть исследова5 ны такие дисперсные материалы: грунты, почвы," различные виды строительных материалов: торф, сапропели, глинистые минералы, углы и т.п.; продук- 10 ты химико-технологической переработки: лигнин, целлюлозные материалы, волокнистые полимерные материалы и др., а также продукты сельскохозяйственного производства и их перера- 15 боткиг зерно, мучные продукты, сахар, сухое молоко и т.п. Конструкция установки позволяет исследовать самые разнообразные классы. влажных дисперсных капиллярно-пористых материалов

20 для которых исследование процессов ! тепло-массообмена сопряжено с выбором и обоснованием оптимальных условий хранения, сушки, термообработки, кинетики и закономерностей перераспределения влаги, конструкции тепломассообменных устройств специального назначения, обеспечивающие высокую производительность при минимальных энергозатратах и требуемом качестве продукции.

Целью изобретения является расуырение функциональных воэможностей путем регулирования давления газовой фазы в исследуемом материале.

На фиг.1 схематично показана схе- 35 ма установки, вид сбоку; на фиг.2— то же, вид сверху.

Установка содержит металлическую теплообменную плиту 1, термостатируемые емкости 2 и 3, содержащие па- 40 трубки 4 входа и патрубки 5 выхода тер- мостатируемой жидкости, влагоиэолированные кассеты 6 (для наглядности на фиг.2 дано изображение одной кассеты) с капиллярным газовым затво- 45 ром 7, кожух 8 с штуцером 9, сыпучий насадок 10, крышку 11, кювету

12 с водным раствором солей, теплоизоляцию 13.

50 го масла дпя создания газового затвора в колене затвора 7. Кассету

6 с исследуемым материалом на теплообменной плите 1 устанавливают по направлению распространения в ней теплового потока. Причем кассету 6 на плите 1 укладывают таким образом, чтобы ее сторона с капиллярным газовым затвором 7 была обращена к емкости 2, имеющей высокую температуру термостатирования (40 С). Термостатирование емкостей

2 и 3 осуществляют путем прокачки через них воды из термостатов с разной температурой (Т = 40 С для емкости 2, Т = 20 С для емкости 3).

Термостатирующую среду (воду) из термостатов в емкости 2 и 3 подают через патрубок 4, а выпускают через патрубок 5 выхода, что исключает образование в емкостях 2 и 3 газовых "пробок" и обеспечивает стабильные условия работы термостатируемых емкостей 2 и 3.

Затеи в кожух 8 засыпают сухой кварцевый песок (выполняющий роль насадка 10) или металлические опилки. Причем сыпучий насадок 10 (кварцевый песок) засыпают таким образом,, чтобы устранялось попадание его в места контакта кассеты 6 с плитой 1 и не нарушалось их теплового контакта.

В кювету 12 заливают водный раствор солей (10 -ный раствор K0H), обеспечивающий при 20 С давление паров воды над поверхностью раствора, а значит и в камере 8, материале, находящемся в кассете 6, равное 16,4 мм рт.ст. Кювету 12 с раствором солей устанавливают у емкости 3 (имеющей более низкую температуру термостатирования -20 С), чтобы устранить процесс термопереноса влаги в камере 8, приводящий к осушке раствора.

После чего крышку 11 кожуха 8 герметично закрывают. Штуцер 9 посредством вакуумного шланга соединяют с вакуумным насосом и откачивают воздух из кожуха 8. В кожухе 8 устанавливается давление паров воды, равное 16,4 мм рт.ст. Предельное минимальное давление паров воды в кожухе 8, исследуемом материале (в кассете 6), задает раствор солей в кювете 12. В данном случае раствор

К0Н обеспечивает давление парогазовой среды, равное 16,4 мм рт.ст.

Причем величина этого давления при

1522007

Фж2

Составитель Н.Исаченко Редактор Ю.Середа Техред N.яндык Корректор Л.Бескид

Заказ 6947/36 Тираж 593 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул . Гагарина, 101 условии герметичности камеры 8 остается постоянной на протяжении всего эксперимента., После вакуумирования, вакуумный насос отключают, а кассеты б с ис5 следуемым материалом выдерживают в течение требуемого промежутка времени, например первого часа. По истечении заданного промежутка времени вакуум в кожухе 8 сбрасывают путем впуска в нее воздуха через штуцер 9. Затем открывают крышку

11, извлекают кассеты 6, а находящийся в них материал разделывают по слоям через 0,5-1 см с последующим определением содержания в них влаги методом термостатной сушки..

При длине кассеты (образца исследуемого материала) равной 15 см получают соответственно 30-15 проб ° Перераспределение влаги в материале рассчитывают по изменению влагосодержания .слоев материала с последующим расчетом коэффициентов термовлагообмена.

Аналогично осуществляют проведение эксперимента при избыточном давлении парогазовой среды в камере 8. В данном случае штуцер 9 соединяют с компрессором, а величину необходимого давления контролируют по манометру, установленному в цепи высокого давления компрессора, Все остальные операции работы на ус Ъ тановке аналогичны изложенным выше.

Таким образом, использование предлагаемой установки позволяет расширит ь функционал ьш е воз можности путем регулирования давления газовой фазы в исследуемом материале.

Формула изобретения

Установка для исследования процессов тепломассообмена в дисперсных материалах, содержащая влагоизолированные кассеты с исследуемым материалом, установленные на теплообменной плите с размещенными по ее торцам термостатируемыми емкостями, выполненными соответственно с низкой и высокой температурой термостатирования, о т л и ч а ю. щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регулирования давления газовой фазы в иссле-" дуемом материале, установка дополнительно содержит теплоиэолированный кожух, заполненный сыпучим насадком из материала с высокой теплопроводностью, в котором на противоположных боковых сгенках размещены термостатируемые емкости, а на днище — теплообменная плита с кассетами „ снабженными каждая со стороны термоста" тируемой емкости высокой температуры капиллярным затвором, причем в полости кожуха со стороны термостатируемой емкости низкой температуры дополнительно установлена кювета с водным раствором солей.