Изучение устройства и принципа работы

Лабораторная установка (рис. 5.2.1) состоит из вертикальной сушильной камеры 1 с решеткой 2, патрубка для подвода основного потока сушильного агента 3, патрубка для тангенциального подвода дополнительного потока сушильного агента 4. Линия подготовки основного потока сушильного агента 7, включает в себя, секционный электрокалорифер 8, центробежный вентилятор высокого давления 9.

Сушилка снабжена приборами и устройствами для управления и контроля за технологическими параметрами процесса.

Заданная температура сушильного агента, подводимого в камеру 1, поддерживается автоматически с помощью электроконтактного ртутного термометра 5 и универсального реле 20 марки «УКТ–4У2».

Показания температуры сушильного агента на входе в камеру и выходе из слоя материала контролируется с помощью шеститочечного самопишущего потенциометра КСП-4 21. Датчиками измерения температуры служат термопары ТХК 22.

Контроль относительной влажности сушильного агента на выходе из сушильной камеры осуществляется гигрометром «Волна–1М» 17, представляющим собой сорбционно – одноканальный многофункциональный цифровой переносной прибор с диапазоном измерения от 0 до 99,9 % при температуре от 0 до 358 К.

Регулирование расхода и, как следствие, скорости воздуха осуществляется при помощи заслонок 11, 12, 13, 14. Измерение скорости воздуха на входе и выходе из сушильной камеры проводится при помощи термоанемометра. Гидравлическое сопротивление слоя материала замеряется с помощью микроманометра ММН-3.

Управление и контроль за работой сушилки осуществляется от щита посредством пакетных переключателей 18, сигнальных ламп 19, пускателя 16.

Основным элементом сушилки является коническо–цилиндрическая камера в нижней части, у меньшего основания которой, выполнено цилиндрическое кольцо, к которому тангенциально (по касательной) подключен патрубок для подвода закручивающего потока сушильного агента.

Рис.5.2.1. Общий вид сушилки с активной гидродинамикой:

1 – сушильная камера; 2 – газораспределительная решетка; 3, 4 -патрубок; 5 – термометр электроконтактный ртутный; 6 – термометр ртутный; 7 – линия подготовки сушильного агента; 8 – калорифер секционный; 9 – центробежный вентилятор; 10 - привод; 11, 12, 13 – заслонка шиберная; 14 – заслонка шаровая; 15 - термоанемометр; 16 - пускатель электромагнитный; 17 – гигрометр; 18 - переключатель пакетный; 19 – лампы сигнальные; 20 – реле универсальное; 21 - потенциометр; 22 – термопары ТХК; 23 - микроманометр; U – образный микроманометр; 25 - амперметр; 26 - вольтметр; 27 - ваттметр; 28 – психрометр; 29 – камерная диафрагма.

Техническая характеристика сушилки

Производительность 3 кг/ч

Съем влаги рег-ся врем. сушки

Мощность электродвигателя: 1,5 кВт

Удельная нагрузка материала на решетку 6,1 кг/м²

Напряжение ~380 В

Размеры камеры:

Внутренний  основания конуса 60 мм

Внутренний цилиндрической части 200 мм

Высота цилиндрической части 220 мм

Масса 300 кг.

Методика выполнения работы

Объектом сушки является сыпучий материал (пивная дробина, послеспиртовая зерновая барда и др.).

1. Перед началом испытания подготовьте материал: увлажните путем разбрызгивания воды и выдержите в течение 10…20 мин для равномерного распределения в нем влаги.

2. Из влажного продукта отберите пробы (по 5 г) в два бюкса (масса бюксов определяется заранее) для определения начальной влажности материала.

3. Бюксы с пробой взвесьте на аналитических весах и поставьте в сушильный шкаф, температуру в котором поддерживайте постоянной, равной 105…130ºС.

4. Периодически (через каждые 20…30 мин) бюксы вынимайте из сушильного шкафа и после охлаждения в эксикаторе взвешивайте.

5. Пробы в бюксах высушите в сушильном шкафу до постоянной массы, т. е. до тех пор пока два очередных взвешивания не дадут одинаковый результат.

6. Результаты взвешиваний запишите в протокол наблюдений (табл. 5.2.1).

7. При подготовке установки к работе откройте шиберы 11, 12, 13, 14, включите рубильник, запустите вентилятор 9 и секционный калорифер 8 с помощью пакетных переключателей. После этого начинается быстрое повышение температуры воздуха. Для исследования процесса сушки установка выводится на заданный режим путем прогрева в течении 20…25 мин. После этого можно начинать испытания установки.

8. На технических весах взвесьте порцию G₁ увлажненного продукта. Загрузку влажного материала и отбор проб проводить через верхнюю часть сушильной камеры. Интервал времени при отборе проб составляет 1 минуту.

9. Бюксы с пробами взвесьте на аналитических весах и поставьте в сушильный шкаф.

10. Окончательную влажность материала, после завершения испытания, определить аналогично взвешиванию бюксов с влажным материалом.

11. Результаты взвешиваний и наблюдений необходимо записать в протоколы (табл. 5.2.2).

Таблица.5.2.1 Протокол наблюдений

Материал	Масса, г	Масса навески, г	Масса навески, г			Масса навески	Масса влаги в навеске до сушки	Влажность навески	Средняя влажность материала
			с бюксом до сушки	после сушки	с бюксом после сушки
	g1	g2	g1	g1	g1	gсух, г	Gвл, г	W, %	Wср, %
Влажный
Высушенный

Таблица 5.2.2 Протокол наблюдений

Количество влажного материала G1, кг/с

Количество высушенного материала G2, кг/с

Количество испаренной влаги U=G1-G2, кг/с

Время сушки τс, с

Скорость воздуха υв, м/с

Конечная температура продукта Тк, ºС

12. По окончании работы выключите электрокалорифер 8, вентилятор 9 и электродвигатель 10.

13. Обесточьте установку, переводя рубильник в положение ВЫКЛ.

14. Оставшийся высушенный продукт удалите из сушильной камеры.

Расчетная часть

Производительность по исходному продукту П (кг/ч)

(5.2.1)

где – масса материала загружаемого в камеру, кг; τ_с – время сушки, ч; τ₀ – время обслуживания (суммарное время разгрузки, чистки и загрузки), ч.

Исходя из полученной производительности сушилки по сухому продукту G₂, начальной и конечной влажности W_н и W_к продукта определите следующие параметры.

Масса испаренной влаги U (кг/с)

(5.2.2)

или

(5.2.3)

Начальное (U_н) и конечное (U_к) влагосодержание продукта U (кг/кг)

(5.2.4)

. (5.2.5)

Вместимость сушильной камеры V (м³)

(5.2.6)

где D_ц – внутренний диаметр цилиндрической части, м; D_к – диаметр вихревой камеры, м; Н – высота камеры, м.

Диаметр вихревой камеры D_к (м)

. (5.2.7)

Влагонапряженность сушильной камеры по испаренной влаге А_v, кг/(м³·ч)

. (5.2.8)

Графическая часть

Проанализируйте полученные значения результатов исследований, сделайте статистическую обработку результатов и представьте ее в виде графической зависимости. Постройте графики кривых сушки и скорости сушки.

Выполните рабочий чертеж одного из наиболее изнашиваемых узлов сушилки (привод вентилятора, фланцы, подшипниковый узел и т.п.) и сделайте к нему спецификации в соответствии с требованиями ЕСКД.